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帶定位器氣動薄膜調節閥結構原理

本文主要從氣動薄膜調節閥的結構及工作原理，選型，現場安裝注意事項，檢修時重點檢修部位以及常見故障及解決辦法，全面了解熟悉氣動薄膜調節閥，為儀表人工作提供借鑒。氣動閥門是利用壓縮空氣進入氣動執行器帶動活塞運動，旋轉或升降扭軸帶動閥桿驅動的一種氣動控制閥門。氣動閥門分為單作用、雙作用、智能調節型三種，單作用氣動執行器內有彈簧推動活塞結構，有兩種原理敞開和常閉式，既為氣開或氣關，無氣體進入時由彈簧推動活塞關閉閥門，此原理為常閉式。當氣體進入氣缸時閥門關閉，斷氣時由彈簧帶活塞閥門打開，吃結構為敞開式。

帶定位器氣動薄膜調節閥結構原理定位器工作原理

氣動閥門定位器是一種將電氣信號轉換成壓力信號的轉換裝置，以壓縮空氣或氮氣為工作氣源來控制工業爐調節閥的開度大小。普遍用于工業爐溫度自動控制系統中對氣動閥門執行機構的連續控制。氣動閥門定位器是按力平衡原理工作的，實現由輸入的4～20mA電流信號控制氣動閥門由0～100％的開啟度。

帶定位器氣動薄膜調節閥結構原理結構及工作原理

1.氣動薄膜調節閥結構

氣動薄膜調節閥由氣動薄膜執行機構與調節閥二部分組成。氣動薄膜調節閥主要由氣室、薄膜、推力盤、彈簧、推桿、調節螺母、閥位標尺、閥桿、閥芯、閥座、填料函、閥體、閥蓋和支架等組成。(結構圖如下)

(1)組成分程控制系統，實現多個閥門的并聯使用。閥門定位器不是任何情況下都能采用的。閥門定位器在傳統熱系統、一些大容積的氣體壓力和液位等慢過程能改善控制質量；而在液體流量和壓力這種快速控制過程中閥門定位器會對控制質量產生副作用。

(2)能夠提高系統控制精度，如高壓或高、低溫調節閥。舉例來說，在液位、溫度和成份等參數的緩慢控制過程中，需要提高調節閥的響應速度，如閥前壓力P1>10MPa,前后壓降△p>1 MPa或者D>100 mm雙座閥，D>25 mm單座閥等，這些都需要需要增加執行機構輸出力和切斷力。除此外，閥門定位器可以克服服閥桿摩擦力，能控制固結的工藝流體或者易于在閥門零件掛膠的調節閥。

2.帶定位器氣動薄膜調節閥結構原理的工作原理：

氣動薄膜調節閥的動作是調節器來信號壓力，輸入氣動執行機構的氣室中，產生推力，通過連接推桿推動閥芯，產生相應位移—即行程，閥芯位置的變化使閥的流通截面積發生變化，從而達到調節介質流量的目的。

氣動薄膜調節閥的選型

1. 根據使用要求選型

氣動薄膜調節閥由閥芯和閥體（包括閥座）兩部分組成，按不同的使用要求有不同的結構形式，氣動薄膜調節閥主要有直通單座閥、雙座調節閥和高壓角式調節閥。

1.1直通單座閥泄漏量小，流體對單座閥芯的推力所形成的不平衡力很大，因此直通單座閥適用于要求泄漏量小、管徑小和閥前后壓差較低的場合。

1.2直通雙座閥閥體內有上下兩個閥芯，由于流體作用于上下閥芯的推力方向相反而大致抵消；所以雙座閥的不平衡力很小，允許閥前后有較大的壓差。但由于閥體內流路復雜，用于高壓差時對閥體的沖蝕損傷較嚴重，不宜用于高粘度、含懸浮顆粒或含纖維的介質。此外由于受加工條件的限制，雙座閥上下兩個閥芯不易同時關嚴，所以關閉時泄漏量大，尤其是在高溫或低溫的場合下使用時，因材料的熱膨脹系數不同，更易引起嚴重的泄漏。

1.3角式高壓閥閥體為直角式，流路簡單、阻力小，受高速流體的沖蝕也小，特別適用于高壓差、高粘度和含懸浮物顆粒狀物質的流體，也可用于處理汽液混相，易閃蒸汽蝕的場合。這種閥體可以避免結焦、粘結和堵塞。

2.帶定位器氣動薄膜調節閥結構原理根據安全性選型

氣動薄膜調節閥有氣開閥和氣閉閥兩種形式。根據不同生產工藝上的安全和使用要求考慮，當信號壓力中斷時調節閥處于打開或關閉位置，對工藝生產造成的危害性大小而定。 如果閥門處于關閉位置時危害小，則選用氣開閥，信號壓力中斷時，使調節閥處于關閉位置，反之，則選用氣閉閥。

