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ZJHP气动薄膜单座直通调节阀选型分析

本发明涉及一种用于对调节压力进行调节的压力调节阀，其包括一个调节膜片该调节膜片由一个调节弹簧和所述调节压力保持力平衡。气动压力调节阀是一种压力平衡式调节阀，采用笼式套筒导向、双密封结构，配用多弹簧气动薄膜执行机构，执行机构高度低、重量轻、装备简便。调节阀阀芯采用笼式套筒阀芯，将气源压力变换为阀芯的直线位移，自动的控制调节阀开度，达到对管道内流体的压力连续调节。气动压力调节阀具有结构紧凑、重量轻、动作灵敏、压降损失小、阀容量大、流量特性精确、维护方便等优点。整体具有工作平稳、允许压差大、流量特性精确噪音低等特点。特别适用于允许泄露小、阀前后压差较大的工作场合。

ZJHP气动薄膜单座直通调节阀选型分析

小流量阀A阀接收调节仪4~12.5mA时阀门从关闭至全开，大流量阀B阀接收调节仪11.5~20mA时阀门从关闭至全开，这两台阀门通过两只同向作用的定位器实现。工况在小流量时，大流量阀B阀处于关闭状态，通过A阀的开度变化来实现。工况在大流量时，A阀全开也满足不了要求时，这时B阀也开启，从而来增加蒸汽的供应量。采用此方案不仅可以满足生产时负荷变化要求，而且提高控制精度和稳定性。由气动薄膜多弹簧执行机构和精小型单座阀组成，以压缩空气为动力源，借助于电气阀门定位设备、转换器、电磁阀、保位阀等附件去驱动气动执行器，来对阀芯的开度进行调节，对介质的压力进行自动化控制的压力调节阀。

气动调节阀就是以压缩空气为动力源，以气缸为执行器，并借助于电气阀门定位器、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。

ZJHP气动薄膜单座直通调节阀选型分析工作原理(图)

气动调节阀通常由气动执行机构和调节阀连接安装调试组成，气动执行机构可分为单作用式和双作用式两种，单作用执行器内有复位弹簧，而双作用执行器内没有复位弹簧。其中单作用执行器，可在失去起源或突然故障时，自动归位到阀门初始所设置的开启或关闭状态。

气动调节阀根据动作形式分气开型和气关型两种，即所谓的常开型和常闭型，气动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。

阀门定位器是调节阀的主要附件，与气动调节阀大大配套使用，它接受调节器的输出信号，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，阀位状况通过电信号传给上位系统。阀门定位器按其结构形式和工作原理可以分成气动阀门定位器、电-气阀门定位器和智能式阀门定位器。

阀门定位器能够增大调节阀的输出功率，减少调节信号的传递滞后，加快阀杆的移动速度，能够提高阀门的线性度，克服阀杆的磨擦力并消除不平衡力的影响，从而保证调节阀的正确定位。

