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    ZXP气动薄膜多弹簧调节阀选型分析

    2023-08-26 15:36:06  来源:SH

    1.ZXP气动薄膜多弹簧调节阀选型分析结构

    气动薄膜调节阀由气动薄膜执行机构与调节阀二部分组成。气动薄膜调节阀主要由气室、薄膜、推力盘、弹簧、推杆、调节螺母、阀位标尺、阀杆、阀芯、阀座、填料函、阀体、阀盖和支架等组成。该系列是一种采用多弹簧结构、重量轻、体积小、输出推动力大、性能高的直行程气动薄膜式执行机构。其工作原理为: 由调节仪表的电或气信号经定位器转换而成的气压被输入到膜室内,作用于膜片上产生推力,使输出轴移动,同时压缩弹簧直至和弹簧的反作用力相平衡,使输出轴到达预定的位置。位 置控制也可以通过气信号直接作用于膜片上来实现。该系列执行机构分正作用和反作用两种型式,该执行机构的设计能使控制阀可靠地进行开关或调节控制。气动执行机构安装示例见右图。

    2.ZXP气动薄膜多弹簧调节阀选型分析的工作原理:

    气动薄膜调节阀的动作是调节器来信号压力,输入气动执行机构的气室中,产生推力,通过连接推杆推动阀芯,产生相应位移—即行程,阀芯位置的变化使阀的流通截面积发生变化,从而达到调节介质流量的目的。

    ZXP气动薄膜多弹簧调节阀选型分析的选型

    1.根据使用要求选型

    气动薄膜调节阀由阀芯和阀体(包括阀座)两部分组成,按不同的使用要求有不同的结构形式,气动薄膜调节阀主要有直通单座阀、双座调节阀和高压角式调节阀。

    1.1直通单座阀泄漏量小,流体对单座阀芯的推力所形成的不平衡力很大,因此直通单座阀适用于要求泄漏量小、管径小和阀前后压差较低的场合。

    1.2直通双座阀阀体内有上下两个阀芯,由于流体作用于上下阀芯的推力方向相反而大致抵消;所以双座阀的不平衡力很小,允许阀前后有较大的压差。但由于阀体内流路复杂,用于高压差时对阀体的冲蚀损伤较严重,不宜用于高粘度、含悬浮颗粒或含纤维的介质。此外由于受加工条件的限制,双座阀上下两个阀芯不易同时关严,所以关闭时泄漏量大,尤其是在高温或低温的场合下使用时,因材料的热膨胀系数不同,更易引起严重的泄漏。

    1.3角式高压阀阀体为直角式,流路简单、阻力小,受高速流体的冲蚀也小,特别适用于高压差、高粘度和含悬浮物颗粒状物质的流体,也可用于处理汽液混相,易闪蒸汽蚀的场合。这种阀体可以避免结焦、粘结和堵塞。

    2.ZXP气动薄膜多弹簧调节阀选型分析根据安全性选型

    气动薄膜调节阀有气开阀和气闭阀两种形式。根据不同生产工艺上的安全和使用要求考虑,当信号压力中断时调节阀处于打开或关闭位置,对工艺生产造成的危害性大小而定。 如果阀门处于关闭位置时危害小,则选用气开阀,信号压力中断时,使调节阀处于关闭位置,反之,则选用气闭阀。

    3.ZXP气动薄膜多弹簧调节阀选型分析根据流量特性选型

    在自控系统的设计过程中选择气动薄膜调节阀应着重考虑流量特性。典型的理想特性有直线流量特性、等百分比流量特性(对数流量特性)、快开流量特性和抛物线流量特性四种。直线流量特性在相对开度变化相同的情况下,流量小时,流量相对变化值大;流量大时,流量相对变化值小。因此,直线流量调节阀在小开度(小负荷)情况下调节性能不好,不易控制,往往会产生振荡,故直线流量特性调节阀不宜用于小开度的情况,也不宜用于负荷变化较大的调节系统,而适用于负荷比较平稳,变化不大的调节系统。因此,直线流量调节阀在小开度(小负荷)情况下调节性能不好,不易控制,往往会产生振荡,故直线流量特性调节阀不宜用于小开度的情况,也不宜用于负荷变化较大的调节系统,而适用于负荷比较平稳,变化不大的调节系统。百分比流量特性的调节阀在小负荷时调节作用弱,大负荷调节作用强,它在接近关闭时调节作用弱,工作和缓平稳,而接近全开时调节作用强,工作灵敏有效,在一定程度上,可以改善调节品质,因此它适用于负荷变化较大的场合,无论在全负荷生产和半负荷生产都能起到较好的调节作用。

    4.ZXP气动薄膜多弹簧调节阀选型分析调节阀口径的选择

    应根据已知的流体计算出所要求的流量系数CV值,再根据产品技术参数表选取合适的调节阀口径。在计算CV值时要注意液体、气体、水蒸气和其它蒸气的区别。

    流量系数即CV值(中称为:KV值)是阀门、调节阀等工业阀门的重要工艺参数和技术指标。正确计算和选择CV值是保障管道流量控制系统正常工作的重要步骤。

    流量系数(CV值)定义:是指单位时间内、在测试条件中管道保持恒定的压力,管道介质流经阀门的体积流量,或是质量流量。即阀门的*大流通能力。阀门的CV值须通过测试和计算来确定。

