氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)及工作原理

本文主要從氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)及工作原理，選型，現(xiàn)場(chǎng)安裝注意事項(xiàng)，檢修時(shí)重點(diǎn)檢修部位以及常見故障及解決辦法，全面了解熟悉氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥，為儀表人工作提供借鑒。

氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)及工作原理

1.氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)

氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥由氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)與調(diào)節(jié)閥二部分組成。氣動(dòng)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(biāo)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)

2.氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的工作原理：

氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作是調(diào)節(jié)器來信號(hào)壓力，輸入氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣室中，產(chǎn)生推力，通過連接推桿推動(dòng)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(dá)到調(diào)節(jié)介質(zhì)流量的目的。

氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的選型

1.根據(jù)使用要求選型

氣動(dòng)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(dòng)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(duì)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(chǎng)合。

1.2直通雙座閥閥體內(nèi)有上下兩個(gè)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(shí)對(duì)閥體的沖蝕損傷較嚴(yán)重，不宜用于高粘度、含懸浮顆?；蚝w維的介質(zhì)。此外由于受加工條件的限制，雙座閥上下兩個(gè)閥芯不易同時(shí)關(guān)嚴(yán)，所以關(guān)閉時(shí)泄漏量大，尤其是在高溫或低溫的場(chǎng)合下使用時(shí)，因材料的熱膨脹系數(shù)不同，更易引起嚴(yán)重的泄漏。

1.3角式高壓閥閥體為直角式，流路簡(jiǎn)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(chǎng)合。這種閥體可以避免結(jié)焦、粘結(jié)和堵塞。

2.根據(jù)安全性選型

氣動(dòng)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(dāng)信號(hào)壓力中斷時(shí)調(diào)節(jié)閥處于打開或關(guān)閉位置，對(duì)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(shí)危害小，則選用氣開閥，信號(hào)壓力中斷時(shí)，使調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉位置，反之，則選用氣閉閥。

3.根據(jù)流量特性選型

在自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中選擇氣動(dòng)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(duì)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(duì)開度變化相同的情況下，流量小時(shí)，流量相對(duì)變化值大；流量大時(shí)，流量相對(duì)變化值小。因此，直線流量調(diào)節(jié)閥在小開度（小負(fù)荷）情況下調(diào)節(jié)性能不好，不易控制，往往會(huì)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(fù)荷變化較大的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而適用于負(fù)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(fù)荷）情況下調(diào)節(jié)性能不好，不易控制，往往會(huì)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(fù)荷變化較大的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而適用于負(fù)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(fù)荷時(shí)調(diào)節(jié)作用弱，大負(fù)荷調(diào)節(jié)作用強(qiáng)，它在接近關(guān)閉時(shí)調(diào)節(jié)作用弱，工作和緩平穩(wěn)，而接近全開時(shí)調(diào)節(jié)作用強(qiáng)，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(fù)荷變化較大的場(chǎng)合，無論在全負(fù)荷生產(chǎn)和半負(fù)荷生產(chǎn)都能起到較好的調(diào)節(jié)作用。

4.調(diào)節(jié)閥口徑的選擇

應(yīng)根據(jù)已知的流體計(jì)算出所要求的流量系數(shù)CV值，再根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)表選取合適的調(diào)節(jié)閥口徑。在計(jì)算CV值時(shí)要注意液體、氣體、水蒸氣和其它蒸氣的區(qū)別。

流量系數(shù)即CV值（中國(guó)工業(yè)稱為：KV值）是閥門、調(diào)節(jié)閥等工業(yè)閥門的重要工藝參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)。正確計(jì)算和選擇CV值是保障管道流量控制系統(tǒng)正常

工作的重要步驟。

流量系數(shù)（CV值）定義：是指單位時(shí)間內(nèi)、在測(cè)試條件中管道保持恒定的壓力，管道介質(zhì)流經(jīng)閥門的體積流量，或是質(zhì)量流量。即閥門的最大流通能力。閥門的CV值須通過測(cè)試和計(jì)算來確定。

氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥現(xiàn)場(chǎng)安裝注意事項(xiàng)