ZJHP气动薄膜单座直通调节阀选型分析阀型的选择：

(1)确定公称压力，不是用Pmax去套PN，而是由温度、压力、材质三个条件从表中找出相应的PN并满足于所选阀之PN值。

(2)确定的阀型，其泄漏量满足工艺要求。

(3)确定的阀型，其工作压差应小于阀的允许压差，如不行，则须从特殊角度考虑或另选它阀。

(4)介质的温度在阀的工作温度范围内，环境温度符合要求。

(5)根据介质的不干净情况考虑阀的防堵问题。

(6)根据介质的化学性能考虑阀的耐腐蚀问题。

(7)根据压差和含硬物介质，考虑阀的冲蚀及耐磨损问题。

(8)综合经济效果考虑的性能、价格比。需考虑三个问题：

a.结构简单(越简单可靠性越高)、维护方便、备件有来源；

b.T969H电动高压调节阀使用寿命；

c.价格。

(9)优选秩序。

蝶阀-单座阀-双座阀-套筒阀-角形阀-三通阀-球阀-偏心旋转阀-隔膜阀。

执行机构的选择：

(1)简单的是气动薄膜式，其次是活塞式，最后是电动式。

(2)电动执行机构主要优点是驱动源(电源)方便，但价格高，可靠性、防水防爆不如气动执行机构，所以应优先选用气动式。

(3)老电动执行机构笨重，我们已有电子式精小型高可靠性的电动执行机构提供(价格相应高)。

(4)老的ZMA、ZMB薄膜执行机构可以淘汰，由多弹簧轻型执行机构代之(性能提高，重量、高度下降约30%)。

(5)T969H电动高压调节阀活塞执行机构品种规格较多，老的、又大又笨的建议不再选用，而选用轻的新的结构。

材料的选择：

(1)阀体耐压等级、使用温度和耐腐蚀性能等方面应不低于工艺连接管道的要求，并应优先选用制造厂定型产品。

(2)水蒸汽或含水较多的湿气体和易燃易爆介质，不宜选用铸铁阀。

(3)环境温度低于-20℃时(尤其是北方)，不宜选用铸铁阀。

(4)对汽蚀、冲蚀较为严重的介质温度与压差构成的直角坐标中，其温度为300℃，压差为1.5MPa两点连线以外的区域时，对节流密封面应选用耐磨材料，如钴基合金或表面堆焊司特莱合金等。

(5)对强腐蚀性介质，选用耐蚀合金必须根据介质的种类、浓度、温度、压力的不同，选择合适的耐腐蚀材料。

(6)阀体与节流件分别对待，阀体内壁节流速度小并允许有一定的腐蚀，其腐蚀率可以在lmm／年左右；节流件受到高速冲刷、腐蚀会弓[起泄漏增大，其腐蚀率应小于0.1mm／年。

(7)对衬里材料(橡胶、塑料)的选择时该工作介质的温度、压力、浓度都必须满足该材料的使用范围，并考虑阀动作时对它物理、机械的破坏(如剪切破坏)。

(8)真空阀不宜选用阀体内衬橡胶、塑料结构。

(9)水处理系统的两位切断阀不宜选用衬橡胶材料。

(10)典型介质的典型耐蚀合金材料选择：

a.酸：316L，哈氏合金，20号合金。

b.硝酸：铝，C4钢，C6钢。

c.盐酸：哈氏B。

d.氢氟酸：蒙乃尔。

e.醋酸、甲酸：316L、哈氏合金。

f.磷酸：因可镍尔、哈氏合金。

g.尿素：316L。

h.烧碱：蒙乃尔。

i.氯气：哈氏C。

j.海水：因可镍尔，316L。

(11)到目前为止，较强的耐腐蚀材料是四氟，称为“耐蚀王"。因此，应首先选用四氟耐腐蚀阀，不得已的情况下(如温度>180℃，PN＞1.6)才选用合金。

ZJHP气动薄膜单座直通调节阀选型分析流量特性的选择：

下面提供的是初步的选择，详细的选择见专门资料：

(1)S＞0.6时选对数特性。

(2)小开度工作、不平衡力变化大时选对数特性。

(3)要求的被调参数反映速度快时选直线，慢时选对数。

(4)压力调节系统可选直线特性。

(5)液位调节系统可选直线特性。

作用方式选择：

(1)国外常用故障下开或关来表示，即故障开、故障关，与我国的气开、气闭表示正好相反，故障开对应气闭阀，故障关对应气开阀。

(2)新的轻型阀、精小型阀已不强调执行机械的正作用、反作用了，因而必须在尾注上标明。

B(气闭)K(气开)

ZJHP气动薄膜单座直通调节阀选型分析弹簧范围的选择：

(1)首先是选择弹簧范围，还要确定工作弹簧范围。

(2)确定工作弹簧范围涉及计算输出力去克服不平衡力。若有困难，应将条件(主要是阀关闭时的压差)告诉制造厂，协助计算并调好弹簧和工作范围出厂(目前，不少厂家根本不做计算)。

