ZXP氣動(dòng)薄膜單座調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)組成及工作原理

隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，調(diào)節(jié)閥作為自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的最終執(zhí)行元件，在化工企業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用，調(diào)節(jié)閥應(yīng)用的好壞直接關(guān)系著生產(chǎn)的質(zhì)量與安全。因此，結(jié)合長(zhǎng)期從事氣動(dòng)元件的設(shè)計(jì)，增壓設(shè)備選型及安裝、調(diào)試及維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)，談一談氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)組成、工作原理及選型。

一、ZXP氣動(dòng)薄膜單座調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)組成及工作原理

　氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥是以壓縮氣體（常采用凈化壓縮空氣）為動(dòng)力源，以氣缸為執(zhí)行器，并根據(jù)實(shí)際需求可選配電/氣閥門定位器、電/氣轉(zhuǎn)換器、電磁閥、保位閥、儲(chǔ)氣罐、氣體過濾/減壓/油霧分離器等附件去驅(qū)動(dòng)閥門，來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)目標(biāo)，接收工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制信號(hào)來完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的，比如流量、壓力、溫度、液位等各種工藝過程參數(shù)。
2、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作原理
自工業(yè)控制系統(tǒng)如DCS、PLC等系統(tǒng)送出4-20ma電流信號(hào)，送至氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥定位器。定位器根據(jù)所接收到的電流值，自動(dòng)調(diào)節(jié)壓縮空氣量（壓力）的大小，并將壓縮空氣送至膜室上/下腔。當(dāng)膜室內(nèi)的氣壓大于彈簧的彈力范圍及閥體內(nèi)部壓力和其它阻力時(shí)，就可以推動(dòng)閥芯、閥桿、推桿等構(gòu)件自由運(yùn)動(dòng)了。
3、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的彈簧范圍
彈簧范圍：是指一臺(tái)閥在靜態(tài)啟動(dòng)時(shí)的膜室壓力到走行程時(shí)的膜室壓力。20～100KPa，表示這臺(tái)閥靜態(tài)啟動(dòng)時(shí)膜室壓力是20KPa，關(guān)閉時(shí)的膜室壓力是100KPa。常用的彈簧范圍有20～100KPa、20～60KPa、60～100KPa、60～180KPa、40～200KPa。

ZXP氣動(dòng)薄膜單座調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)組成及工作原理氣動(dòng)薄膜結(jié)構(gòu)組成
氣動(dòng)執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括：氣動(dòng)薄膜、氣動(dòng)活塞、氣動(dòng)長(zhǎng)行程3種，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為：閥、閘板、調(diào)節(jié)閥等，有直、角行程兩種。
2、氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥工作原理
0.2～1kg／cm的信號(hào)壓力輸人薄膜氣室中，產(chǎn)生的推力使推桿部件移動(dòng)、彈簧被壓縮產(chǎn)生的反作用力與信號(hào)壓力在薄膜上產(chǎn)生的推力相平衡。推桿的移動(dòng)即是氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程。正作用式：當(dāng)薄膜氣室內(nèi)輸人信號(hào)壓力時(shí)，使推桿部件向下移動(dòng)。反作用式：當(dāng)薄膜氣室內(nèi)輸人信號(hào)壓力時(shí)，使推桿部件向上移動(dòng)。 

二、ZXP氣動(dòng)薄膜單座調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)組成及工作原理的選型
調(diào)節(jié)閥是直接接觸工藝介質(zhì)的控制機(jī)構(gòu)，承受著流體的壓力、溫度、沖刷、腐蝕和磨損。惡劣工況下不乏調(diào)節(jié)閥卡塞、振動(dòng)、泄漏、流量特性失真甚至 閥芯脫落的現(xiàn)象。在長(zhǎng)期的機(jī)械疲勞、熱沖擊和化學(xué)腐蝕作用下，調(diào)節(jié)閥的使用性能逐漸下降。實(shí)際上調(diào)節(jié)閥的使用壽命難以估計(jì)，最重要的因素是需要設(shè)計(jì)者了解工藝要求及使用工況。

1、ZXP氣動(dòng)薄膜單座調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)組成及工作原理的選用
在調(diào)節(jié)閥的選用中，必須首先考慮是否能達(dá)成工藝目的，滿足控制要求以及長(zhǎng)期穩(wěn)定使用。調(diào)節(jié)回路參數(shù)的整定耗時(shí)費(fèi)力，其重要的原因便是調(diào)節(jié)閥的流量特性很難做到理想曲線?？刂破鞑捎糜?jì)算機(jī)技術(shù)已能使P I D算法接近數(shù)學(xué)期望值，但通過調(diào)節(jié)閥動(dòng)作得到的流量特性總是偏離理想值，需要多次調(diào)整才能穩(wěn)定。對(duì)于單回路而言，可以放寬控制強(qiáng)度得到較好的穩(wěn)定性；而串級(jí)回路中，副回路需要較好的快速響應(yīng)及自我穩(wěn)定性才能跟隨主回路的變化。在化工企業(yè)中常用的串級(jí)調(diào)節(jié)回路主回路為溫度（液位）調(diào)節(jié)，副回路為流量調(diào)節(jié)，如圖1所示。

