气动薄膜调节阀

1、第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化第五章 气动薄膜调节阀第一节 气动薄膜调节阀的结构和工作原理一、结构:图5-1由气动执行机构和调节机构组成。l气动执行机构弹性膜片圆盘平衡弹簧调节螺母推杆l调节机构阀体阀芯阀座第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化工作原理 当膜片上方引入调节器送来的气压信号时，在膜片上形成一个下压的推力使膜片和推杆下移，同时平衡弹簧产生一个向上的平衡力，直到这二个力平衡时，推杆停在一个位置上。引入的气压信号大小不同，就得到不同的行程，调节阀也就有了不同的开度。 推杆行程与调节器的输出信号成比例。当信号从2

2、0KPa变到100KPa时，推杆也走完全行程。第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化组合方式执行机构有正作用、反作用两种方式：气信号加入时，推杆下移为正，反之为负。阀体内的阀芯也有正装（下移时关小）和反装（下移时开大）两种方式。第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化气闭气开气开气闭调节阀的作用形式：气开式：有气则开， 无气则关。气闭式：有气则关， 无气则开。正正正反反反正反第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化二、调节阀的主要类型1、直通单座阀 2、直通双座阀3、角型阀 4、三通阀5、蝶形阀

3、6、隔膜阀7、笼式阀 8、凸轮挠曲阀9、球阀第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化三、调节阀的流量系数 流量系数C的定义：在调节阀特定行程下，阀两端压差为0.1MPa ，流体密度为1g/cm3时，流经调节阀的流量数。 如有一个C值为40的调节阀，表示当此阀全开，阀前后压差为0.1MPa 时，每小时能通过的水量为40m3。第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化四、调节阀的流量特性1、流量特性： 流体介质通过阀门的相对流量与阀门的相对开度之间的关系，叫调节阀的流量特性。LlfQQmax 流量特性能直接影响到自动控制系统的控制质量和

4、稳定性，因此要合理选用。第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化2、理想流量特性：在阀前后差压一定的情况下得到的相对开度与相对流量的关系叫理想流量特性。3、可调比（R） ：调节阀所能控制的最大流量和最小流量之比，叫可调比。快开型直线型等百分比型（对数型）抛物线型第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化4、阀的流量特性有四种：（由阀芯的形状决定）（一）快开型： 阀芯端面很平，在小开度时，流量很大，随着行程的增大，流量很快达到最大。用于双位、程序控制。（二）直线型 在流量小时相对变化大，在流量大时相对变化小，小开度时调节作用强，大开度

5、时调节作用太弱，不利于负荷变化大的对象的控制。（三）等百分比型（对数型） 阀的放大系数随开度增大而增大。在小开度时，调节平稳缓和，在大开度时，调节灵敏有效，有利于调节。（四）抛物线型 介于直线型和等百分比型之间，相对流量与相对开度之间呈抛物线关系。图5-5第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化五、工作状态下的流量特性 在实际工作状态下，阀前后的压差不是恒定不变的。在管道中，影响流量大小的不仅仅是调节阀的阻力，还有串联在其中的其它阻力因素。有时，并联管道还要旁路一部分流量。 在这些状态下，调节阀的相对开度与相对流量之间的关系叫工作流量特性。图5-8第第5章章 气

6、动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化1、串联管道时的工作流量特性 当调节阀串联在管道系统中时，以Pv表示调节阀前后的压力损失； PF表示管道系统中除调节阀外所有其他部分（包括管道、弯头、节流孔板、其他操作阀门等）的压力损失； P表示系统的总压差，P= Pv+ PF则有：PFPvPQ第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化 如果维持系统的总压差P不变。当流量增大时，由于串联管道系统的压力损失PF与流量的平方成正比，因此随着流量的增大PF也增大，所以调节阀两端的压差会随流量的增大而减小，导致调节阀的相对位移与相对流量之间的关系也发生变化，于是，

7、调节阀的理想流量特性发生了畸变，畸变后的特性就为工作流量特性。第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化 用S表示调节阀全开时阀上压差与系统总压差的比值，叫阻力比。FPPvPvPPvS S值越小，表示与调节阀串联系统的阻力损失越大，因此对阀的特性影响也越大。在实际使用中，一般希望S值不低于0.30.5。第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化 在图5-7中，随着串联阻力的增大，S减小，工作特性曲线的上部就向下降，直线型变快开型，等百分比型变直线型。 第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化 在现场使用

