氣動薄膜彈簧調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù) 氣動薄膜套筒調(diào)節(jié)閥是普通型的改進型產(chǎn)品。除具有普通套筒閥的穩(wěn)定性好、通用性強、易維修等有點外；它還有體積小、重量輕、流量系數(shù)大等優(yōu)點。單密封型適用于泄露要求較嚴，壓差不大的介質(zhì)場合。雙密封型適用于泄露要求不嚴，壓差較大的介質(zhì)場合。 1 氣動薄膜彈簧調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù)引言
調(diào)節(jié)閥又名控制閥，調(diào)節(jié)閥的發(fā)展與工業(yè)生產(chǎn)過程的發(fā)展密切相關(guān)。計算機科學(xué)和自動化儀表等高新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動了調(diào)節(jié)閥的發(fā)展。隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展與控制裝置的廣泛應(yīng)用，調(diào)節(jié)閥也將開放、智能和更可靠，要求越來越強烈，使工業(yè)生產(chǎn)過程控制的功能更完善，精度更高和效果更明顯。 
2 氣動薄膜彈簧調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù)工作原理
氣動調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)組成。執(zhí)行機構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的推力部件，以壓縮空氣為動力源，以氣缸為執(zhí)行器，并借助于電氣閥門定位器、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)的控制信號來產(chǎn)生相應(yīng)的推力，推動調(diào)節(jié)機構(gòu)動作，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。 
3 氣動薄膜彈簧調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù)執(zhí)行機構(gòu)
氣動薄膜式執(zhí)行機構(gòu)接受信號壓力后，根據(jù)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(zhí)行機構(gòu)
當信號壓力增大時，執(zhí)行機構(gòu)的推桿向下動作，稱作正作用式執(zhí)行機構(gòu)。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(zhí)行機構(gòu)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(chǎn)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(chǎn)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(zhí)行機構(gòu)的推桿位移。
故 從上式可以看出，當執(zhí)行機構(gòu)的型號規(guī)格確定后，其中P、K均為常數(shù)，則L∝P。
3.2 反作用式執(zhí)行機構(gòu)
當信號壓力增大時，執(zhí)行機構(gòu)的推桿向上動作的叫做反作用執(zhí)行機構(gòu)，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(zhí)行機構(gòu)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 氣動薄膜彈簧調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù)調(diào)節(jié)閥
調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)形式較多，包括直通單座調(diào)節(jié)閥、直通雙座調(diào)節(jié)閥、三通閥、角型調(diào)節(jié)閥、高壓調(diào)節(jié)閥、隔膜調(diào)節(jié)閥、小流量調(diào)節(jié)閥、蝶閥、球閥等。
4.1 調(diào)節(jié)閥對調(diào)節(jié)參數(shù)的調(diào)節(jié)
在自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中有被調(diào)參數(shù)、調(diào)節(jié)參數(shù)、干擾參數(shù)。調(diào)節(jié)參數(shù)是靠調(diào)節(jié)閥進行調(diào)節(jié)的。當調(diào)節(jié)系統(tǒng)中出現(xiàn)干擾時，被調(diào)參數(shù)將偏離給定值，調(diào)節(jié)器命調(diào)節(jié)閥對調(diào)節(jié)參數(shù)進行調(diào)節(jié)，使被調(diào)參數(shù)回到給定值。
4.2 調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)形式
氣動薄膜式調(diào)節(jié)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(guān)系如圖所示。 
5 氣動薄膜彈簧調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù)組合方式
從執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)的分析中可以看到，氣動執(zhí)行機構(gòu)有正作用式和反作用式兩種，調(diào)節(jié)閥有正裝和反裝兩種，故此，氣動執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)的兩種形式是由執(zhí)行機構(gòu)的正、反作用及調(diào)節(jié)閥的正、反裝綜合確定的。其組合方式有四種，如表1所示。