    二、ZXP气动薄膜多弹簧调节阀选型分析标准规格

    系  列

    ZXP

    形  式

    多弹簧结构

    规  格

    20、30、34、40、45、50、70

    动  作

    1.正作用      2.反作用

    *大输出推力

    见表1

    行  程

    见表2

    供气压力

    320Kpa

    弹簧范围

    正作用:20~100Kpa、40~200Kpa
    反作用:80~200Kpa、120~240Kpa

    环境温度

    标准型:-40℃~82℃
    特殊型(选购):-18℃~149℃、-54℃~149℃

    主要零件材质

    标准型

    薄膜外壳:钢              薄膜:丁腈橡胶                    薄膜板:钢
    O型圈:丁腈橡胶        行程指示牌:不锈钢             指针:不锈钢
    执行机构弹簧:钢        执行机构导杆:钢表面镀锌
    对夹块:钢表面镀锌     支架:铸铁                    手轮:球墨铸铁

    特殊型

    薄膜:氟橡胶(-18℃~149℃)、硅酮合成橡胶(-54℃~149℃)
    O型圈:硅酮合成橡胶    执行机构导杆:不锈钢
    连接螺栓:不锈钢     

    涂装颜色

    橙 色

    附  件

    定位器、空气过滤减压器、限位开关、电磁阀、保位阀、放大器等

    选购设备

    手动操作机构、特殊空气配管及特殊气接头、高温环境用、低温环境用、防盐腐蚀型、涂装颜色等

     

    三、ZXP气动薄膜多弹簧调节阀选型分析可提供其它配置

           顶部/侧部安装手轮

           为了满足紧急情况下的手动操作,957和967型气动薄膜式执行机构可以装备一个顶部安装式或侧部安装式手轮组件。

         执行机构上的顶装手轮可用来设置上行方向的行程限位。957型执行机构的手轮顺时针旋转使得执行机构推杆向下移动压缩弹簧;当手轮逆时针旋转时,弹簧的作用将推杆顶回。而对于967型执行机构,逆时针旋转会向上移动推杆;在顺时针旋转时弹簧的作用则向下推回推杆。

           执行机构上的侧装手轮,是将手轮定位于支架的一边。通过涡轮蜗杆传动,手轮驱动也可被用作行程限位器。
    四、ZXP气动薄膜多弹簧调节阀选型分析型号编制说明

    例1:型号:957-30-S

             表示:正作用式执行机构,30的执行机构,带顶装手轮,弹簧压力范围20~100Kpa

    例2:型号:967L-40-C-T

             表示:加长型反作用式执行机构,40的执行机构,带侧装手轮,弹簧压力范围120~240Kpa

    表1 *大输出推力

    执行机构系列

    预压缩力Kpa

    弹簧范围Kpa

    气源压力Kpa

    *大输出推力 Kgf

    执行机构规格

    20

    30

    34

    40

    45

    50

    70

    957

    20

    20~100

    320

    440

    770

    1232

    1232

    1980

    1980

    3080

    40

    40~200

    240

    420

    672

    672

    1080

    1080

    1680

    967

    80

    80~200

    160

    280

    448

    448

    720

    720

    1120

    120

    120~240

    240

    420

    672

    672

    1080

    1080

    -

    表2 ZXP气动薄膜多弹簧调节阀选型分析膜片有效面积及行程

    执行机构规格

    20

    30

    34

    40

    45

    50

    70

    薄膜外壳直径(mm)

    240

    280

    340

    340

    470

    470

    560

    支 架

    20

    30

    30

    40

    40

    50

    70

    膜片有效面积cm2 

    200

    350

    560

    560

    900

    900

    1400

    标准型行程(mm)

    19

    19

    29

    38

    51

    51

    76

    加长型行程(mm)

    -

    29

    38

    51

    76

    76

    102

    表3 ZXP气动薄膜多弹簧调节阀选型分析无附件执行机构重量

    执行机构规格

    重  量

    无手轮

    顶装手轮

    侧装手轮

    20

    10

    20

    -

    30

    19

    29

    38

    34

    28

    45

    65

    40

    38

    55

    75

    45

    71

    122

    155

    50

    81

    132

    165

    70

    126

    180

    190

    ZXP气动薄膜多弹簧调节阀选型分析现场安装注意事项

    1.气动薄膜调节阀的安装

    调节阀安装是否合理,不仅关系到调节阀的安装、拆卸和维修方便与否,也决定了调节阀能否在自动调节系统中起到良好的调节作用,安装调节阀时应注意以下几个方面:

    1.1调节阀应垂直安装在水平管道上,如在特殊情况下需要水平和倾斜安装时,一般要加支撑座。减小管线的振动所引起的调节阀开关卡涩或不到位的现象。

    1.2为了防止调节阀膜片老化,延长使用寿命,安装时应尽量远离高温、振动和腐蚀严重的环境。

    1.3为了便于维护检修,调节阀应安装在靠近地面或楼板的地方。为了检修拆卸方便,应注意调节阀  距离地面(或楼板)留有适当的高度,对于正作用气开式调节阀,因阀芯拆卸时需从阀体下面取出,调节阀距地面更应有足够的距离,这在管线安装时必须要考虑的问题。