1.氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的安裝

調(diào)節(jié)閥安裝是否合理，不僅關(guān)系到調(diào)節(jié)閥的安裝、拆卸和維修方便與否，也決定了調(diào)節(jié)閥能否在自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中起到良好的調(diào)節(jié)作用，安裝調(diào)節(jié)閥時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

1.1調(diào)節(jié)閥應(yīng)垂直安裝在水平管道上，如在特殊情況下需要水平和傾斜安裝時(shí)，一般要加支撐座。減小管線的振動(dòng)所引起的調(diào)節(jié)閥開關(guān)卡澀或不到位的現(xiàn)象。

1.2為了防止調(diào)節(jié)閥膜片老化，延長(zhǎng)使用壽命，安裝時(shí)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高溫、振動(dòng)和腐蝕嚴(yán)重的環(huán)境。

1.3為了便于維護(hù)檢修，調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在靠近地面或樓板的地方。為了檢修拆卸方便，應(yīng)注意調(diào)節(jié)閥距離地面（或樓板）留有適當(dāng)?shù)母叨?，?duì)于正作用氣開式調(diào)節(jié)閥，因閥芯拆卸時(shí)需從閥體下面取出，調(diào)節(jié)閥距地面更應(yīng)有足夠的距離，這在管線安裝時(shí)必須要考慮的問題。

1.4為了使調(diào)節(jié)閥和調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，不致于影響生產(chǎn)和發(fā)生安全事故，故一般都需要安裝旁路和旁路閥。但旁路閥不能安裝在調(diào)節(jié)閥的正上方，以免旁路閥內(nèi)腐蝕性介質(zhì)泄漏到調(diào)節(jié)閥上。自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中起到良好的調(diào)節(jié)作用，安裝調(diào)節(jié)閥前、后安裝截止閥，對(duì)于高溫、高壓、高壓、易凍、易粘稠介質(zhì)，還要安裝排泄閥。

氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥檢修重點(diǎn)檢查的部件

1.氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥檢修應(yīng)重點(diǎn)檢查的部件

1.1閥體內(nèi)壁的檢查：對(duì)使用于高壓差及有腐蝕性介質(zhì)場(chǎng)合的閥體內(nèi)壁易受介質(zhì)沖擊和腐蝕，必須重點(diǎn)檢查耐壓、耐腐蝕的情況。

1.2閥座的檢查：檢查閥座的磨損情況以及固定閥座用的螺紋內(nèi)表面，是否因受腐蝕而使閥座松馳。

1.3閥芯的檢查：閥芯是調(diào)節(jié)閥工作時(shí)的可動(dòng)部件，受介質(zhì)沖蝕最嚴(yán)重，特別是在高壓情況下工作時(shí)，閥芯因汽蝕現(xiàn)象磨損更為嚴(yán)重,在檢修時(shí)應(yīng)需認(rèn)真檢查。

1.4膜片及“0”形密封圈的檢查：檢查是否有老化和裂損等情況。

1.5填料的檢查：檢查填料配合情況，填料是否老化。

氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥常見故障及解決方法

1.氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥常見的故障及解決的相應(yīng)辦法

1.1 調(diào)節(jié)閥不動(dòng)作

主要原因有：沒有信號(hào)壓力或雖有信號(hào)壓力但膜片裂損、膜片漏氣，膜片推力減??；閥芯與閥座或套筒卡死，閥桿彎曲等原因使調(diào)節(jié)閥不能動(dòng)作。

解決的辦法:拆開膜頭，檢查膜片損壞時(shí)，應(yīng)修補(bǔ)膜片或更換膜片；檢查閥芯與閥座或套筒的間隙配合情況，閥芯的外表面與套筒之間有劃傷時(shí)，應(yīng)車削打磨處理光滑為止；檢查閥桿是否彎曲，彎曲不嚴(yán)重時(shí)應(yīng)在平臺(tái)上打表矯直，若彎曲度超差時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換閥桿。

1.2 調(diào)節(jié)閥動(dòng)作正常，但不起調(diào)節(jié)作用

主要原因有：閥芯脫落，此時(shí)，雖然閥桿動(dòng)作正常，但閥芯不動(dòng)，因此無調(diào)節(jié)作用。另外管道堵塞，也會(huì)出現(xiàn)調(diào)節(jié)閥不起調(diào)節(jié)作用的現(xiàn)象。