8、时，当调节阀选得过大或生产处于非满负荷状态时，调节阀将工作在小开度。有时，为了使调节阀有一定开度，而把工艺阀门关小些以增加管道阻力，使流过调节阀的流量降低。这样，实际上就使S值下降，流量特性畸变，调节阀的实际可调范围减小，恶化了调节质量。当管道系统的阻力太大，严重时会使调节阀启闭不在起什么作用。 在使用中要注意到这一点，不能任意关小调节阀两端的截止阀。第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化2、并联管道时的工作流量特性 调节阀一般都装有旁路阀，便于手动操作和维护。当生产量提高或调节阀选得过小时，由于调节阀流量不够而只好将旁路阀打开一些，这时调节阀的流量特性畸变为

9、工作流量特性。第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化 若以x代表并联管道时，调节阀全开流量与总管道最大流量之比，可以得到在P为一定，而x值为不同数值时的工作特性，如图5-8。 当x=1，即旁路阀关闭时，调节阀的工作流量特性同理想流量特性。随着x的减小，即旁路阀逐渐打开，虽然阀本身的流量特性变化不大，但可调范围大大降低，调节阀关死(l/L=0)时，最小流量Qmin大大增加。第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化综合串、并联管道的情况，有如下结论：串、并联管道都会使理想流量特性发生畸变，串联管道的影响的影响尤为严重。串、并联管道都

10、会使调节阀可调范围降低，并联管道尤为严重。串联管道使系统总流量减少；并联管道使系统总流量增加。串、并联管道都会使调节阀的放大系数减少，串联管道时调节阀大开度时影响严重；并联管道时调节阀小开度时影响严重。第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化第二节 阀门定位器阀门定位器是执行器的辅助装置。 气动阀门定位器电气阀门定位器第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化一、阀门定位器的工作原理 当电流信号进入线圈时，产生的磁场与永久磁钢作用后产生一个对主杠杆的推力矩，由于挡板靠近喷嘴，一个放大的气压送到阀的膜头，气压上升后推杆下移，使反馈凸轮

11、逆时针转动，通过反馈弹簧拉动主杠杆，最后信号力矩与反馈力矩在主杠杆上平衡，挡板与喷嘴的位置一定，放大器输出一个与输入信号成比例的信号到薄膜气室，使整个仪表平衡。第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化二、阀门定位器的作用1、能克服阀杆与密封腔间的静摩擦力和阀芯前后压力差对阀芯产生的不平衡力的影响，使阀芯动作灵便，保证正确定位，改善静特性。2、由于放大了调节器来的信号功率，减少了长管线、大薄膜气室引起的容量滞后，改善了调节阀的动特性。3、选用不同的反馈凸轮和装配形式，可改变和改善阀的流量特性和正反作用形式。4、使一个调节信号可以控制两个调节阀分程控制。第第5章章

12、气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化第三节 调节阀的选择、安装一、调节阀的选择（一）结构形式的选择:首先考虑工艺条件，其次考虑介质性质，以及系统要求。（二）气开、气关形式的选择：从安全角度考虑，一旦信号中断，调节阀的状态能保证人员和设备的安全。（三）流量特性的选择 表5-1第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化二、调节阀的安装1、调节阀应垂直安装在水平管道上，公称通径大于50mm的调节阀，其前后管道上应设永久支架，如果必须倾斜时应加支撑。2、调节阀应安装在靠近地面或楼板的地方，上下留足空间，以便维修，操作和排液。3、调节阀的环境温度应低

13、于+60度和-30度，并远离振动和腐蚀性的地方。4、阀的通径与管道的通径不同时，应在两者之间焊一般异径管。5、阀在安装时，必须注意使流体流向与阀体箭头方向一致。第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化调节阀的安装6、安装时调节阀应当设置旁路阀，以便调节阀维修或故障时，可通过旁路继续维护生产。旁路阀用球阀，切断阀用闸阀。7、调节阀用于含有悬浮物和粘度较高的流体时，应配冲洗管线。调节阀安装旁路示意图第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化气动调节阀常见故障及消除方法无信号、无气源1、压缩机电源或压缩机本身故障。2、气源总管泄漏。无信号、有气源1、调节器故障。2、信号管泄漏。3、调节阀膜片活塞密封环漏。4、定位器波纹管漏。有信号、无动作1、阀芯与阀座卡死。2、阀芯脱落，销子断了。3、阀杆弯曲。4、执行机构故障。阀不动作第第5章章 气动溥膜调节阀气动溥膜调节阀化工仪表及自动化化工仪表及自动化气动调节阀常见故障及消除方法气源压力经常变化1、压缩机容量太小。2、减压