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    带定位器气动薄膜调节阀选型分析

    2024-09-18 20:56:31  来源:SH

    带定位器气动薄膜调节阀选型分析

    气动薄膜调节阀主要由气动执行器和阀门两部分组成。气动执行器通过接收控制信号,改变气源的压力或流量,从而驱动薄膜产生位移,带动阀芯或阀瓣运动,实现阀门的开启或关闭。气动调节阀是以压缩气体(常采用净化压缩空气)为动力源,以气缸为执行器,并根据实际需求可选配电/气阀门定位器、电/气转换器、电磁阀、保位阀、储气罐、气体过滤/减压/油雾分离器等附件去驱动阀门,来实现调节目标,接收工业自动化控制系统的控制信号来完成调节管道介质的,比如流量、压力、温度、液位等各种工艺过程参数。

    2、带定位器气动薄膜调节阀选型分析工作原理

    自工业控制系统如DCS、PLC等系统送出4-20ma电流信号,送至气动调节阀定位器。定位器根据所接收到的电流值,自动调节压缩空气量(压力)的大小,并将压缩空气送至膜室上/下腔。采用双号导向结构,配用多弹簧招执机构。气动双座调节阀具有结构紧凑、重量轻、动作灵敏、阀容量大、流量特性精确、拆装方便等优点。气动双座调节阀广泛应用于精确控制气体、液体、蒸汽等介质的工艺参数如压力、流量、温度、液位保持在给定值。气动双座调节阀特别适用于压差较大,允许泄漏也较大且不是很清洁的介质场合。气动双座调节阀广泛应用于石油、化工、制药、冶金、电站等工业控制部门,主要控制气体、液体、蒸汽等介质。

    当膜室内的气压大于弹簧的弹力范围及阀体内部压力和其它阻力时,就可以推动阀芯、阀杆、推杆等构件自由运动了。

    阀门定位器:经过不同时期的发展,有机械式的,有智能型的,早期还有别的类型,阀门定位器是调节阀的主要附件,通常与气动调节阀配套使用,它接收控制系统的输出信号,然后以它的输出信号去控制气动调节阀,当调节阀动作后,阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器。阀位状况可以通过电信号,或者另外加阀位开关将数字量信号传给工业控制系统,也可以不传输。

    通常情况下输入定位器信号增大时,定位器输出气信号增大的为正作用,反之(定位器输出气信号减小)为反作用,定位器单体的正反作用与执行机构及阀体无关。

    阀门定位器的正作用:

    输入电流信号增大时,输出到膜头的气压增大;

    阀门定位器的反作用:

    输入电流信号增大时,输出到膜头的气压减小;

    3、带定位器气动薄膜调节阀选型分析气动调节阀的弹簧范围

    弹簧范围:是指一台阀在静态启动时的膜室压力到走行程时的膜室压力。20~100KPa,表示这台阀静态启动时膜室压力是20KPa,关闭时的膜室压力是100KPa。常用的弹簧范围有20~100KPa、20~60KPa、60~100KPa、60~180KPa、40~200KPa。

    配薄膜执行机构的电-气阀门定位器的动作原理如图9-24所示,它是按力矩平衡原理工作的。当信号电流通入力矩马达1的线圈时,它与磁钢作用后,对主杠杆产生一个力矩,于是档板靠近喷嘴,经放大器放大后,送入薄膜气室使杠杆向下移动,并带动反馈杆绕其支点4转动,连在同一轴上的反馈凸轮也作逆时针方向转动,通过滚轮使副杠杆绕其支点偏转,拉伸反馈弹簧。当反馈弹簧对主杠杆的拉力与力矩马达作用在主杠杆上的力两者力矩平衡时,仪表达到平衡状态,此时,一定的信号电流就对应一定的阀门位置。
    在以下情况下需要采用阀门定位器:
    (l)需要对阀门作精确调整的场合;
    (2)管道口径较大或阀门前后压差较大等会产生较大不平衡力的场合;
    (3)为防止泄漏而需要将填料压得很紧,例如高压、高温或低温等场合;
    (4)调节介质粘滞度较高等情况。
     

