ZJHM氣動(dòng)套筒籠式氧氣調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品說(shuō)明
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的安全運(yùn)行對(duì)于系統(tǒng)的正常操作有著關(guān)鍵性作用。本文首先概述了氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作原理、典型特征以及重要安裝原則，然后詳細(xì)分析了氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥安全運(yùn)行的影響因素以及安全運(yùn)行故障原因，在此基礎(chǔ)之上從各個(gè)方面提出了保障氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥安全運(yùn)行的對(duì)策建議。因?yàn)榻橘|(zhì)的特殊性，閥體材質(zhì)只能選用304不銹鋼或者黃銅，而且，內(nèi)件要脫脂處理。閥體結(jié)構(gòu)形式主要有單座和套筒結(jié)構(gòu)，輔以波紋管密封形式，可以保證調(diào)節(jié)閥不會(huì)泄露。配以氣動(dòng)薄膜執(zhí)行器，和防爆型電氣閥門(mén)定位器，即可以實(shí)現(xiàn)對(duì)氧氣的流量或者壓力的自動(dòng)化控制。
本論文從時(shí)間順序上介紹了氧氣調(diào)節(jié)閥的發(fā)展現(xiàn)狀,比較了此領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外的研制開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀,并針對(duì)該類產(chǎn)品在市場(chǎng)上表現(xiàn)出的不足,在分析了氧氣調(diào)節(jié)閥的基本結(jié)構(gòu)和各組成部分功能的基礎(chǔ)上,通過(guò)自主研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和模擬數(shù)據(jù)分析技術(shù),研發(fā)了一種可靠的氧氣調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品。該氧氣調(diào)節(jié)閥門(mén)主要由閥體、閥桿、閥芯及填料蓋組件等部分構(gòu)成。介質(zhì)從進(jìn)氣口進(jìn)入調(diào)節(jié)閥,通過(guò)電子元件給予氣動(dòng)執(zhí)行器的電信號(hào)、進(jìn)而控制閥桿上閥芯的位置,實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)氣口通道的通徑調(diào)節(jié),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)氧氣管路輸出的流量控制。氧氣調(diào)節(jié)閥的工藝,材料,結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)上充分考慮了閥門(mén)的通用性和兼容性,使得氧氣調(diào)節(jié)閥門(mén)相同規(guī)格可以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)構(gòu),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同用戶的可替換性。并通過(guò)多年掌握的調(diào)節(jié)閥核心技術(shù),保證研制的閥門(mén)技術(shù),加工生產(chǎn)、運(yùn)輸及維護(hù)。
一、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作原理及特征
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥指的是將壓縮氣體作為相應(yīng)的動(dòng)力源，將氣缸作為調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行器，同時(shí)借助于調(diào)節(jié)閥閥門(mén)的定位器、保位閥、氣體過(guò)濾器以及轉(zhuǎn)換器等相關(guān)附件實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)節(jié)閥閥門(mén)的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)量、比例式的合理調(diào)節(jié)，接受工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)管道介質(zhì)的相應(yīng)調(diào)節(jié)，主要包含了對(duì)管道介質(zhì)的壓力、液位、流量以及溫度等方面參數(shù)的調(diào)節(jié)。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥典型的特征就是系統(tǒng)控制較為簡(jiǎn)單，反應(yīng)速度較快，且系統(tǒng)運(yùn)行本質(zhì)安全，不需要另外運(yùn)用一些防爆措施?？