氣動薄膜籠式調(diào)節(jié)閥帶定位器控制原理

本文主要從氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)及工作原理，選型，現(xiàn)場安裝注意事項，檢修時重點檢修部位以及常見故障及解決辦法，全面了解熟悉氣動薄膜調(diào)節(jié)閥，為儀表人工作提供借鑒。氣動閥門是利用壓縮空氣進入氣動執(zhí)行器帶動活塞運動，旋轉(zhuǎn)或升降扭軸帶動閥桿驅(qū)動的一種氣動控制閥門。氣動閥門分為單作用、雙作用、智能調(diào)節(jié)型三種，單作用氣動執(zhí)行器內(nèi)有彈簧推動活塞結(jié)構(gòu)，有兩種原理敞開和常閉式，既為氣開或氣關(guān)，無氣體進入時由彈簧推動活塞關(guān)閉閥門，此原理為常閉式。當氣體進入氣缸時閥門關(guān)閉，斷氣時由彈簧帶活塞閥門打開，吃結(jié)構(gòu)為敞開式。

 氣動薄膜籠式調(diào)節(jié)閥主要為降低可壓縮流體的噪音而設(shè)計的，為適應(yīng)氣體節(jié)流擴散與膨脹，套筒上設(shè)有許多對稱小孔來降低壓力降，流體通道呈S流線型，閥芯采用壓力平衡式結(jié)構(gòu)，由閥籠窗口曲線確定閥的流量特性，還設(shè)有一個改善套筒周圍流體平穩(wěn)流動的導(dǎo)流翼，因此壓降損失小，流量大，噪音小。

氣動薄膜籠式調(diào)節(jié)閥帶定位器控制原理結(jié)構(gòu)特點

      氣動薄膜籠式調(diào)節(jié)閥封面是由一個閥芯與閥座間的金屬密封面和一個閥蓋與閥籠間的非金屬彈性密封結(jié)構(gòu)組成，非金屬結(jié)構(gòu)中采用了石墨墊片，其彈性和耐高溫性能有了很大提高。動態(tài)穩(wěn)定性好、噪音低、防空化，適宜控制各種溫度的高壓差流體。

氣動薄膜籠式調(diào)節(jié)閥帶定位器控制原理定位器工作原理

氣動閥門定位器是一種將電氣信號轉(zhuǎn)換成壓力信號的轉(zhuǎn)換裝置，以壓縮空氣或氮氣為工作氣源來控制工業(yè)爐調(diào)節(jié)閥的開度大小。普遍用于工業(yè)爐溫度自動控制系統(tǒng)中對氣動閥門執(zhí)行機構(gòu)的連續(xù)控制。氣動閥門定位器是按力平衡原理工作的，實現(xiàn)由輸入的4～20mA電流信號控制氣動閥門由0～100％的開啟度。通過壓縮空氣實現(xiàn)的，在實際應(yīng)用中，了解氣動薄膜調(diào)節(jié)閥工作原理有很大的意義�！　�

　　氣動薄膜調(diào)節(jié)閥是石油、化工、電力、冶金等工業(yè)企業(yè)廣泛使用的工業(yè)過程控制儀表之一。通常由氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)、閥門、定位器等連接安裝調(diào)試后形成氣動薄膜調(diào)節(jié)閥。

　　
氣動薄膜籠式調(diào)節(jié)閥帶定位器控制原理工作原理：　　
　　氣動薄膜調(diào)節(jié)閥就是以壓縮空氣為動力源，以氣動薄膜或氣動活塞式為執(zhí)行器，并借助于電氣閥門定位器（或智能閥門定位器）、轉(zhuǎn)換器、電磁閥、保位閥等附件去驅(qū)動閥門，實現(xiàn)開關(guān)量或比例式調(diào)節(jié)，接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制信號來完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的流量、壓力、溫度等各種工藝參數(shù)。氣動調(diào)節(jié)閥的特點就是控制簡單，反應(yīng)快速，且本質(zhì)安全，不需另外再采取防爆措施�！　�
　　氣動薄膜調(diào)節(jié)閥動作分氣開型和氣關(guān)型兩種。氣開型(AirtoOpen)是當膜頭上空氣壓力增加時，閥門向增加開度方向動作，當達到輸入氣壓上，閥門處于全開狀態(tài)。反過來，當空氣壓力減小時，閥門向關(guān)閉方向動作，在沒有輸入空氣時，閥門全閉。