     
    三、带定位器气动薄膜调节阀选型分析阀门定位器的作用
    电-气阀门定位器一方面具有电-气转换器的作用,可用电动调节器输出的0~10mA DC或4~20mA DC信号去操纵气动执行机构;另一方面还具有气动阀门定位器的作用,可以使阀门位置按调节器送来的信号准确定位(即输入信号与阀门位置呈一一对应的关系)。同时,改变图9-24中反馈凸轮5的形状或安装位置,还可以改变调节阀的流量特性和实现正反作用(即输出信号可以随输入信号的增加而增加,也可以随输入信号的增加而减少)。

    4、带定位器气动薄膜调节阀选型分析气动调节阀的FO与FC

    气动调节阀的动作类型分两种:气开型(Air to Open)和气关型(Air to Close)。

    气开型:当膜头上空气压力增加时,阀门向增加开度方向动作,当达到输入气压上,阀门处于全开状态。反过来,当空气压力减小时,阀门向关闭方向动作,在没有输入空气时,阀门全闭。故有时气开型阀门又称故障关闭型(Fail to Close FC)。

    气关型:动作方向正好与气开型相反,当空气压力增加时,阀门向关闭方向动作,空气压力减小或没有时,阀门向开启方向动作,直到全开为止,故有时又称为故障开启型(Fail to Open FO)。气动调节阀的气开或气关,通常由阀体内部结构和执行机构的不同组装方式实现的。

    带定位器气动薄膜调节阀选型分析具体来说,其工作原理如下:

    1. 初始状态:当气源未通入气动执行器时,薄膜处于自然状态,阀门处于关闭或预设的初始位置。

    2. 开启过程:当控制信号输入到气动执行器时,气源开始供气。随着气压力的逐渐增大,气动执行器内的活塞受到推动,进而驱动薄膜向下移动。这一过程中,薄膜的位移通过执行机构(如杠杆、连杆等)传递给阀芯或阀瓣,使其逐渐打开,从而允许流体通过。

    3. 调节过程:随着控制信号的持续输入和调节,气源压力的大小不断变化,导致薄膜的位移量也随之调整。这种位移的调整直接决定了阀门的开度,进而实现对流体流量、压力和温度等参数的精确调节。

    4. 关闭过程:当控制信号停止输入或减小至一定程度时,气源压力逐渐降低,气动执行器内的活塞和薄膜在弹簧或其他复位机构的作用下开始上升。这一过程中,阀芯或阀瓣逐渐关闭,*终恢复到初始位置或预设的关闭状态。

    带定位器气动薄膜调节阀选型分析结构特点

    气动薄膜调节阀具有结构简单、体积小、重量轻、易于安装和维护等优点。其主要结构特点包括:

    1. 执行机构:气动薄膜执行机构是调节阀的核心部件,由薄膜、弹簧、活塞等部件组成。这些部件的精密配合确保了阀门的高效、稳定运行。

    2. 阀体设计:阀体通常采用耐腐蚀、耐高温的材料制成,以适应各种恶劣工况。同时,阀体的流道设计合理,减少了流体的阻力损失,提高了阀门的调节性能。

    3. 密封性能:阀芯或阀瓣与阀座之间的密封面采用高精度加工和特殊处理,确保了良好的密封性能。在长时间运行过程中,密封面能够保持较低的泄漏率,提高了阀门的可靠性和安全性。

    三、带定位器气动薄膜调节阀选型分析应用优势

    气动薄膜调节阀具有调节性能好、稳定性高、耐腐蚀等优点,广泛应用于各种工业自动化控制系统中。其优势主要体现在以下几个方面:

    1. 精确调节:通过改变控制信号的大小和频率,可以实现对阀门开度的精确调节,从而满足不同工况下对流体流量、压力和温度等参数的精确控制需求。

    2. 稳定可靠:气动薄膜调节阀采用气动执行机构驱动薄膜运动,避免了电动执行机构可能存在的电气故障和安全隐患。同时,其结构简单、维护方便的特点也提高了阀门的可靠性和使用寿命。

    3. 适应性强:气动薄膜调节阀能够适应各种恶劣工况下的工作环境,如高温、高压、腐蚀等环境。此外,其还具有良好的抗振动和抗冲击性能,能够在各种复杂工况下保持稳定的运行状态。