偟膩?lái)說(shuō)，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥作為一種直角回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，是由氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、V閥體以及定位器等相關(guān)設(shè)備構(gòu)成，具有一定的流量穩(wěn)定特性，與調(diào)節(jié)閥閥門(mén)定位器一起配合工作，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥的相應(yīng)比例，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥運(yùn)行的靈敏度、感應(yīng)效果和密封效果都較好，具備較好的剪切效果。
氣動(dòng)籠式調(diào)節(jié)閥是一種壓力平衡調(diào)節(jié)閥,采用籠式套筒導(dǎo)向、單座密封結(jié)構(gòu)，配用多彈簧執(zhí)行機(jī)構(gòu)或者電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，流道呈S流線型，選用進(jìn)口密封環(huán)。整體具有工作平穩(wěn)、允許壓差大、流量特性精確噪音低等特點(diǎn)。氣動(dòng)籠式調(diào)節(jié)閥特別適用于允許壓差小、閥前后壓差較大的工作場(chǎng)合。氣動(dòng)籠式調(diào)節(jié)閥有常溫型、高溫型、低溫型、調(diào)節(jié)切斷型、波紋管密封型等多種型式。產(chǎn)品公稱壓力等級(jí)有PN1.6、4.0 6.4、10.0；閥體口徑范圍DN20-DN300；適用流體溫度-150℃ -+560℃范圍內(nèi)多種檔次；氣動(dòng)籠式調(diào)節(jié)閥泄露等級(jí)氛分為Ⅳ級(jí)、Ⅴ級(jí)、Ⅵ級(jí)；流量特性有直線、等百分比。多種規(guī)格可供選擇。 調(diào)節(jié)閥工作時(shí)，閥瓣沿著套筒安裝軸線上下運(yùn)動(dòng)遮擋窗口而積，從而改變流通窗口而積。流體從下管道流入，經(jīng)過(guò)套筒窗口，從上管道流出。由于閥瓣的行程和流出體積之間不同的函數(shù)關(guān)系，因此形成了各種流量特性。因此，調(diào)節(jié)閥工作過(guò)程中為實(shí)現(xiàn)特定流量特性要求和流體進(jìn)出口壓力調(diào)節(jié)功能，需要設(shè)計(jì)符合要求精度的閥籠式調(diào)節(jié)閥套筒結(jié)構(gòu)團(tuán)。
國(guó)內(nèi)的調(diào)節(jié)閥技術(shù)發(fā)展起步較晚，技術(shù)人員用于設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)公式與實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較大的誤差團(tuán)。傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)過(guò)程中缺少新技術(shù)的應(yīng)用，也缺少在實(shí)際工況下的模擬仿真過(guò)程，故本文作者從閥籠式調(diào)節(jié)閥流量特性的孔板流量計(jì)原理和流體力學(xué)的連續(xù)性方程推導(dǎo)調(diào)節(jié)閥橫截而積的設(shè)計(jì)公式。為滿足在不同開(kāi)度下均符合固有流量特性曲線，完成套筒的窗口形狀設(shè)計(jì)，以4條固有流量特性曲線(直線型流量特性、等百分比型流量特性、拋物線型流量特性和快開(kāi)型流量特性)為例，分析套筒內(nèi)部流場(chǎng)和邊界效應(yīng)對(duì)不同開(kāi)度下實(shí)際流量特性的影響按照文中的設(shè)計(jì)方法所得的閥籠式調(diào)節(jié)閥套筒具有以下優(yōu)點(diǎn):可設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)特定要求的套筒，通用性強(qiáng);經(jīng)仿真驗(yàn)證套筒的工作流量特性在誤差范圍內(nèi)，能滿足實(shí)際工作要求，可靠性強(qiáng);運(yùn)用CFD仿真軟件仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境，效率高。
主要特點(diǎn)：
1.采用平衡式閥芯結(jié)構(gòu)，軸向不平衡力小，允許壓差大，穩(wěn)定性好。
2.套筒互換，拆裝方便，容易維修。
3.全金屬閥芯結(jié)構(gòu)適用多種工作場(chǎng)合，達(dá)到IV級(jí)泄漏標(biāo)準(zhǔn)，型軟密封結(jié)構(gòu)閥芯達(dá)到VI級(jí)泄漏標(biāo)準(zhǔn)。
4.閥體按流體力學(xué)原理設(shè)計(jì)成等截面低流阻流道，可調(diào)范圍大，固有可調(diào)比為50，額定流量系數(shù)增大30％。
5.執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用多彈簧結(jié)構(gòu)，高度減少30％。重量減輕30％。
6.波紋管密封型調(diào)節(jié)閥，對(duì)移動(dòng)的閥桿形成了*的密封，堵絕流體外漏。
ZJHM氣動(dòng)套筒籠式氧氣調(diào)節(jié)閥主要零件材料