流量回路響應(yīng)快速，易造成調(diào)節(jié)閥振蕩，使整個(gè)串級(jí)回路波動(dòng)。相對(duì)P形閥芯，采用V形閥芯有利于提升控制品質(zhì)。它具有不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，定點(diǎn)徑向力震動(dòng)性小，有利于閥芯穩(wěn)定，延長(zhǎng)使用壽命，并且遠(yuǎn)離流體沖刷區(qū)，有利于保護(hù)閥芯／座，避免湍流損壞此外，等百分比流量特性是嚴(yán)格的等百分比曲線，在任何口徑下，不改變曲線特性，工作范圍20％～90％。
在化工裝置中，常存在有多種有毒介質(zhì)。在CS2裝置中典型的有毒介質(zhì)CS2。從安全、環(huán)保的角度應(yīng)采用低泄漏閥。調(diào)節(jié)閥的泄漏源主要為閥桿與填料間隙，為保證閥桿動(dòng)作自如，必須與填料有一定間隙。對(duì)于低沸點(diǎn)介質(zhì)很容易從此處泄漏出來。
采用波紋管密封可解決這個(gè)問題。傳統(tǒng)的波紋管受材質(zhì)和加工工藝限制，使用壽命不長(zhǎng)。閥門應(yīng)具，這樣才能防止任何有毒及易燃爆氣體散逸到大氣中，采用軟密封的閥芯／座配合，可達(dá)到零內(nèi)泄漏，且使用次數(shù)（閥門全開到全關(guān)）在160萬次以上，同時(shí)可以加載波紋管檢漏裝置，更能保證閥門的安全性，保護(hù)人身及環(huán)境安全。

在CS2裝置中液態(tài)硫磺介質(zhì)在一定的溫度下維持液態(tài)，如遇冷即結(jié)晶，工藝上此類管道設(shè)計(jì)為夾套管。調(diào)節(jié)閥也必須為夾套閥。許多廠家為降低制造成本，采取夾套外購(gòu)的方式，將夾套與閥體固定在一起，通過夾套壁傳熱。金屬之間很難作到無間隙，造成傳熱死角。要選擇將夾套焊接在閥體上，采用下進(jìn)上出的方式，獨(dú)立循環(huán)系統(tǒng)使得介質(zhì)能夠均勻分布到閥體的各個(gè)部分；不改變?cè)y門的尺寸，方便安裝，拆卸簡(jiǎn)便；結(jié)構(gòu)小巧獨(dú)立，不受管道干擾，也不對(duì)其他管件產(chǎn)生影響。這種夾套必須經(jīng)過水壓試驗(yàn)及探傷，使成本上升，但無保溫死角。以上從工藝角度討論了調(diào)節(jié)閥選型的特殊要求，在滿足工藝需要的前提下，閥門的使用壽命與工作狀況直接相關(guān)。在計(jì)算書上除了開度、噪聲等結(jié)果，還應(yīng)密切注意出口流速的值，原則上液體的出口流速不應(yīng) >3 m／s，而對(duì)于氣體或蒸汽則不應(yīng)>3Mach，在選型的過程中，如果忽略了這個(gè)值而單純地看開度和噪聲，過高的流速會(huì)造成對(duì)閥門內(nèi)件的損害，從而使閥門的使用壽命不能得到保障。

三、ZXP氣動(dòng)薄膜單座調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)組成及工作原理主要零件材料

四、ZXP氣動(dòng)薄膜單座調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)組成及工作原理主要參數(shù)與性能指標(biāo)

1.主要參數(shù)                                                                                                                  表2

2.ZXP氣動(dòng)薄膜單座調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)組成及工作原理主要性能指標(biāo)                                                                                                              表3      

注：本產(chǎn)品性能指標(biāo)貫徹 GB/T4213-92標(biāo)準(zhǔn)

三、ZXP氣動(dòng)薄膜單座調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)組成及工作原理結(jié)語
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥作為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的終端設(shè)備，在化工企業(yè)被廣泛的應(yīng)用。但必須正確的選擇才能達(dá)到理想的調(diào)節(jié)效果。氣動(dòng)薄膜精小型單座調(diào)節(jié)閥（ZXP氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥）采用頂導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，配用多彈簧薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)。具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、動(dòng)作靈敏、流體通道呈～流線型、壓降損失少、閥容量大、流量特性精確、拆裝方便等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于精確控制氣體、液體、蒸汽等介質(zhì)，工藝參數(shù)如壓力、流量、溫度、液位保持在給定值。特別適用于允許泄漏量小閥前后壓差不大的工作場(chǎng)合。

        本系列產(chǎn)品有標(biāo)準(zhǔn)型、調(diào)節(jié)切斷型、波紋管密封型、夾套保溫型、低溫型、高溫散熱型等多個(gè)品種。  產(chǎn)品公稱壓力等級(jí)有PN16、25、40、64(63)：20(Class150)、50(Class300)、110((Class600)口徑范圍DN15～250。適用流體溫度由-250℃～+550℃范圍內(nèi)多種檔次。泄漏量標(biāo)準(zhǔn)有Ⅳ級(jí)或Ⅵ級(jí)。流量特性有線性或等百分比。設(shè)計(jì)單位及用戶可根據(jù)具體工況進(jìn)行選擇。本公司產(chǎn)品可與國(guó)產(chǎn)ZMAP、ZMBP、ZJHP(精小型)、ZHAP、ZHBP、VP、HTS、ZHTS、HLS、HTS型等單座調(diào)節(jié)閥等效。