1 ZXP氣動調節閥控制原理引言
調節閥又名控制閥，調節閥的發展與工業生產過程的發展密切相關。計算機科學和自動化儀表等高新科學技術的發展推動了調節閥的發展。隨著現場總線技術的發展與控制裝置的廣泛應用，調節閥也將開放、智能和更可靠，要求越來越強烈，使工業生產過程控制的功能更*，精度更高和效果更明顯。

2 ZXP氣動調節閥控制原理工作原理
氣動調節閥由執行機構和調節機構組成。執行機構是調節閥的推力部件，以壓縮空氣為動力源，以氣缸為執行器，并借助于電氣閥門定位器、轉換器、電磁閥、保位閥等附件去驅動閥門，實現開關量或比例式調節，接收工業自動化控制系統的控制信號來產生相應的推力，推動調節機構動作，完成調節管道介質的：流量、壓力、溫度等各種工藝參數。氣動調節閥的特點就是控制簡單，反應快速，且本質安全，不需另外再采取防爆措施。

3 ZXP氣動調節閥控制原理執行機構
氣動薄膜式執行機構接受信號壓力后，根據其推桿動作方向的不同，可分為正作用式和反作用式兩種。
3.1 正作用式執行機構
當信號壓力增大時，執行機構的推桿向下動作，稱作正作用式執行機構。當其信號壓力從0.002~0.1MPa時，推桿的位置從零走到全行程。其信號壓力與推桿位移的特性如圖1-a所示。正作用式執行機構的動作原理如圖2-a所示。當信號壓力進入氣室時，在其膜片上產生一個推力，這樣使其推動部件位移，將彈簧壓縮，直到彈簧的反作用力與信號壓力在膜片上產生的推力相平衡。其平衡方程式為PS=KL
式中P---進入薄膜式的信號壓力；
S---波紋膜片的有效面積；
K---彈簧剛度；
L---執行機構的推桿位移。
故 從上式可以看出，當執行機構的型號規格確定后，其中P、K均為常數，則L∝P。
3.2 反作用式執行機構
當信號壓力增大時，執行機構的推桿向上動作的叫做反作用執行機構，如圖1-b、圖2-b所示。當信號壓力從0.02~0.1MPa時，推桿的位置從全行程走到零。其動作原理和正作用式執行機構一樣，只不過其信號壓力進入波紋膜片得下方，信號壓力增大時，波紋膜片向上移動。

4 ZXP氣動調節閥控制原理調節閥
調節閥的結構形式較多，包括直通單座調節閥、直通雙座調節閥、三通閥、角型調節閥、高壓調節閥、隔膜調節閥、小流量調節閥、蝶閥、球閥等。
4.1 調節閥對調節參數的調節
在自動調節系統中有被調參數、調節參數、干擾參數。調節參數是靠調節閥進行調節的。當調節系統中出現干擾時，被調參數將偏離給定值，調節器命調節閥對調節參數進行調節，使被調參數回到給定值。
4.2 調節閥的結構形式
氣動薄膜式調節閥閥分為正裝和反裝兩種。正裝時，閥芯向下位移，閥芯與閥座間的流通面積減小。反裝時，閥芯向下位移，閥芯與閥座間的流通面積增大。正裝與反裝時，閥芯與流通面積的關系如圖3所示。

5 ZXP氣動調節閥控制原理組合方式
從執行機構和調節機構的分析中可以看到，氣動執行機構有正作用式和反作用式兩種，調節閥有正裝和反裝兩種，故此，氣動執行器的氣開、氣關的兩種形式是由執行機構的正、反作用及調節閥的正、反裝綜合確定的。其組合方式有四種，如表1所示。

ZXP氣動調節閥控制原理主要技術參數

注：①彈簧范圍：氣開式優先選用40-200Kpa及80-240Kpa；氣閉式優先選用20-100KPa及40-200Kpa，可選用其它彈簧范圍。
        ②工作溫度劃分是根據閥體材料的壓力-溫度等級、使用工況、閥門的密封件材料等綜合因素來劃分的，各國劃分是有細微區別的，甚至每個廠家因使用的材料不一也會導致溫度劃分不一樣。

□ ZXP氣動調節閥主要零件材料

注：可根據工況選用其它材料

□ZXP氣動調節閥控制原理閥蓋型式

□ ZXP氣動調節閥控制原理型號編制說明

ZXP-□□K(B)
Z：執行器大類，    X：新系列   P：單座調節閥
-□□：壓力級別：  如 16：1.6MPa   K(B)氣開(關)式
ZXPQ-□□K(B)   Q：調節切斷型
ZXP-□□K(B)G   G：高溫型
ZXP-□□K(B)W   W：波紋管密封型
ZXP-□□K(B)J   J：夾套保溫型
ZXP-□□K(B)D   D：低溫型
ZXP-□□K(B)S   S：散熱型
備注：按國產調節閥統設標準編制，言簡意明，避免市場上型號混亂，人為造成選型、采購、使用困難。