| 公稱通徑mm | DN15-DN300 | |||
| 材料代號(hào) | C（WCB） | P（304） | R（316） | |
| 主要 零件 | 閥體、閥蓋 | WCB（ZG230-450） | ZG1Cr18Ni9Ti（304） | ZG1Cr18Ni12Mo2Ti（304） |
| 閥芯、閥座 | 1Cr18Ni9Ti（304）或司鈦萊合金堆焊 | 1Cr18Ni9Ti（304）或司鈦萊合金堆焊 | 1Cr18Ni12Mo2Ti或司鈦萊合金堆焊 | |
| 閥桿 | 2Cr13 | 1Cr18Ni9Ti | 1Cr18Ni12Mo2Ti | |
| 填料 | V型聚四氟乙烯（F4）、柔性石墨、不銹鋼波紋管 | |||
| 墊片 | 增強(qiáng)聚四氟乙烯 （F4）、不銹鋼墊片、金屬石墨纏繞墊片 | |||
| 上下膜蓋 | A3鋼板沖壓 | |||
| 波紡膜片 | 丁橡膠夾增強(qiáng)滌淪織物 | |||
| 彈簧 | 60Si2Mn | |||
| 推桿、襯套 | 2Cr13 | |||
| 軸套 | 聚氨酯（用于反作用） | |||
| 適用 工況 | 適用介質(zhì) | 水蒸汽油品類氣液體 | 硝酸堿類腐蝕性氣液體 | 醋酸類等腐蝕性氣液體 |
| 常溫型 | -30～+250 F4：≤200℃ | -40～+250 F4：≤200℃ | -40～+250℃ F4：≤200℃ | |
| 高溫型 | -30～+450℃ | -40～+550℃ | -40～+550℃ | |
| 低溫型 | -40～-60℃、 -60～-100℃ | |||
主要技術(shù)參數(shù)
| 公稱通徑mm | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 | 300 | ||||
| 閥座直徑mm | 10 | 12 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 | 300 | |
| 額定流量 系數(shù)Kv | 單座 | 1.2 | 2.0 | 3.2 | 5.0 | 8 | 12 | 20 | 32 | 50 | 80 | 120 | 200 | 280 | 450 | 700 | 1100 |
| 雙座 | 10 | 16 | 25 | 40 | 63 | 100 | 160 | 250 | 400 | 630 | 1000 | 1600 | |||||
| 額定行程L（mm） | 10 | 16 | 25 | 40 | 60 | 100 | |||||||||||
| 執(zhí)行器型號(hào) | ZHA/B-11 | ZHA/B-22 | ZHA/B-23 | ZHA/B-34 | ZHA/B-45 | ZHA/B-56 | |||||||||||
| 薄膜有效面積Ae（cm2） | 220 | 350 | 350 | 560 | 900 | 1600 | |||||||||||
| 氣源壓力Ps(MPa) | 0.14～0.4 | ||||||||||||||||
| 信號(hào)范圍Pr(KPa) | 20～100、40～200、80～240 段幅：20～60、60～100 | ||||||||||||||||
| 電信號(hào) | 4～20mA DC或0～10mA DC （切斷型：電磁閥AC220V或DC24V） | ||||||||||||||||
| 作用模式 | 氣開(kāi)式（K）型、氣關(guān)式（B）型 | ||||||||||||||||
| 流量特性 | 直線、等百分比、快開(kāi)性 | ||||||||||||||||
| 允許泄漏量（L/h） | 單座：10-4×閥額定容量、 雙座：10-3×閥額定容量 | ||||||||||||||||
| 固有可調(diào)比R | 50:1 | ||||||||||||||||
| 氣源接頭 | M16×1.5 | ||||||||||||||||
| 公稱壓力PN(MPa) | 1.6 2.5 4.0 6.4 | ||||||||||||||||
二、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥安全運(yùn)行影響因素及策略建議
1.氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥安全運(yùn)行影響因素
一是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制室雖然給出了信號(hào)，但是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥桿卻沒(méi)有啟動(dòng)，對(duì)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥安全運(yùn)行帶來(lái)了一定的負(fù)面影響，出現(xiàn)這種故障的主要原因在于：氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥凈化脫硫段控制液位閥由于氣源管老化漏氣、異物遺留、灰塵太多、氣源管接頭出現(xiàn)松弛以及氣源管結(jié)冰等方面的因素造成。