　　
　　故有時氣開型閥門又稱故障關(guān)閉型(FailtoCloseFC)。氣關(guān)型(AirtoClose)動作方向正好與氣開型相反。當空氣壓力增加時，閥門向關(guān)閉方向動作;空氣壓力減小或沒有時，閥門向開啟方向或全開為止。故有時又稱為故障開啟型(FailtoOpenFO)。氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的氣開或氣關(guān)，通常是通過執(zhí)行機構(gòu)的正反作用和閥態(tài)結(jié)構(gòu)的不同組裝方式實現(xiàn)�！　�
　　氣開氣關(guān)的選擇是根據(jù)工藝生產(chǎn)的安全角度出發(fā)來考慮。當氣源切斷時，氣動薄膜調(diào)節(jié)閥是處于關(guān)閉位置安全還是開啟位置安全?　
　　舉例來說，一個加熱爐的燃燒控制，氣動薄膜調(diào)節(jié)閥安裝在燃料氣管道上，根據(jù)爐膛的溫度或被加熱物料在加熱爐出口的溫度來控制燃料的供應(yīng)。這時，宜選用氣開閥更安全些，因為一旦氣源停止供給，閥門處于關(guān)閉比閥門處于全開更合適。　　
　　如果氣源中斷，燃料閥全開，會使加熱過量發(fā)生危險。又如一個用冷卻水冷卻的的換熱設(shè)備，熱物料在換熱器內(nèi)與冷卻水進行熱交換被冷卻，氣動薄膜調(diào)節(jié)閥安裝在冷卻水管上，用換熱后的物料溫度來控制冷卻水量，在氣源中斷時，調(diào)節(jié)閥應(yīng)處于開啟位置更安全些，宜選用氣關(guān)式(即FO)氣動薄膜調(diào)節(jié)閥。

氣動薄膜籠式調(diào)節(jié)閥帶定位器控制原理結(jié)構(gòu)及工作原理

1.氣動薄膜調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)

氣動薄膜調(diào)節(jié)閥由氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)與調(diào)節(jié)閥二部分組成。氣動薄膜調(diào)節(jié)閥主要由氣室、薄膜、推力盤、彈簧、推桿、調(diào)節(jié)螺母、閥位標尺、閥桿、閥芯、閥座、填料函、閥體、閥蓋和支架等組成。(結(jié)構(gòu)圖如下)

(1)組成分程控制系統(tǒng)，實現(xiàn)多個閥門的并聯(lián)使用。閥門定位器不是任何情況下都能采用的。閥門定位器在傳統(tǒng)熱系統(tǒng)、一些大容積的氣體壓力和液位等慢過程能改善控制質(zhì)量；而在液體流量和壓力這種快速控制過程中閥門定位器會對控制質(zhì)量產(chǎn)生副作用。

(2)能夠提高系統(tǒng)控制精度，如高壓或高、低溫調(diào)節(jié)閥。舉例來說，在液位、溫度和成份等參數(shù)的緩慢控制過程中，需要提高調(diào)節(jié)閥的響應(yīng)速度，如閥前壓力P1>10MPa,前后壓降△p>1 MPa或者D>100 mm雙座閥，D>25 mm單座閥等，這些都需要需要增加執(zhí)行機構(gòu)輸出力和切斷力。除此外，閥門定位器可以克服服閥桿摩擦力，能控制固結(jié)的工藝流體或者易于在閥門零件掛膠的調(diào)節(jié)閥。

2.氣動薄膜籠式調(diào)節(jié)閥帶定位器控制原理的工作原理：

氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的動作是調(diào)節(jié)器來信號壓力，輸入氣動執(zhí)行機構(gòu)的氣室中，產(chǎn)生推力，通過連接推桿推動閥芯，產(chǎn)生相應(yīng)位移—即行程，閥芯位置的變化使閥的流通截面積發(fā)生變化，從而達到調(diào)節(jié)介質(zhì)流量的目的。