ZJHP气动薄膜单座直通调节阀选型分析流向的选择：

(1)在节流口，介质对着阀芯开方向流为流开，向关方向流为流闭。

(2)流向的选择主要是单密封类调节阀，有单座阀类、角阀类、单密封套筒阀三个大类。基它为规定流向(如双座阀、V球)和任意流动(如O球)。

(3)当dg＞15时，通常选流开，当dg≤15的小口径阀，尤其是高压阀可选流闭，以提高寿命。

(4)对两位开关阀可选流闭。

(5)若流闭型阀产生振荡，改过来，流开型即可消除。

ZJHP气动薄膜单座直通调节阀选型分析填料的选择：

(1)调节阀常用的是四氟“V"形填料和石墨“O"形填料。

(2)四氟填料摩擦小，但耐温差，寿命短；石墨填料摩擦大，但耐温好，寿命长；高温下和带定位器的阀建议选石墨填料。

(3)若四氟填料常换，可以考虑用石墨填料。

采用顶导向结构，配用多弹簧执行机构。具有结构紧凑、重量轻、动作灵敏、流体通道呈3流线型、压降 损失小、阀容量大、流量特性准确、拆装方便等优点。广泛应用于准确控制气体、液体等介质，工艺参数如压力、流量、温度、液位保持在给 定值。特别适用于允许泄漏星小阀前后压差不大的工作场合。
本系列产品有标准型、调节切断阀、波纹管密封型、夹套保温型等 多种品种。产品公称压力等级有PN10、16、40、64；阀体口径范围DN20~300。适用流体温度由-196℃~+560℃范围内多种档次。泄漏星 标准有IV级或VI级。流量特性为线性或等百分比。多种多样的品种规格可供选择。

ZJHP气动单座调节阀的特点
1.顶导向单座调节阀，结构紧凑，部件少、易维修。
2.金属阀芯适合多种工作场合，达IV级泄漏标准，软密封结构阀芯达VI级泄漏标准。
3.阀体按流体力学原理设计成等截面低阻流道，额定流量系数增大30%。可调范围大，固有可调比为50:1。执行机构采用多弹 簧结构，高度减少30%。，重量减轻30%。
4.ZJHPW型波纹管密封调节阀，对移动的阀杆形成的密封，堵绝流体外漏。ZJHPJ型调节阀带有保温夹套，用于流体冷却后易结晶、凝固造成堵塞的场合。

ZJHP气动薄膜单座直通调节阀选型分析主要零件常用材料

单座阀主要技术参数

主要性能指标

注：本产品性能符合GB/T4213—2008

ZJHP气动薄膜单座直通调节阀选型分析

气关式（正作用）金属密封型允许压差表 单位： MPa

气关式（反作用）金属密封型允许压差表 单位： MPa

气关式（反作用）金属密封型允许压差表 单位： MPa

气关式（正作用）金属密封型允许压差表 单位： MPa

允许压差表的附注说明：
1.填料材质为PTFE
2.介质的流向与阀芯关闭的方向相反
3.金属密封型泄漏等级为IV级
4.数值受公称压力、压力、温度限制
5.波纹管密封型P2≠0时须重新核对；