二是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥在已經(jīng)關(guān)閉的情況之下出現(xiàn)大量泄漏安全問(wèn)題。出現(xiàn)此類問(wèn)題的主要原因在于：氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥一般都有一定的泄漏標(biāo)準(zhǔn)，如果超過(guò)了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)出現(xiàn)安全故障問(wèn)題，合成分在出現(xiàn)泄漏故障的時(shí)候，需要對(duì)其進(jìn)行及時(shí)處理。這種安全故障主要是因?yàn)殚y芯閥座在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)大量磨損、管道中介質(zhì)進(jìn)入出現(xiàn)異物堵死，這種異物往往是焊接管道的時(shí)候異物進(jìn)入經(jīng)過(guò)潮濕、氧化之后生銹。
三是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)反應(yīng)速度慢的安全運(yùn)行問(wèn)題。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的控制室發(fā)出了百分之五十的信號(hào)，但是合成在反應(yīng)了三分鐘左右才可以達(dá)到百分之五十，這主要是因?yàn)闅鈩?dòng)調(diào)節(jié)閥閥體內(nèi)存在異物堵塞、漏氣、波紋薄膜破損等方面的因素造成。除此之外，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥缺乏日常保養(yǎng)維修以及完善的預(yù)檢修機(jī)制，不利于氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的安全運(yùn)行。
2.氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥安全運(yùn)行策略
?。?）對(duì)于氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制室雖然給出了信號(hào)，但是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥桿卻沒(méi)有啟動(dòng)的安全運(yùn)行問(wèn)題，可以通過(guò)如下方法進(jìn)行處理：首先對(duì)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥氣源管進(jìn)行細(xì)致檢查，如果是因?yàn)槁鈱?dǎo)致的可以更換新的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥氣源管，如果是因?yàn)闅鈩?dòng)調(diào)節(jié)閥氣源管內(nèi)存在異物、灰塵以及結(jié)冰等問(wèn)題，可以將其進(jìn)行清理，如果是因?yàn)闅鈩?dòng)調(diào)節(jié)閥氣源管接頭松弛，可以利用四氟墊將其加固，如果氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥氣源管并沒(méi)有什么問(wèn)題，可以對(duì)空氣過(guò)濾減壓閥進(jìn)行檢查更新，解決此類安全運(yùn)行問(wèn)題[4]。
（2）對(duì)于氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥在已經(jīng)關(guān)閉的情況之下出現(xiàn)大量泄漏安全問(wèn)題，可以通過(guò)如下方法進(jìn)行處理：首先應(yīng)該將氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥芯和閥座都拆卸下來(lái)，檢查氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥芯和閥座是否出現(xiàn)磨損現(xiàn)象和腐蝕問(wèn)題，如果出現(xiàn)此類問(wèn)題就應(yīng)該將氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥芯和閥座進(jìn)行更換；如果不是需要檢查氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥座是否進(jìn)入了鐵銹等相關(guān)異物，對(duì)其進(jìn)行清理。
?。?）對(duì)于氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)反應(yīng)速度慢的安全運(yùn)行問(wèn)題，可以通過(guò)如下方法進(jìn)行處理：首先應(yīng)該檢查是不是氣源管出現(xiàn)漏氣問(wèn)題，如果是就應(yīng)該將氣源管進(jìn)行檢修更新；然后再對(duì)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行拆卸檢查，如果是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥內(nèi)存在異物，就應(yīng)該將其進(jìn)行科學(xué)清理；在上述兩種情況都沒(méi)有安全問(wèn)題的情況之下，再對(duì)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥氣室內(nèi)的波紋薄膜進(jìn)行檢查是否有損壞現(xiàn)象，如果是就應(yīng)該更換新的波紋薄膜。