氣動薄膜籠式調(diào)節(jié)閥帶定位器控制原理的選型

1. 根據(jù)使用要求選型

氣動薄膜調(diào)節(jié)閥由閥芯和閥體（包括閥座）兩部分組成，按不同的使用要求有不同的結(jié)構(gòu)形式，氣動薄膜調(diào)節(jié)閥主要有直通單座閥、雙座調(diào)節(jié)閥和高壓角式調(diào)節(jié)閥。

1.1直通單座閥泄漏量小，流體對單座閥芯的推力所形成的不平衡力很大，因此直通單座閥適用于要求泄漏量小、管徑小和閥前后壓差較低的場合。

1.2直通雙座閥閥體內(nèi)有上下兩個閥芯，由于流體作用于上下閥芯的推力方向相反而大致抵消；所以雙座閥的不平衡力很小，允許閥前后有較大的壓差。但由于閥體內(nèi)流路復(fù)雜，用于高壓差時對閥體的沖蝕損傷較嚴重，不宜用于高粘度、含懸浮顆�；蚝�纖維的介質(zhì)。此外由于受加工條件的限制，雙座閥上下兩個閥芯不易同時關(guān)嚴，所以關(guān)閉時泄漏量大，尤其是在高溫或低溫的場合下使用時，因材料的熱膨脹系數(shù)不同，更易引起嚴重的泄漏。

1.3角式高壓閥閥體為直角式，流路簡單、阻力小，受高速流體的沖蝕也小，特別適用于高壓差、高粘度和含懸浮物顆粒狀物質(zhì)的流體，也可用于處理汽液混相，易閃蒸汽蝕的場合。這種閥體可以避免結(jié)焦、粘結(jié)和堵塞。

氣動薄膜籠式調(diào)節(jié)閥帶定位器控制原理主要性能參數(shù)

氣動薄膜籠式調(diào)節(jié)閥帶定位器控制原理執(zhí)行器技術(shù)參數(shù)

氣動薄膜籠式調(diào)節(jié)閥帶定位器控制原理主要外形尺寸

2.氣動薄膜籠式調(diào)節(jié)閥帶定位器控制原理根據(jù)安全性選型

氣動薄膜調(diào)節(jié)閥有氣開閥和氣閉閥兩種形式。根據(jù)不同生產(chǎn)工藝上的安全和使用要求考慮，當信號壓力中斷時調(diào)節(jié)閥處于打開或關(guān)閉位置，對工藝生產(chǎn)造成的危害性大小而定。 如果閥門處于關(guān)閉位置時危害小，則選用氣開閥，信號壓力中斷時，使調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉位置，反之，則選用氣閉閥。

3.氣動薄膜籠式調(diào)節(jié)閥帶定位器控制原理根據(jù)流量特性選型

在自控系統(tǒng)的設(shè)計過程中選擇氣動薄膜調(diào)節(jié)閥應(yīng)著重考慮流量特性。典型的理想特性有直線流量特性、等百分比流量特性（對數(shù)流量特性）、快開流量特性和拋物線流量特性四種。直線流量特性在相對開度變化相同的情況下，流量小時，流量相對變化值大；流量大時，流量相對變化值小。因此，直線流量調(diào)節(jié)閥在小開度（小負荷）情況下調(diào)節(jié)性能不好，不易控制，往往會產(chǎn)生振蕩，故直線流量特性調(diào)節(jié)閥不宜用于小開度的情況，也不宜用于負荷變化較大的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而適用于負荷比較平穩(wěn)，變化不大的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。因此，直線流量調(diào)節(jié)閥在小開度（小負荷）情況下調(diào)節(jié)性能不好，不易控制，往往會產(chǎn)生振蕩，故直線流量特性調(diào)節(jié)閥不宜用于小開度的情況，也不宜用于負荷變化較大的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而適用于負荷比較平穩(wěn)，變化不大的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。百分比流量特性的調(diào)節(jié)閥在小負荷時調(diào)節(jié)作用弱，大負荷調(diào)節(jié)作用強，它在接近關(guān)閉時調(diào)節(jié)作用弱，工作和緩平穩(wěn)，而接近全開時調(diào)節(jié)作用強，工作靈敏有效，在一定程度上，可以改善調(diào)節(jié)品質(zhì)，因此它適用于負荷變化較大的場合，無論在全負荷生產(chǎn)和半負荷生產(chǎn)都能起到較好的調(diào)節(jié)作用。