ZJHP氣動薄膜單座直通調節閥選型分析

本發明涉及一種用于對調節壓力進行調節的壓力調節閥，其包括一個調節膜片該調節膜片由一個調節彈簧和所述調節壓力保持力平衡。氣動壓力調節閥是一種壓力平衡式調節閥，采用籠式套筒導向、雙密封結構，配用多彈簧氣動薄膜執行機構，執行機構高度低、重量輕、裝備簡便。調節閥閥芯采用籠式套筒閥芯，將氣源壓力變換為閥芯的直線位移，自動的控制調節閥開度，達到對管道內流體的壓力連續調節。氣動壓力調節閥具有結構緊湊、重量輕、動作靈敏、壓降損失小、閥容量大、流量特性精確、維護方便等優點。整體具有工作平穩、允許壓差大、流量特性精確噪音低等特點。特別適用于允許泄露小、閥前后壓差較大的工作場合。

ZJHP氣動薄膜單座直通調節閥選型分析

小流量閥A閥接收調節儀4~12.5mA時閥門從關閉至全開，大流量閥B閥接收調節儀11.5~20mA時閥門從關閉至全開，這兩臺閥門通過兩只同向作用的定位器實現。工況在小流量時，大流量閥B閥處于關閉狀態，通過A閥的開度變化來實現。工況在大流量時，A閥全開也滿足不了要求時，這時B閥也開啟，從而來增加蒸汽的供應量。采用此方案不僅可以滿足生產時負荷變化要求，而且提高控制精度和穩定性。由氣動薄膜多彈簧執行機構和精小型單座閥組成，以壓縮空氣為動力源，借助于電氣閥門定位設備、轉換器、電磁閥、保位閥等附件去驅動氣動執行器，來對閥芯的開度進行調節，對介質的壓力進行自動化控制的壓力調節閥。

氣動調節閥就是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。

ZJHP氣動薄膜單座直通調節閥選型分析工作原理(圖)

氣動調節閥通常由氣動執行機構和調節閥連接安裝調試組成，氣動執行機構可分為單作用式和雙作用式兩種，單作用執行器內有復位彈簧，而雙作用執行器內沒有復位彈簧。其中單作用執行器，可在失去起源或突然故障時，自動歸位到閥門初始所設置的開啟或關閉狀態。

氣動調節閥根據動作形式分氣開型和氣關型兩種，即所謂的常開型和常閉型，氣動調節閥的氣開或氣關，通常是通過執行機構的正反作用和閥態結構的不同組裝方式實現。

閥門定位器是調節閥的主要附件，與氣動調節閥大大配套使用，它接受調節器的輸出信號，然后以它的輸出信號去控制氣動調節閥，當調節閥動作后，閥桿的位移又通過機械裝置反饋到閥門定位器，閥位狀況通過電信號傳給上位系統。閥門定位器按其結構形式和工作原理可以分成氣動閥門定位器、電-氣閥門定位器和智能式閥門定位器。

閥門定位器能夠增大調節閥的輸出功率，減少調節信號的傳遞滯后，加快閥桿的移動速度，能夠提高閥門的線性度，克服閥桿的磨擦力并消除不平衡力的影響，從而保證調節閥的正確定位。