□ ZXP氣動調節閥允許壓差
1.氣開式                                                                    單位：MPa

注：① P：閥門定位器(氣開式帶不帶定位器是不影響允許壓差的)
        ② 對于 ZXPW 型單座波紋管密封調節閥，最大允許壓差為 1.0MPa，表中數據若數值小于1.0MPa 則不變， 若數值大于1.0MPa，則取值1.0MPa
        ③ 允許壓差僅僅指按標準執行機構配置的數值，可根據具體工況條件另配執行機構來滿足使用要求
        ④ 同一閥門選用 80-240Kpa 彈簧其允許壓差是 40-200Kpa 彈簧允許壓差的 2 倍，由以上數據可知，氣開式單座調節閥盡量使用 40-200Kpa 彈簧或 80-240Kpa 彈簧
        ⑤ 以上數據是根據閥關閉時，閥后壓力 P2=0 時的計算值，在調節時允許壓差更大

6 ZXP氣動調節閥控制原理使用管理
操作是否正常，與調節閥的質量及產生故障后的維修工作有很大的關系。由于調節閥的質量原因，產生的故障多種多樣。而某一種故障的出現，也可能有不同的原因。

6.1 氣動執行機構主要故障元件
（1）膜片。對于薄膜式氣動機構來說，膜片是最重要的元件。在氣源系統正常工作的情況下，如果執行機構不動作，首先應想到膜片是否安裝好，是否破裂。當金屬接觸面有尖角、毛刺等缺陷時，會把膜片扎破，而膜片絕對不能有泄漏。另外，如果膜片使用時間過長，因橡膠材料老化也會影響性能。
（2）彈簧。彈簧是調節閥的主要調節元件。如果制造、熱處理、材料選擇不當，會使彈簧疲勞或斷裂。有引起彈簧在過大的載荷作用下，可能會產生斷裂。
（3）接氣管路。這是輸入氣壓通向執行機構的通路，不能泄漏。因此，要經常檢查是否泄漏。
（4）推桿。這是確保有足夠的行程來關閉調節閥。如推桿有彎曲、變形、會影響調節閥的調節性能。

6.2 調節閥的主要故障元件
（1）閥芯：它是調節閥起調節作用和密封作用的活動元件，直接與介質接觸，易受介質的沖刷和腐蝕、磨蝕。在高壓差情況下更易損壞。所以要檢查它的磨損、沖刷及腐蝕情況，是否需要維修和更換。
（2）閥座：閥座密封面是保證閥門密封的關鍵部位。受介質的沖刷、磨損和腐蝕，要檢查閥座的損壞情況。
（3）閥桿：閥桿與閥芯、推桿的連接，直接影響調節閥的性能。因此要檢查閥桿與閥芯、推桿的連接質量，以及閥桿本身有無彎曲、變形。
（4）填料：檢查填料是否老化、缺油，填料是否壓緊。
（5）墊片及O形圈：墊片和O形圈是否老化變硬，影響密封性能。

6.3 ZXP氣動調節閥控制原理閥門定位器元件故障
（1）閥位行程傳感器失調造成調節閥閥位失調。閥位傳感器為一精密多圈電阻，內置于閥桿套筒內，由緊固件和閥桿相連，作用是輸出閥位反饋信號。當閥行程傳感器的緊固件松動后，會使閥行程零位時閥位傳感器的精密多圈電阻值超出正常范圍（正常為1950~2050Ω），造成調節閥閥位失靈，無法完成手/自動校準程序，閥位自動運動到全開/全關位置。對發生連接緊固件松動故障的定位器處理方法為：拆下，把反饋臂定位在零位，用萬用表測量閥位傳感器的精密多圈電阻值，調整閥位傳感器的連接軸，使萬用表指示在1950~2050Ω，然后鎖定連接軸，安裝閥行程傳感器緊固件和閥桿相連，問題得以解決。
（2）氣源不干凈致使閥門定位器內部氣路堵塞造成調節閥閥位失調。對于發生氣路堵塞故障的處理方法為：拆下閥門定位器，對其氣路部分進行清洗，保證氣路暢通，問題得以解決。
（3）I/P轉換部件問題造成調節閥閥位失調。當I/P轉換部件燒毀時，閥門定位器氣動中繼器就無法感受噴嘴所送出的壓力變化，也就無法去閥位進行調節。由于I/P部件問題導致閥位失調的情況，更換I/P部件得以解決。
（4）反饋臂脫落造成調節閥閥位失調。對反饋臂脫落情況的處理方法：在零信號位置，對應實際閥位將反饋臂重新緊固便能解決問題。

7 ZXP氣動調節閥控制原理結束語
依據工作原理，結合自動化儀表管理工程一線的運管實際經驗，根據真實的工程需求，總結調節閥故障處理技術。