3.帶定位器氣動薄膜調節閥結構原理根據流量特性選型

在自控系統的設計過程中選擇氣動薄膜調節閥應著重考慮流量特性。典型的理想特性有直線流量特性、等百分比流量特性（對數流量特性）、快開流量特性和拋物線流量特性四種。直線流量特性在相對開度變化相同的情況下，流量小時，流量相對變化值大；流量大時，流量相對變化值小。因此，直線流量調節閥在小開度（小負荷）情況下調節性能不好，不易控制，往往會產生振蕩，故直線流量特性調節閥不宜用于小開度的情況，也不宜用于負荷變化較大的調節系統，而適用于負荷比較平穩，變化不大的調節系統。因此，直線流量調節閥在小開度（小負荷）情況下調節性能不好，不易控制，往往會產生振蕩，故直線流量特性調節閥不宜用于小開度的情況，也不宜用于負荷變化較大的調節系統，而適用于負荷比較平穩，變化不大的調節系統。百分比流量特性的調節閥在小負荷時調節作用弱，大負荷調節作用強，它在接近關閉時調節作用弱，工作和緩平穩，而接近全開時調節作用強，工作靈敏有效，在一定程度上，可以改善調節品質，因此它適用于負荷變化較大的場合，無論在全負荷生產和半負荷生產都能起到較好的調節作用。

4.帶定位器氣動薄膜調節閥結構原理口徑的選擇

應根據已知的流體計算出所要求的流量系數CV值，再根據產品技術參數表選取合適的調節閥口徑。在計算CV值時要注意液體、氣體、水蒸氣和其它蒸氣的區別。

流量系數即CV值（中國工業稱為：KV值）是閥門、調節閥等工業閥門的重要工藝參數和技術指標。正確計算和選擇CV值是保障管道流量控制系統正常

氣動調節閥工作原理是 以壓縮空氣為動力源，氣缸為執行器，并借助電動閥門定位器，變矩器，電磁閥，保持閥等附件驅動閥門實現開關量或比例調節。自動控制系統的控制信號用于完成管道介質的調整：流量，壓力，溫度和其他過程參數。特點是控制簡單，響應速度快，本質安全，無需采取額外的防爆措施。

　　氣動式調節閥是石油、化工、電力、冶金等工業企業廣泛使用的工業過程控制儀表之一。 通常是連接、安裝、調整氣動執行機構和調節閥的組合儀表。

　　減壓閥通常由連接、安裝、調整氣動執行器和減壓閥構成。 氣動執行機構分為單動式和雙動式兩種，單動執行機構內有復位彈簧，雙動執行機構內無復位彈簧。 其中的單作用驅動器在失去起源或突然發生故障時，可以自動恢復到閥門初期設置的開關狀態。

帶定位器氣動薄膜調節閥結構原理工作的重要步驟。

流量系數（CV值）定義：是指單位時間內、在測試條件中管道保持恒定的壓力，管道介質流經閥門的體積流量，或是質量流量。即閥門的最大流通能力。閥門的CV值須通過測試和計算來確定。

氣動薄膜調節閥現場安裝注意事項

1.氣動薄膜調節閥的安裝

調節閥安裝是否合理，不僅關系到調節閥的安裝、拆卸和維修方便與否，也決定了調節閥能否在自動調節系統中起到良好的調節作用，安裝調節閥時應注意以下幾個方面：

1.1調節閥應垂直安裝在水平管道上，如在特殊情況下需要水平和傾斜安裝時，一般要加支撐座。減小管線的振動所引起的調節閥開關卡澀或不到位的現象。

1.2為了防止調節閥膜片老化，延長使用壽命，安裝時應盡量遠離高溫、振動和腐蝕嚴重的環境。

1.3為了便于維護檢修，調節閥應安裝在靠近地面或樓板的地方。為了檢修拆卸方便，應注意調節閥 距離地面（或樓板）留有適當的高度，對于正作用氣開式調節閥，因閥芯拆卸時需從閥體下面取出，調節閥距地面更應有足夠的距離，這在管線安裝時必須要考慮的問題。

1.4為了使調節閥和調節系統出現故障時，不致于影響生產和發生安全事故，故一般都需要安裝旁路和旁路閥。但旁路閥不能安裝在調節閥的正上方，以免旁路閥內腐蝕性介質泄漏到調節閥上。自動調節系統中起到良好的調節作用，安裝調節閥前、后安裝截止閥，對于高溫、高壓、高壓、易凍、易粘稠介質，還要安裝排泄閥。

帶定位器氣動薄膜調節閥結構原理

氣壓調節閥的動作有氣開型和氣閉型兩種。 空氣開放型在膜頭上的氣壓增加時，閥會向增加開度的方向動作，達到輸入氣壓的上，閥將變為全開狀態。 相反，氣壓減少時，閥向關閉方向移動，空氣未輸入時，閥全閉。 因此，氣開型閥有時也被稱為故障閉型。 排氣型的動作方向與排氣型相反。 氣壓增加時，閥向關閉方向動作； 氣壓下降或消失時，直至閥打開方向或全開。 有時也稱為故障接通型。 氣壓調節閥的氣開或氣關通常通過執行機構的正反作用和閥狀態結構不同的組裝方式實現。

閥門定位器是調節閥的主要附件，與氣動調節閥大幅度組合使用。 接收調節器的輸出信號，通過該輸出信號控制氣壓調節閥。 調節閥工作時，閥桿的位移通過機械裝置反饋到閥門定位器，閥門位置的情況通過電信號傳遞到上位系統。 閥門定位器根據其結構形式和工作原理，可以分為空氣閥門定位器、電氣閥門定位器、智能閥門定位器。 閥門定位器可以加大調節閥的輸出，減少調節信號的傳遞延遲，加快閥桿的移動速度，提高閥桿的直線性，克服閥桿的摩擦力，消除不平衡力的影響，保證調節閥的正確定位。