ZJHP氣動薄膜單座直通調節閥選型分析閥型的選擇：

(1)確定公稱壓力，不是用Pmax去套PN，而是由溫度、壓力、材質三個條件從表中找出相應的PN并滿足于所選閥之PN值。

(2)確定的閥型，其泄漏量滿足工藝要求。

(3)確定的閥型，其工作壓差應小于閥的允許壓差，如不行，則須從特殊角度考慮或另選它閥。

(4)介質的溫度在閥的工作溫度范圍內，環境溫度符合要求。

(5)根據介質的不干凈情況考慮閥的防堵問題。

(6)根據介質的化學性能考慮閥的耐腐蝕問題。

(7)根據壓差和含硬物介質，考慮閥的沖蝕及耐磨損問題。

(8)綜合經濟效果考慮的性能、價格比。需考慮三個問題：

a.結構簡單(越簡單可靠性越高)、維護方便、備件有來源；

b.T969H電動高壓調節閥使用壽命；

c.價格。

(9)優選秩序。

蝶閥-單座閥-雙座閥-套筒閥-角形閥-三通閥-球閥-偏心旋轉閥-隔膜閥。

執行機構的選擇：

(1)簡單的是氣動薄膜式，其次是活塞式，最后是電動式。

(2)電動執行機構主要優點是驅動源(電源)方便，但價格高，可靠性、防水防爆不如氣動執行機構，所以應優先選用氣動式。

(3)老電動執行機構笨重，我們已有電子式精小型高可靠性的電動執行機構提供(價格相應高)。

(4)老的ZMA、ZMB薄膜執行機構可以淘汰，由多彈簧輕型執行機構代之(性能提高，重量、高度下降約30%)。

(5)T969H電動高壓調節閥活塞執行機構品種規格較多，老的、又大又笨的建議不再選用，而選用輕的新的結構。

材料的選擇：

(1)閥體耐壓等級、使用溫度和耐腐蝕性能等方面應不低于工藝連接管道的要求，并應優先選用制造廠定型產品。

(2)水蒸汽或含水較多的濕氣體和易燃易爆介質，不宜選用鑄鐵閥。

(3)環境溫度低于-20℃時(尤其是北方)，不宜選用鑄鐵閥。

(4)對汽蝕、沖蝕較為嚴重的介質溫度與壓差構成的直角坐標中，其溫度為300℃，壓差為1.5MPa兩點連線以外的區域時，對節流密封面應選用耐磨材料，如鈷基合金或表面堆焊司特萊合金等。

(5)對強腐蝕性介質，選用耐蝕合金必須根據介質的種類、濃度、溫度、壓力的不同，選擇合適的耐腐蝕材料。

(6)閥體與節流件分別對待，閥體內壁節流速度小并允許有一定的腐蝕，其腐蝕率可以在lmm／年左右；節流件受到高速沖刷、腐蝕會弓[起泄漏增大，其腐蝕率應小于0.1mm／年。

(7)對襯里材料(橡膠、塑料)的選擇時該工作介質的溫度、壓力、濃度都必須滿足該材料的使用范圍，并考慮閥動作時對它物理、機械的破壞(如剪切破壞)。

(8)真空閥不宜選用閥體內襯橡膠、塑料結構。

(9)水處理系統的兩位切斷閥不宜選用襯橡膠材料。

(10)典型介質的典型耐蝕合金材料選擇：

a.酸：316L，哈氏合金，20號合金。

b.硝酸：鋁，C4鋼，C6鋼。

c.鹽酸：哈氏B。

d.氫氟酸：蒙乃爾。

e.醋酸、甲酸：316L、哈氏合金。

f.磷酸：因可鎳爾、哈氏合金。

g.尿素：316L。

h.燒堿：蒙乃爾。

i.氯氣：哈氏C。

j.海水：因可鎳爾，316L。

(11)到目前為止，較強的耐腐蝕材料是四氟，稱為“耐蝕王"。因此，應首先選用四氟耐腐蝕閥，不得已的情況下(如溫度>180℃，PN＞1.6)才選用合金。

ZJHP氣動薄膜單座直通調節閥選型分析流量特性的選擇：

下面提供的是初步的選擇，詳細的選擇見專門資料：

(1)S＞0.6時選對數特性。

(2)小開度工作、不平衡力變化大時選對數特性。

(3)要求的被調參數反映速度快時選直線，慢時選對數。

(4)壓力調節系統可選直線特性。

(5)液位調節系統可選直線特性。

作用方式選擇：

(1)國外常用故障下開或關來表示，即故障開、故障關，與我國的氣開、氣閉表示正好相反，故障開對應氣閉閥，故障關對應氣開閥。

(2)新的輕型閥、精小型閥已不強調執行機械的正作用、反作用了，因而必須在尾注上標明。

B(氣閉)K(氣開)

ZJHP氣動薄膜單座直通調節閥選型分析彈簧范圍的選擇：

(1)首先是選擇彈簧范圍，還要確定工作彈簧范圍。

(2)確定工作彈簧范圍涉及計算輸出力去克服不平衡力。若有困難，應將條件(主要是閥關閉時的壓差)告訴制造廠，協助計算并調好彈簧和工作范圍出廠(目前，不少廠家根本不做計算)。

