气动薄膜笼式调节阀带定位器控制原理

气动薄膜笼式调节阀带定位器控制原理

本文主要从气动薄膜调节阀的结构及工作原理，选型，现场安装注意事项，检修时重点检修部位以及常见故障及解决办法，全面了解熟悉气动薄膜调节阀，为仪表人工作提供借鉴。气动阀门是利用压缩空气进入气动执行器带动活塞运动，旋转或升降扭轴带动阀杆驱动的一种气动控制阀门。气动阀门分为单作用、双作用、智能调节型三种，单作用气动执行器内有弹簧推动活塞结构，有两种原理敞开和常闭式，既为气开或气关，无气体进入时由弹簧推动活塞关闭阀门，此原理为常闭式。当气体进入气缸时阀门关闭，断气时由弹簧带活塞阀门打开，吃结构为敞开式。

 气动薄膜笼式调节阀主要为降低可压缩流体的噪音而设计的，为适应气体节流扩散与膨胀，套筒上设有许多对称小孔来降低压力降，流体通道呈S流线型，阀芯采用压力平衡式结构，由阀笼窗口曲线确定阀的流量特性，还设有一个改善套筒周围流体平稳流动的导流翼，因此压降损失小，流量大，噪音小。

气动薄膜笼式调节阀带定位器控制原理结构特点

      气动薄膜笼式调节阀封面是由一个阀芯与阀座间的金属密封面和一个阀盖与阀笼间的非金属弹性密封结构组成，非金属结构中采用了石墨垫片，其弹性和耐高温性能有了很大提高。动态稳定性好、噪音低、防空化，适宜控制各种温度的高压差流体。

气动薄膜笼式调节阀带定位器控制原理定位器工作原理

气动阀门定位器是一种将电气信号转换成压力信号的转换装置，以压缩空气或氮气为工作气源来控制工业炉调节阀的开度大小。普遍用于工业炉温度自动控制系统中对气动阀门执行机构的连续控制。气动阀门定位器是按力平衡原理工作的，实现由输入的4～20mA电流信号控制气动阀门由0～100％的开启度。通过压缩空气实现的，在实际应用中，了解气动薄膜调节阀工作原理有很大的意义。　　

　　气动薄膜调节阀是石油、化工、电力、冶金等工业企业广泛使用的工业过程控制仪表之一。通常由气动薄膜执行机构、阀门、定位器等连接安装调试后形成气动薄膜调节阀。

　　
气动薄膜笼式调节阀带定位器控制原理工作原理：　　
　　气动薄膜调节阀就是以压缩空气为动力源，以气动薄膜或气动活塞式为执行器，并借助于电气阀门定位器（或智能阀门定位器）、转换器、电磁阀、保位阀等附件去驱动阀门，实现开关量或比例式调节，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流量、压力、温度等各种工艺参数。气动调节阀的特点就是控制简单，反应快速，且本质安全，不需另外再采取防爆措施。　　
　　气动薄膜调节阀动作分气开型和气关型两种。气开型(AirtoOpen)是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(FailtoCloseFC)。气关型(AirtoClose)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，阀门向开启方向或全开为止。故有时又称为故障开启型(FailtoOpenFO)。气动薄膜调节阀的气开或气关，通常是通过执行机构的正反作用和阀态结构的不同组装方式实现。　　
　　气开气关的选择是根据工艺生产的安全角度出发来考虑。当气源切断时，气动薄膜调节阀是处于关闭位置安全还是开启位置安全?　
　　举例来说，一个加热炉的燃烧控制，气动薄膜调节阀安装在燃料气管道上，根据炉膛的温度或被加热物料在加热炉出口的温度来控制燃料的供应。这时，宜选用气开阀更安全些，因为一旦气源停止供给，阀门处于关闭比阀门处于全开更合适。　　
　　如果气源中断，燃料阀全开，会使加热过量发生危险。又如一个用冷却水冷却的的换热设备，热物料在换热器内与冷却水进行热交换被冷却，气动薄膜调节阀安装在冷却水管上，用换热后的物料温度来控制冷却水量，在气源中断时，调节阀应处于开启位置更安全些，宜选用气关式(即FO)气动薄膜调节阀。

气动薄膜笼式调节阀带定位器控制原理结构及工作原理

1.气动薄膜调节阀结构

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。(结构图如下)

(1)组成分程控制系统，实现多个阀门的并联使用。阀门定位器不是任何情况下都能采用的。阀门定位器在传统热系统、一些大容积的气体压力和液位等慢过程能改善控制质量；而在液体流量和压力这种快速控制过程中阀门定位器会对控制质量产生副作用。

(2)能够提高系统控制精度，如高压或高、低温调节阀。举例来说，在液位、温度和成份等参数的缓慢控制过程中，需要提高调节阀的响应速度，如阀前压力P1>10MPa,前后压降△p>1 MPa或者D>100 mm双座阀，D>25 mm单座阀等，这些都需要需要增加执行机构输出力和切断力。除此外，阀门定位器可以克服服阀杆摩擦力，能控制固结的工艺流体或者易于在阀门零件挂胶的调节阀。

2.气动薄膜笼式调节阀带定位器控制原理的工作原理：

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。

气动薄膜笼式调节阀带定位器控制原理的选型

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。

气动薄膜笼式调节阀带定位器控制原理主要性能参数

气动薄膜笼式调节阀带定位器控制原理执行器技术参数

气动薄膜笼式调节阀带定位器控制原理主要外形尺寸

2.气动薄膜笼式调节阀带定位器控制原理根据安全性选型

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.气动薄膜笼式调节阀带定位器控制原理根据流量特性选型

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。