    1.4为了使调节阀和调节系统出现故障时,不致于影响生产和发生安全事故,故一般都需要安装旁路和旁路阀。但旁路阀不能安装在调节阀的正上方,以免旁路阀内腐蚀性介质泄漏到调节阀上。自动调节系统中起到良好的调节作用,安装调节阀前、后安装截止阀,对于高温、高压、高压、易冻、易粘稠介质,还要安装排泄阀。

    ZXP气动薄膜多弹簧调节阀选型分析检修重点检查的部件

    1.气动薄膜调节阀检修应重点检查的部件

    1.1阀体内壁的检查:对使用于高压差及有腐蚀性介质场合的阀体内壁易受介质冲击和腐蚀,必须重点检查耐压、耐腐蚀的情况。

    1.2阀座的检查:检查阀座的磨损情况以及固定阀座用的螺纹内表面,是否因受腐蚀而使阀座松驰。

    1.3阀芯的检查:阀芯是调节阀工作时的可动部件,受介质冲蚀*严重,特别是在高压情况下工作时,阀芯因汽蚀现象磨损更为严重,在检修时应需认真检查。

    1.4膜片及“0”形密封圈的检查:检查是否有老化和裂损等情况。

    1.5填料的检查:检查填料配合情况,填料是否老化。

    ZXP气动薄膜多弹簧调节阀选型分析常见故障及解决方法 

    1.气动薄膜调节阀常见的故障及解决的相应办法

    1.1 调节阀不动作

    主要原因有:没有信号压力或虽有信号压力但膜片裂损、膜片漏气,膜片推力减小;阀芯与阀座或套筒卡死,阀杆弯曲等原因使调节阀不能动作。

    解决的办法: 拆开膜头,检查膜片损坏时,应修补膜片或更换膜片;检查阀芯与阀座或套筒的间隙配合情况,阀芯的外表面与套筒之间有划伤时,应车削打磨处理光滑为止;检查阀杆是否弯曲,弯曲不严重时应在平台上打表矫直,若弯曲度超差时,应及时更换阀杆。

    1.2调节阀动作正常,但不起调节作用

    主要原因有:阀芯脱落,此时,虽然阀杆动作正常,但阀芯不动,因此无调节作用。另外管道堵塞,也会出现调节阀不起调节作用的现象。

    解决的相应办法: 拆件阀体,检查:阀芯是否脱落,并查找脱落的原因,给予相应的修理;拆检调节阀时,若发现管道堵塞,应及时联系生产工艺车间给予清理和疏通。

    1.3调节阀动作迟钝或阀杆抖动

    主要原因有:由于密封填料老化或干枯,使阀杆与填料的摩擦增大会造成动作迟钝或抖动;填料长期不更换,填料内进入硬物,划伤阀杠后,造成阀杆抖动;阀杆或因阀体内含有粘性大的介质等物料堵塞等情况而引起调节阀误动作。

    解决的相应办法: 调节阀应根据装置的检修计划或装置的间歇停车,要及时对调节阀做出相应的检修计划予以解体检查或下线检修,检查或检修时应根据填料情况应及时更换填料;若检查阀杆有轻微划伤时,应用油石修磨光滑。若阀杆划伤严重时,要及时更换阀杆;解体检查发现阀杆或因阀体内含有粘性大的介质等物料堵塞时,应根据物料来选择蒸汽、水等办法来清除堵塞的物料。

    1.4阀芯、阀座的严重腐蚀或阀芯、阀座间有硬物垫住损伤密封面

    主要原因有:阀芯、阀座的严重腐蚀或因阀芯、阀座间有硬物垫住损伤密封面,会造成介质的大量泄漏,这是调节阀常见的故障之一。

    解决的办法:一是通常通过拆检该阀,对严重腐蚀的阀芯、阀座进行堆焊硬质合金的办法或通过直接更换阀芯、阀座等内件的办法恢复该阀原来的密封效果。二是当发现该阀拆检后的阀芯、阀座间有硬物垫住损伤密封面时,应通过车削密封面和研磨的方法来恢复该阀原来的密封效果。 

    1.5阀门定位器和电器转换器辅助装置

    主要原因:因为阀门定位器和电器转换器等是调节阀的辅助装置,它们接受调节器的输人信号,然后以它自己输出信号来控制调节阀。特别是阀门定位器,与气动阀配套使用构成一闭环控制回路,用以提高调节阀控制精度。克服填料函与阀杆的摩擦力,提高阀门动作速度,可实现分段控制来改变调节阀的流量。

    解决办法:因此,要想取得理想的调节效果,必须使调节阀与定位器配合好,应用阀门定位器以提高调节阀的定位精度及工作可靠性,确保调节质量。为此,要通过对阀门定位器和电器转换器等调节阀的辅助装置的定期的检查,或通过定期的大修进行系统的检查和调试维修。


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    申弘阀门 先生
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