（4）對(duì)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行及時(shí)的日常保養(yǎng)維護(hù)，構(gòu)建氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥預(yù)檢修機(jī)制，保障氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥安全運(yùn)行。應(yīng)該對(duì)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥位指示器、定位器、氣源管等各個(gè)附件進(jìn)行日常保養(yǎng)維護(hù)，確保氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的各個(gè)系統(tǒng)部件完好。其次除了對(duì)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的安全問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)處理外，應(yīng)該構(gòu)建相應(yīng)的預(yù)檢修機(jī)制，對(duì)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥使用情況、各個(gè)部件狀況等進(jìn)行定期檢修，從而限度提升氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的使用性能和使用周期。
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥在安裝的時(shí)候需密切關(guān)注如下幾個(gè)方面的安裝原則：
一是對(duì)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的位置進(jìn)行合理固定，要求氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的安裝位置與地面保持一定高度，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的上下之間要留有空間，以此方便未來(lái)對(duì)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的檢修更新等，對(duì)于配有氣動(dòng)閥門(mén)定位器等相關(guān)附件的調(diào)節(jié)閥需要保障氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的觀察、調(diào)整較為方便；
二是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥應(yīng)該在水平官道上進(jìn)行安裝，同時(shí)與管道實(shí)現(xiàn)上下垂直，往往需要在氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的下面進(jìn)行支撐以此保障氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥安裝穩(wěn)固，對(duì)于特別安裝環(huán)境之下的，需要將氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥安裝在管道的垂直面并加以固定，同時(shí)需要注意盡量減少給氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥帶來(lái)過(guò)多壓力；
三是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的工作環(huán)境溫度應(yīng)該保持在負(fù)30度到60度，相對(duì)溫度小于或者等于95%；四是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的前后位置直管段長(zhǎng)度控制在10D以上，避免直管段太短帶來(lái)的流量特性負(fù)面影響；五是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥口徑與管道不一致的時(shí)候可以使用異徑管進(jìn)行連接，同時(shí)可以設(shè)置相應(yīng)的旁通管道，便于后期手動(dòng)操作和檢修。
訂貨須知：
一、①產(chǎn)品名稱與型號(hào)②口徑③是否帶附件以便我們的為您正確選型④ 使用壓力⑤使用介質(zhì)的溫度。
二、若已經(jīng)由設(shè)計(jì)單位選定公司的型號(hào)，請(qǐng)型號(hào)直接向我司銷售部訂購(gòu)。
三、當(dāng)使用的場(chǎng)合非常重要或環(huán)境比較復(fù)雜時(shí),請(qǐng)您盡量提供設(shè)計(jì)圖紙和詳細(xì)參數(shù)，由我們申弘閥門(mén)的技術(shù)為您審核把關(guān)。產(chǎn)品所屬調(diào)節(jié)閥系列，感謝您訪問(wèn)我們申弘閥門(mén)的如有任何疑問(wèn).您可以致電給我們,我們一定會(huì)盡心盡力為您提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。如需要了解更多其它閥類產(chǎn)品的信息可以點(diǎn)擊減壓閥查看。