    带定位器气动薄膜调节阀选型分析气动双座调节阀 主要技术参数

    公称通径(DN)

    20

    25

    32

    40

    50

    65

    80

    100

    125

    150

    200

    250

    300

    阀座直径(dn)

    20

    25

    32

    40

    50

    65

    80

    100

    125

    150

    200

    250

    300

    额定流量系数(KV)

    直线

    10

    12.5

    19.5

    30.5

    48.4

    76

    125

    195

    305

    484

    760

    1000

    1600

    等百分

    8

    11

    17,6

    27.5

    44

    69

    110

    176

    275

    440

    690

    900

    1300

    允许压差(MPa)

    ≤ 公称压力

    公称压力(MPa)

    1.6、2.5、4.0、6.4、10.0

    额定行程(mm)

    16

    25

    40

    60

    100

    配用执行器型号

    ZHA/B-22

    ZHA/B-23

    ZHA/B-34

    ZHA/B-45

    ZHA/B-56

    阀盖形式

    标准型(-17~+250℃)、高温型(+250~+450℃)、低温型(-40~-196℃)、波纹管密封型(-40~+350℃)

    压盖形式

    螺栓压紧式

    密封填料

    V型聚四氟乙烯填料、V型柔性石墨填料

    阀芯形式

    双座柱塞导向型阀芯

    流量特性

    直线性、等百分比

     
















    带定位器气动薄膜调节阀选型分析气动薄膜双座调节阀 执行机构

    配置执行器类别

    ZHA/B多弹簧簿膜执行机构

    执行器型号

    ZHA/B-22

    ZHA/B-23

    ZHA/B-34

    ZHA/B-45

    ZHA/B-56

    有效面积(cm2)

    350

    350

    560

    900

    1400

    行程(mm)

    10、16

    24

    40

    40、60

    100

    弹簧范围(KPa)

    20~100(标准)、20-60、60-100、40-200、80-240

    膜片材料

    丁腈橡胶夹尼龙布、乙丙橡胶夹尼龙布

    供气压力

    140~400KPa

    气源接口

    RC1/4"

    环境温度

    -30~+70℃

    可配附件

    定位器、空气过滤减压器、保位阀、行程开关、阀位传送器、手轮机构等

    作用形式

    气关式(B)—失气时阀位开(FO);气开式(K)—失气时阀位关(FC)

     













    带定位器气动薄膜调节阀选型分析气动薄膜双座调节阀 性能指标

    项目

    不带定位器

    带定位器

    基本误差%

    ±5.0

    ±1.0

    回差%

    3.0

    1.0

    死区%

    3.0

    0.4

    始终点偏差%

    气开

    始点

    ±2.5

    ±1.0

    始点

    ±5.0

    ±1.0

    气关

    始点

    ±5.0

    ±1.0

    终点

    ±2.5

    ±1.0

    额定行程偏差%

    ≤2.5

    泄露量L/h

    0.01%×阀额定容量

    可调范围R

    30:1















    带定位器气动薄膜调节阀选型分析气动薄膜双座调节阀 零件材料

    序号

    零件名称

    零件材料

    1

    底座

    WCB(ZG25)

    CF8(304)

    CF8M(316)

    CF3M(316L)

    2

    阀体

    WCB(ZG25)

    CF8(304)

    CF8M(316)

    CF3M(316L)

    3

    垫片

    PTFE、金属石墨垫片

    4

    阀座

    304

    304

    316

    316L

    5

    阀芯组件

    304

    304

    316

    316L

    6

    密封中垫

    PTFE、金属石墨垫片

    7

    导向套

    304

    304

    316

    316L

    8

    阀盖

    WCB(ZG25)

    CF8(304)

    CF8M(316)

    CF3M(316L)

    9

    填料

    PTFE、柔性石墨、对位聚苯

    10

    压盖

    WCB(ZG25)

    CF8(304)

    CF8M(316)

    CF3M(316L)

     

     

     

     

     

     

     










    综上所述,气动薄膜调节阀以其的工作原理和的性能特点在工业自动化控制系统中发挥着重要作用。随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展,气动薄膜调节阀的应用前景将更加广阔。

     


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    申弘阀门 先生
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