解決的相應(yīng)辦法:拆件閥體，檢查：閥芯是否脫落，并查找脫落的原因，給予相應(yīng)的修理；拆檢調(diào)節(jié)閥時(shí)，若發(fā)現(xiàn)管道堵塞，應(yīng)及時(shí)聯(lián)系生產(chǎn)工藝車間給予清理和疏通。

1.3 調(diào)節(jié)閥動(dòng)作遲鈍或閥桿抖動(dòng)

主要原因有：由于密封填料老化或干枯，使閥桿與填料的摩擦增大會(huì)造成動(dòng)作遲鈍或抖動(dòng)；填料長(zhǎng)期不更換，填料內(nèi)進(jìn)入硬物，劃傷閥杠后，造成閥桿抖動(dòng)；閥桿或因閥體內(nèi)含有粘性大的介質(zhì)等物料堵塞等情況而引起調(diào)節(jié)閥誤動(dòng)作。

解決的相應(yīng)辦法:調(diào)節(jié)閥應(yīng)根據(jù)裝置的檢修計(jì)劃或裝置的間歇停車，要及時(shí)對(duì)調(diào)節(jié)閥做出相應(yīng)的檢修計(jì)劃予以解體檢查或下線檢修，檢查或檢修時(shí)應(yīng)根據(jù)填料情況應(yīng)及時(shí)更換填料；若檢查閥桿有輕微劃傷時(shí)，應(yīng)用油石修磨光滑。若閥桿劃傷嚴(yán)重時(shí)，要及時(shí)更換閥桿；解體檢查發(fā)現(xiàn)閥桿或因閥體內(nèi)含有粘性大的介質(zhì)等物料堵塞時(shí)，應(yīng)根據(jù)物料來選擇蒸汽、水等辦法來清除堵塞的物料。

1.4閥芯、閥座的嚴(yán)重腐蝕或閥芯、閥座間有硬物墊住損傷密封面

主要原因有：閥芯、閥座的嚴(yán)重腐蝕或因閥芯、閥座間有硬物墊住損傷密封面，會(huì)造成介質(zhì)的大量泄漏，這是調(diào)節(jié)閥常見的故障之一。

解決的辦法：一是通常通過拆檢該閥，對(duì)嚴(yán)重腐蝕的閥芯、閥座進(jìn)行堆焊硬質(zhì)合金的辦法或通過直接更換閥芯、閥座等內(nèi)件的辦法恢復(fù)該閥原來的密封效果。二是當(dāng)發(fā)現(xiàn)該閥拆檢后的閥芯、閥座間有硬物墊住損傷密封面時(shí),應(yīng)通過車削密封面和研磨的方法來恢復(fù)該閥原來的密封效果。

1.5閥門定位器和電器轉(zhuǎn)換器輔助裝置

主要原因：因?yàn)殚y門定位器和電器轉(zhuǎn)換器等是調(diào)節(jié)閥的輔助裝置，它們接受調(diào)節(jié)器的輸人信號(hào)，然后以它自己輸出信號(hào)來控制調(diào)節(jié)閥。特別是閥門定位器，與氣動(dòng)閥配套使用構(gòu)成一閉環(huán)控制回路，用以提高調(diào)節(jié)閥控制精度。克服填料函與閥桿的摩擦力，提高閥門動(dòng)作速度，可實(shí)現(xiàn)分段控制來改變調(diào)節(jié)閥的流量。

解決辦法：因此，要想取得理想的調(diào)節(jié)效果，必須使調(diào)節(jié)閥與定位器配合好，應(yīng)用閥門定位器以提高調(diào)節(jié)閥的定位精度及工作可靠性，確保調(diào)節(jié)質(zhì)量。

為此，要通過對(duì)閥門定位器和電器轉(zhuǎn)換器等調(diào)節(jié)閥的輔助裝置的定期的檢查，或通過定期的大修進(jìn)行系統(tǒng)的檢查和調(diào)試維修。