氣動薄膜彈簧調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)性能指標： 泄漏率：單密封型Ⅳ級，小于額定流量的10-4 雙密封型Ⅲ級，小于額定流量的10-3 回差：不帶定位器，小于全行程的3％ 帶定位器：小于全行程的1％ 基本誤差：不帶定位器，小于全行程的±5％ 帶定位器：小于全行程的±1％ 死區(qū)：不帶定位器，小于全行程的3％ 帶定位器： 小于全行程的1％ 注：測試使用的填料為標準的聚四氟乙烯填料
氣動薄膜彈簧調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù)執(zhí)行機構(gòu) | 規(guī)格/形式 | 氣動薄膜式 | 電動式 | | MF | PEL | | 多彈簧型 |
| | 用途 | 調(diào)節(jié)，開關(guān) | 調(diào)節(jié)開關(guān) | | 供氣壓力或供給電壓 | 200(75-150)KpaG,300(75-150)KpaG
450(170-360)Kpa,450(180-370)KpaG
550(200-360)KpaG,550(220-440)KpaG
300(96-171)KpaG,350(145-256)KpaG | 供電電源：220V,50Hz
輸入信號：4-20mA | | 接口 | G1/8（MF2）、G1/4（MF3）
G3/4（MF5） | 進出線口：M20X1.5（2個） | | 正作用 | 供氣壓力增加，閥門關(guān)閉 | 輸入信號增加閥閉 | | 反作用 | 供氣壓力增加，閥門打開 | 輸入信號增加閥開 | | 滯后 | ≤百分之1 （帶定位器） | ≤百分之0.8 | | 線性 | ≤±百分之2（帶定位器） | ≤±百分之1 | | 允許環(huán)境溫度 | -30℃~80℃ | -20℃~60℃ | | 標準圖層色 | 中國藍 | 中國藍 | | 選購設(shè)備 | 電器閥門定位器，智能閥門定位器，空氣過濾減壓閥，電磁閥，行程開關(guān)，閥位傳送器 | 限位開關(guān) |
 氣動薄膜彈簧調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù) | 規(guī)格/形式 | 氣動薄膜式 | 電動式 |
| MF | PEL |
| 多彈簧型 |
| | 用途 | 調(diào)節(jié)，開關(guān) | 調(diào)節(jié)開關(guān) | | 供氣壓力或供給電壓 | 200(75-150)KpaG,300(75-150)KpaG
450(170-360)Kpa,450(180-370)KpaG
550(200-360)KpaG,550(220-440)KpaG
300(96-171)KpaG,350(145-256)KpaG | 供電電源：220V,50Hz
輸入信號：4-20mA | | 接口 | G1/8（MF2）、G1/4（MF3）
G3/4（MF5） | 進出線口：M20X1.5（2個） | | 正作用 | 供氣壓力增加，閥門關(guān)閉 | 輸入信號增加閥閉 | | 反作用 | 供氣壓力增加，閥門打開 | 輸入信號增加閥開 | | 滯后 | ≤百分之1 （帶定位器） | ≤百分之0.8 | | 線性 | ≤±百分之2（帶定位器） | ≤±百分之1 | | 允許環(huán)境溫度 | -30℃~80℃ | -20℃~60℃ | | 標準圖層色 | 中國藍 | 中國藍 | | 選購設(shè)備 | 電器閥門定位器，智能閥門定位器，空氣過濾減壓閥，電磁閥，行程開關(guān)，閥位傳送器 | 限位開關(guān) |
氣動薄膜彈簧調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)：
公稱通徑（mm） | 25 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 150 | 200 | 閥座直徑（mm） | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 流量系數(shù)KV | 直線 | 11 | 17.8 | 27.5 | 44 | 69 | 110 | 176 | 275 | 440 | 630 | 等百分比 | 10 | 16 | 25 | 40 | 63 | 100 | 160 | 250 | 360 | 570 | 可調(diào)范圍 | 30：1； 50：1 | 公稱壓力 | 標準產(chǎn)品1.6、4.0、6.4MPa；特殊訂貨10、22、32Mpa | 閥芯形式 | 單密封：單座套筒式柱塞閥芯；雙密封；雙座套筒式柱塞型閥芯 | 流量特性 | 直線、對數(shù) | 作用形式 | 氣開式、氣關(guān)式 | 工作溫度 | 普通型-40～230℃，散熱片型230～450℃，特殊訂貨450～600℃ | 法蘭標準 | 符合JB78-59、JB79-59標準，可按JB/T79.1-94、JB/179.2-94、HG20592-2009、ANSI、JIS、DIN等標準訂貨生產(chǎn) | 執(zhí)行機構(gòu) | ZHA/B型多彈簧氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)、ZSL型直行程氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu) | 可配附件 | 定位器、電磁閥、空氣過濾減壓閥、限位開關(guān)、閥位反饋器、緊急動作裝置、手輪機構(gòu)等 |
注：工作溫度、公稱壓力、公稱通徑超出列表范圍的產(chǎn)品可與本公司商洽解決。 
氣動薄膜彈簧調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù)主要零部件材料：
零部件名稱 | 閥體 | 芯座 | 填料 | 膜片 | 材質(zhì) | ZG230-450、ZG1Cr18Ni9Ti、316、316L、耐腐蝕合金等 | 1Cr18Ni9Ti、316、316L、耐腐蝕合金、F4等 | 聚四氟乙烯、柔性石墨 | 丁腈橡膠夾尼龍布
|
氣動薄膜彈簧調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù)允許差壓：