ZJHP气动薄膜单座直通调节阀选型分析外形尺寸及重量 单位：mm

ZJHP气动薄膜单座直通调节阀选型分析的安装要求

1、调节阀的安装位置应满足工艺流程设计的要求，并应靠近与其有关的一次指示仪表，便于在用旁路阀手动操作时能观察一次仪表。

2、调节阀应布置在地面或平台上且便于操作和维修处。

3、调节阀应正立垂直安装于水平管道上，特殊情况下方可水平或倾斜安装，但须加支撑。

4、调节阀组（包括调节阀、旁路阀、切断阀和排液阀）立面安装时，调节阀应安装在旁路的下方。公称直径小于25mm的调节阀，也可安装在旁路的上方。

5、调节阀底距地面或平台面的净空不应小于400mm.对于反装阀芯的单双座调节阀，宜在阀体下方留出抽阀芯的空间。

6、调节阀膜头顶部上方应有不小于2mm的净空。调节阀与旁路阀上下布置时应措开位置。

7、切断阀应选用闸阀，旁路阀应选用截止阀，但旁路阀公称直径大于150mm时，可选用闸阀，两个切断阀与调节阀不直布置成直线。

8、在调节阀入口侧与调节阀上游的切断阀之间管道的低点应设排液阀，排液阀可选闸阀。

9、介质中含有固体颗粒的管道上的调节阀应与旁路阀布置在同一个平面上或将旁路阀布置在调节阀的下方。

10、低温、高温管道上的调节阀组的两个支架中应有一个是固定支架，另一个是滑动支架。

11、调节阀应安装在环境温度不高于60℃，不低于-40℃的地方，并远离振动源。

12、在一个区域内有较多的调节阀组时，应考虑形式一致，整齐、美观及操作方便。

13、调节阀与隔断阀的直径不同时，异径管应靠近调节间安装。

14、要注意工艺过程对调节阀位置有无特殊要求。

ZJHP气动薄膜单座直通调节阀选型分析的日常检修

1、阀体：

内壁在高压差和有腐蚀性介质的场合，阀体内壁、隔膜阀的隔膜经常受到介质的冲击和腐蚀，必须重点检查耐压耐腐情况。

2、阀芯：

阀芯是调节阀的可动部件之一，受介质的冲蚀较为严重，检修时要认真检查阀芯各部是否被腐蚀、磨损。 特别是在高压差的情况下，阀芯的磨损因空化引起的汽蚀现象更为严重损坏严重的阀芯应予更换检查密封填料：检查盘根石棉绳是否干燥，如采用聚四氟乙烯填料，应注意检查是否老化和其配合面是否损坏。

3、阀座：

因工作时介质渗入，固定阀座用的螺纹内表面易受腐蚀而使阀座松弛。

4、膜片及O型圈：

易损件，检查是否老化。

5、填料：

当调节阀采用石墨或石棉为填料时，大约三个月应在填料上添加一次润滑油，以保证调阀动作灵活。 如发现填料压帽压得很低，则应补充填料;如发现聚四氟乙燥填料硬化，则应及时更换。

6、气源：

对配有定位器的调阀要经常检查气源，保证气源品质，不含水及其它杂物。

ZJHP气动薄膜单座直通调节阀选型分析

(1)气动调节阀安装位置，距地面要求有一定的高度，阀的上下要留有一定空间，以便进行阀的拆装和修理。对于装有气动阀门定位器和手轮的调节阀，必须保证操作、观察和调整方便。

(2)调节阀应安装在水平管道上，并上下与管道垂直， 一般要在阀下加以支撑，保证稳固可靠。对于特殊场合下，需要调节阀水平安装在竖直的管道上时，也应将调节阀进行支撑(小口径调节阀除外)。安装时，要避免给调节阀带来附加应力)。

(3)调节阀的工作环境温度要在(-30～+ 60) 相对湿度不大于95% 95% ，相对湿度不大于95%。

(4)调节阀前后位置应有直管段，长度不小于10倍的管道直径(10D)，以避免阀的直管段太短而影响流量特性。

(5)调节阀的口径与工艺管道不相同时，应采用异径管连接。在小口径调节阀安装时，可用螺纹连接。阀体上流体方向箭头应与流体方向一致。

(6)要设置旁通管道。目的是便于切换或手动操作， 可在不停车情况下对调节阀进行检修。

(7)调节阀在安装前要清除管道内的异物，如污垢、焊渣等。

普通定位器采用机械式力平衡原理工作，即喷嘴挡板技术，主要存在以下故障类型：

(1)因采用机械式力平衡原理工作，其可动部件较多，易受温度、振动的影响，造成调节阀的波动;

(2)采用喷嘴挡板技术，由于喷嘴孔很小，易被灰尘或不干净的气源堵住，使定位器不能正常工作;

(3)采用力的平衡原理，弹簧的弹性系数在恶劣现场会发生改变，造成调节阀非线性导致控制质量下降。

(4)智能定位器由微处理器(CPU)、A/D、D/A转换器等部件组成，其工作原理与普通定位器截然不同，给定值和实际值的比较纯是电动信号，不再是力平衡。因此能够克服常规定位器的力平衡的缺点。但在用于紧急停车场合时，如紧急切断阀、紧急放空阀等，这些阀门要求静止在某一位置，只有紧急情况出现时，才需要可靠地动作，长时间停留在某一位置，容易使电气转换器失控造成小信号不动作的危险情况。此外。用于阀门的位置传感电位器由于工作在现场，电阻值易发生变化造成小信号不动作、大信号全开的危险情况。因此，为了确保智能定位器的可靠性和可利用性，必须对它们进行频繁地测试。