ZJHP氣動薄膜單座直通調節閥選型分析流向的選擇：

(1)在節流口，介質對著閥芯開方向流為流開，向關方向流為流閉。

(2)流向的選擇主要是單密封類調節閥，有單座閥類、角閥類、單密封套筒閥三個大類。基它為規定流向(如雙座閥、V球)和任意流動(如O球)。

(3)當dg＞15時，通常選流開，當dg≤15的小口徑閥，尤其是高壓閥可選流閉，以提高壽命。

(4)對兩位開關閥可選流閉。

(5)若流閉型閥產生振蕩，改過來，流開型即可消除。

ZJHP氣動薄膜單座直通調節閥選型分析填料的選擇：

(1)調節閥常用的是四氟“V"形填料和石墨“O"形填料。

(2)四氟填料摩擦小，但耐溫差，壽命短；石墨填料摩擦大，但耐溫好，壽命長；高溫下和帶定位器的閥建議選石墨填料。

(3)若四氟填料常換，可以考慮用石墨填料。

采用頂導向結構，配用多彈簧執行機構。具有結構緊湊、重量輕、動作靈敏、流體通道呈3流線型、壓降 損失小、閥容量大、流量特性準確、拆裝方便等優點。廣泛應用于準確控制氣體、液體等介質，工藝參數如壓力、流量、溫度、液位保持在給 定值。特別適用于允許泄漏星小閥前后壓差不大的工作場合。
本系列產品有標準型、調節切斷閥、波紋管密封型、夾套保溫型等 多種品種。產品公稱壓力等級有PN10、16、40、64；閥體口徑范圍DN20~300。適用流體溫度由-196℃~+560℃范圍內多種檔次。泄漏星 標準有IV級或VI級。流量特性為線性或等百分比。多種多樣的品種規格可供選擇。

ZJHP氣動單座調節閥的特點
1.頂導向單座調節閥，結構緊湊，部件少、易維修。
2.金屬閥芯適合多種工作場合，達IV級泄漏標準，軟密封結構閥芯達VI級泄漏標準。
3.閥體按流體力學原理設計成等截面低阻流道，額定流量系數增大30%。可調范圍大，固有可調比為50:1。執行機構采用多彈 簧結構，高度減少30%。，重量減輕30%。
4.ZJHPW型波紋管密封調節閥，對移動的閥桿形成的密封，堵絕流體外漏。ZJHPJ型調節閥帶有保溫夾套，用于流體冷卻后易結晶、凝固造成堵塞的場合。

ZJHP氣動薄膜單座直通調節閥選型分析主要零件常用材料

單座閥主要技術參數

主要性能指標

注：本產品性能符合GB/T4213—2008

ZJHP氣動薄膜單座直通調節閥選型分析

氣關式（正作用）金屬密封型允許壓差表 單位： MPa

氣關式（反作用）金屬密封型允許壓差表 單位： MPa

氣關式（反作用）金屬密封型允許壓差表 單位： MPa

氣關式（正作用）金屬密封型允許壓差表 單位： MPa

允許壓差表的附注說明：
1.填料材質為PTFE
2.介質的流向與閥芯關閉的方向相反
3.金屬密封型泄漏等級為IV級
4.數值受公稱壓力、壓力、溫度限制
5.波紋管密封型P2≠0時須重新核對；