執(zhí)行機構(gòu) | ZH□－22 | ZH□－23 | ZH□－34 | ZH□－45 | ZH□－53 |
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| 額定行程（mm） | 16 | 25 | 40 | 60 | 100 |
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| 有效面積（cm 2） | 350 | 560 | 900 | 1600 |
| 氣源接口尺寸 | M10×1 | M12×1.25 | M16×1.5 | 公稱通徑（mm） | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 | 300 |
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| 閥座直徑（mm） | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 | 300 |
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| 作用方式 | 彈簧范圍（MPA） | 氣源壓力（Mpa） | 允許差壓△P（MPa） | 單密封 | 氣關(guān)式 | 0.02-0.10 | 0.14 | 2.20. | 1.34 | 0.86 | 0.55 | 0.52 | 0.34 | 0.22 | 0.23 | 0.16 | 0.09 | 0.10 | 0.07 | 0.25 | 6.4 | 5.02 | 3.22 | 2.06 | 1.95 | 1.29 | 0.82 | 0.85 | 0.59 | 0.33 | 0.38 | 0.26 | 0.06-0.18 | 0.25 | 3.84 | 2.34 | 1.50 | 0.96 | 0.91 | 0.60 | 0.38 | 0.40 | 0.27 | 0.15 | 0.18 | 0.12 | 氣開式 | 0.04-0.12 | 0.14 | 2.20 | 1.34 | 0.86 | 0.55 | 0.52 | 0.34 | 0.22 | 0.23 | 0.16 | 0.09 | 0.10 | 0.07 | 0.06-0.18 | 0.25 | 3.29 | 2.01 | 1.29 | 0.82 | 0.78 | 0.51 | 0.33 | 0.34 | 0.24 | 0.13 | 0.15 | 0.10 | 0.10-0.22 | 0.25 | 5.49 | 3.35 | 2.14 | 1.37 | 1.30 | 0.86 | 0.55 | 0.56 | 0.39 | 0.22 | 0.25 | 0.17 | 雙密封 | 氣關(guān)式 | 0.02-0.10 | 0.14 | 6.4 | 5.72 | 4.51 | 3.57 | 4.36 | 3.52 | 2.80 | 3.59 | 2.39 | 1.79 | 2.12 | 1.32 | 0.25 | 6.4 | 6.4 | 6.4 | 6.4 | 6.4 | 6.4 | 6.4 | 6.4 | 6.4 | 6.4 | 6.4 | 4.97 | 0.06-0.18 | 0.25 | 6.4 | 6.4 | 6.4 | 6.25 | 6.4 | 6.16 | 4.9 | 6.27 | 4.19 | 3.13 | 3.70 | 2.32 | 氣開式 | 0.04-0.12 | 0.14 | 6.4 | 5.72 | 4.51 | 3.57 | 4.36 | 3.52 | 2.80 | 3.59 | 2.39 | 1.79 | 2.12 | 1.32 | 0.06-0.18 | 0.25 | 6.4 | 6.4 | 6.4 | 5.36 | 6.4 | 5.28 | 4.20 | 5.38 | 3.59 | 2.68 | 3.17 | 1.99 | 0.10-0.22 | 0.25 | 6.4 | 6.4 | 6.4 | 6.4 | 6.4 | 6.4 | 6.4 | 6.4 | 5.98 | 4.47 | 5.29 | 3.31 |
注：（1）以上數(shù)據(jù)均為帶定位器，使用標準聚四氟乙烯填料條件下的允許壓差數(shù)據(jù)。 （2）ZHA:正作用執(zhí)行機構(gòu)；ZHB：反作用執(zhí)行機構(gòu)。 （3）調(diào)小氣關(guān)閥彈簧范圍終點（調(diào)松彈簧預(yù)緊力）或增大氣源壓力均可提高允許壓差。 （4）調(diào)大氣開閥彈簧范圍起點（調(diào)緊彈簧預(yù)緊力）可提高允許壓差。 （5）如果允許壓差不清楚或最大工作壓差超出列表范圍請與我們聯(lián)系。
氣動薄膜彈簧調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù)外形尺寸及重量：
公稱通徑（mm） | L（mm） | H(mm) | H1(mm) | D（mm） | 重量（Kg） | PN1.6Mpa | PN4.0Mpa | PN6.4Mpa | 普通型 | 散熱型 | 25 | 184 | 197 | 210 | 410 | 560 | 72 | 285 | 34 | 40 | 222 | 235 | 251 | 455 | 620 | 87 | 45 | 50 | 254 | 267 | 286 | 457 | 627 | 92 | 52 | 65 | 276 | 292 | 311 | 610 | 790 | 105 | 360 | 95 | 80 | 298 | 317 | 337 | 622 | 807 | 110 | 110 | 100 | 352 | 368 | 394 | 640 | 850 | 127 | 138 | 150 | 451 | 473 | 508 | 870 | 1130 | 174 | 470 | 244 | 200 | 600 | 600 | 650 | 890 | 1150 | 209 | 317 | 250 | 720 | 760 | 800 | 1210 | 1490 | 300 | 620 | 495 | 300 | 820 | 850 | 870 | 1230 | 1510 | 350 | 715 |
6 氣動薄膜彈簧調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù)使用管理
調(diào)節(jié)閥的操作是否正常，與調(diào)節(jié)閥的質(zhì)量及產(chǎn)生故障后的維修工作有很大的關(guān)系。由于調(diào)節(jié)閥的質(zhì)量原因，產(chǎn)生的故障多種多樣。而某一種故障的出現(xiàn)，也可能有不同的原因。 
6.1 氣動執(zhí)行機構(gòu)主要故障元件
（1）膜片。對于薄膜式氣動機構(gòu)來說，膜片是最重要的元件。在氣源系統(tǒng)正常工作的情況下，如果執(zhí)行機構(gòu)不動作，首先應(yīng)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(diào)節(jié)閥的主要調(diào)節(jié)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(chǎn)生斷裂。
（3）接氣管路。這是輸入氣壓通向執(zhí)行機構(gòu)的通路，不能泄漏。因此，要經(jīng)常檢查是否泄漏。
（4）推桿。這是確保有足夠的行程來關(guān)閉調(diào)節(jié)閥。如推桿有彎曲、變形、會影響調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)性能。 
6.2 調(diào)節(jié)閥的主要故障元件
（1）閥芯：它是調(diào)節(jié)閥起調(diào)節(jié)作用和密封作用的活動元件，直接與介質(zhì)接觸，易受介質(zhì)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(guān)鍵部位。受介質(zhì)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(diào)節(jié)閥的性能。因此要檢查閥桿與閥芯、推桿的連接質(zhì)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 氣動薄膜彈簧調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù)閥門定位器元件故障
（1）閥位行程傳感器失調(diào)造成調(diào)節(jié)閥閥位失調(diào)。閥位傳感器為一精密多圈電阻，內(nèi)置于閥桿套筒內(nèi)，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(diào)節(jié)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(guān)位置。對發(fā)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(diào)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(nèi)部氣路堵塞造成調(diào)節(jié)閥閥位失調(diào)。對于發(fā)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(zhuǎn)換部件問題造成調(diào)節(jié)閥閥位失調(diào)。當I/P轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)。由于I/P部件問題導(dǎo)致閥位失調(diào)的情況，更換I/P部件得以解決。
（4）反饋臂脫落造成調(diào)節(jié)閥閥位失調(diào)。對反饋臂脫落情況的處理方法：在零信號位置，對應(yīng)實際閥位將反饋臂重新緊固便能解決問題。
6.4 氣動薄膜彈簧調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù)故障案例
（1）開閥緩慢而且無法全開。三聚氰胺裝置LV-36005液位控制閥（氣開），在調(diào)節(jié)過程中，開閥緩慢而且無法全開，儀表人員經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)該閥膜頭處有漏氣現(xiàn)象，漏氣直接導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥動作緩慢無法全開。處理方法：將調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機構(gòu)全部打開，檢查其密封性，發(fā)現(xiàn)由于長時間的運行，膜片磨損嚴重，導(dǎo)致的漏氣，對其膜片進行更換后，閥門投用正常，調(diào)節(jié)動作靈敏。
（2）閥門突然失控。2008年5月16日在三聚氰胺裝置運行過程中PV-31063（氣關(guān)閥）閥門突然失靈，且閥門調(diào)節(jié)非常重要，長時間故障會導(dǎo)致整個裝置停車，后果不堪設(shè)想。經(jīng)判斷，該閥門定位器故障。處理方法：打手輪限位，先滿足工藝生產(chǎn)要求，在氣動執(zhí)行器相同的調(diào)節(jié)閥將新相同型號閥門定位器進行校驗合格后更換到PV-31063，工藝人員監(jiān)護，緩慢釋放手輪，觀察閥位變化情況，從效果看，此次的處理效果良好，避免了一次停車。在后來的停車檢修中我們又對該閥進行了聯(lián)校檢查。
（3）調(diào)節(jié)閥不能調(diào)節(jié)。2010年12月PV-86264工藝操作人員反映該調(diào)節(jié)閥不能調(diào)節(jié)，儀表人員到現(xiàn)場檢查后發(fā)現(xiàn)閥門定位器收入氣源壓力為零，隨對儀表氣路進行檢查，由于壓縮空氣帶水，有加上氣溫低，導(dǎo)致積水成冰，堵塞氣路，儀表人員對氣路進行除冰，恢復(fù)氣路后調(diào)節(jié)閥動作正常。
7氣動薄膜彈簧調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù) 結(jié)束語
依據(jù)工作原理，結(jié)合自動化儀表管理工程一線的運管實際經(jīng)驗，根據(jù)真實的工程需求，總結(jié)調(diào)節(jié)閥故障處理技術(shù)。
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