ZJHP氣動薄膜單座直通調節閥選型分析外形尺寸及重量 單位：mm

ZJHP氣動薄膜單座直通調節閥選型分析的安裝要求

1、調節閥的安裝位置應滿足工藝流程設計的要求，并應靠近與其有關的一次指示儀表，便于在用旁路閥手動操作時能觀察一次儀表。

2、調節閥應布置在地面或平臺上且便于操作和維修處。

3、調節閥應正立垂直安裝于水平管道上，特殊情況下方可水平或傾斜安裝，但須加支撐。

4、調節閥組（包括調節閥、旁路閥、切斷閥和排液閥）立面安裝時，調節閥應安裝在旁路的下方。公稱直徑小于25mm的調節閥，也可安裝在旁路的上方。

5、調節閥底距地面或平臺面的凈空不應小于400mm.對于反裝閥芯的單雙座調節閥，宜在閥體下方留出抽閥芯的空間。

6、調節閥膜頭頂部上方應有不小于2mm的凈空。調節閥與旁路閥上下布置時應措開位置。

7、切斷閥應選用閘閥，旁路閥應選用截止閥，但旁路閥公稱直徑大于150mm時，可選用閘閥，兩個切斷閥與調節閥不直布置成直線。

8、在調節閥入口側與調節閥上游的切斷閥之間管道的低點應設排液閥，排液閥可選閘閥。

9、介質中含有固體顆粒的管道上的調節閥應與旁路閥布置在同一個平面上或將旁路閥布置在調節閥的下方。

10、低溫、高溫管道上的調節閥組的兩個支架中應有一個是固定支架，另一個是滑動支架。

11、調節閥應安裝在環境溫度不高于60℃，不低于-40℃的地方，并遠離振動源。

12、在一個區域內有較多的調節閥組時，應考慮形式一致，整齊、美觀及操作方便。

13、調節閥與隔斷閥的直徑不同時，異徑管應靠近調節間安裝。

14、要注意工藝過程對調節閥位置有無特殊要求。

ZJHP氣動薄膜單座直通調節閥選型分析的日常檢修

1、閥體：

內壁在高壓差和有腐蝕性介質的場合，閥體內壁、隔膜閥的隔膜經常受到介質的沖擊和腐蝕，必須重點檢查耐壓耐腐情況。

2、閥芯：

閥芯是調節閥的可動部件之一，受介質的沖蝕較為嚴重，檢修時要認真檢查閥芯各部是否被腐蝕、磨損。 特別是在高壓差的情況下，閥芯的磨損因空化引起的汽蝕現象更為嚴重損壞嚴重的閥芯應予更換檢查密封填料：檢查盤根石棉繩是否干燥，如采用聚四氟乙烯填料，應注意檢查是否老化和其配合面是否損壞。

3、閥座：

因工作時介質滲入，固定閥座用的螺紋內表面易受腐蝕而使閥座松弛。

4、膜片及O型圈：

易損件，檢查是否老化。

5、填料：

當調節閥采用石墨或石棉為填料時，大約三個月應在填料上添加一次潤滑油，以保證調閥動作靈活。 如發現填料壓帽壓得很低，則應補充填料;如發現聚四氟乙燥填料硬化，則應及時更換。

6、氣源：

對配有定位器的調閥要經常檢查氣源，保證氣源品質，不含水及其它雜物。

ZJHP氣動薄膜單座直通調節閥選型分析

(1)氣動調節閥安裝位置，距地面要求有一定的高度，閥的上下要留有一定空間，以便進行閥的拆裝和修理。對于裝有氣動閥門定位器和手輪的調節閥，必須保證操作、觀察和調整方便。

(2)調節閥應安裝在水平管道上，并上下與管道垂直， 一般要在閥下加以支撐，保證穩固可靠。對于特殊場合下，需要調節閥水平安裝在豎直的管道上時，也應將調節閥進行支撐(小口徑調節閥除外)。安裝時，要避免給調節閥帶來附加應力)。

(3)調節閥的工作環境溫度要在(-30～+ 60) 相對濕度不大于95% 95% ，相對濕度不大于95%。

(4)調節閥前后位置應有直管段，長度不小于10倍的管道直徑(10D)，以避免閥的直管段太短而影響流量特性。

(5)調節閥的口徑與工藝管道不相同時，應采用異徑管連接。在小口徑調節閥安裝時，可用螺紋連接。閥體上流體方向箭頭應與流體方向一致。

(6)要設置旁通管道。目的是便于切換或手動操作， 可在不停車情況下對調節閥進行檢修。

(7)調節閥在安裝前要清除管道內的異物，如污垢、焊渣等。

普通定位器采用機械式力平衡原理工作，即噴嘴擋板技術，主要存在以下故障類型：

(1)因采用機械式力平衡原理工作，其可動部件較多，易受溫度、振動的影響，造成調節閥的波動;

(2)采用噴嘴擋板技術，由于噴嘴孔很小，易被灰塵或不干凈的氣源堵住，使定位器不能正常工作;

(3)采用力的平衡原理，彈簧的彈性系數在惡劣現場會發生改變，造成調節閥非線性導致控制質量下降。

(4)智能定位器由微處理器(CPU)、A/D、D/A轉換器等部件組成，其工作原理與普通定位器截然不同，給定值和實際值的比較純是電動信號，不再是力平衡。因此能夠克服常規定位器的力平衡的缺點。但在用于緊急停車場合時，如緊急切斷閥、緊急放空閥等，這些閥門要求靜止在某一位置，只有緊急情況出現時，才需要可靠地動作，長時間停留在某一位置，容易使電氣轉換器失控造成小信號不動作的危險情況。此外。用于閥門的位置傳感電位器由于工作在現場，電阻值易發生變化造成小信號不動作、大信號全開的危險情況。因此，為了確保智能定位器的可靠性和可利用性，必須對它們進行頻繁地測試。