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化工管線氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥選型指南
氣動調(diào)節(jié)閥又稱控制閥，它是過程控制系統(tǒng)中用動力操作去改變流量的裝置。氣動調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機構(gòu)和閥體部件組成執(zhí)行機構(gòu)起推動作用，而閥體部件起調(diào)節(jié)流量的作用。氣動調(diào)節(jié)閥是執(zhí)行器的緊張類型。執(zhí)行器是一種直接改變操縱變量的儀表，是一種終端元件。 蒸汽減壓站的作用是將熱網(wǎng)或鍋爐的高壓蒸汽轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪赫羝?，用戶可根?jù)需求選擇相應(yīng)減壓閥。目前常用的選型有機械式自力式蒸汽減壓閥或者高精度的氣動薄膜調(diào)節(jié)閥來進行對蒸汽壓力的控制。說到氣動調(diào)膜閥的選擇，我們可能會覺得氣膜調(diào)節(jié)閥的頭很大，我不知道如何選擇才能發(fā)揮效率的作用，而且性價比也很好。
化工管線氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥選型指南
1、根據(jù)使用要求進行選擇
氣膜控制閥由閥芯和閥體(包括閥座)組成。根據(jù)不同的應(yīng)用要求，氣動膜控制閥主要包括直通單閥座閥、雙閥座控制閥和高壓角調(diào)節(jié)閥。
2、根據(jù)安全選擇
氣動薄膜調(diào)節(jié)閥有兩種形式：開氣閥和氣閉閥。根據(jù)不同生產(chǎn)工藝的安全性和使用要求，當(dāng)信號壓力被中斷時，調(diào)節(jié)閥處于開啟或關(guān)閉位置，這決定了對工藝生產(chǎn)的危害。如果閥門處于關(guān)閉位置，危害較小，則選擇氣體開閥，當(dāng)信號壓力被中斷時，調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉位置，反之，選擇氣體關(guān)閉閥。
3、根據(jù)流動特性進行選擇
在自動控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中，在選擇氣膜調(diào)節(jié)閥時應(yīng)考慮流量特性，典型的理想特性是線性流量特性、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特性。
4、調(diào)節(jié)閥口徑的選擇
根據(jù)已知流體計算要求的流量系數(shù)CV值，然后根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)表選擇合適的調(diào)節(jié)閥口徑。計算CVS時應(yīng)注意液、氣、水蒸氣和其他蒸氣的差異。氣動薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析以下介紹的是選用氣動薄膜調(diào)節(jié)閥對蒸汽系統(tǒng)的高精度壓力控制方式：
常用于對壓力控制精度要求較高及蒸汽輸出穩(wěn)定性較高的食品機械及實驗設(shè)備中。執(zhí)行機構(gòu)是將控制旗幟燈號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的動作來控制閥內(nèi)截流件的位置或其他調(diào)節(jié)機構(gòu)狀態(tài)的裝置。旗幟燈號或驅(qū)動力可以采用氣動、電動、液動或這三者的任意組合。閥體部件是調(diào)氣動調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)部分，緊張由閥殼體、閥桿、閥芯、閥座、壓蓋和密封件組成。它們與介質(zhì)直接接觸，在執(zhí)行機構(gòu)的推動下，改變閥芯與閥座之間的流通面積，從而達到調(diào)節(jié)流量的目的。
化工管線氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥選型指南
氣動調(diào)節(jié)閥采用多彈簧氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)，單座調(diào)節(jié)閥閥體采用等截面Ｓ型流道設(shè)計，閥芯采用頂導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，具有體積小、重量輕、流通能力大、泄漏量小等益處；套筒、雙座調(diào)節(jié)閥采用壓力平衡結(jié)構(gòu)，具有允許壓差大，運行平穩(wěn)，噪音小等益處。 氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的選型主要是氣動薄膜調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式和材質(zhì)的選擇，氣動薄膜調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇，氣動薄膜調(diào)節(jié)閥額定流量系數(shù)的計算及口徑的選擇，氣動薄膜調(diào)節(jié)閥允許差壓的計算及執(zhí)行機構(gòu)的選擇等。需利用氣動薄膜調(diào)節(jié)閥對壓力、溫度、液位等進行自動控制。
1、氣動薄膜調(diào)節(jié)閥工作原理和結(jié)構(gòu)
氣動薄膜調(diào)節(jié)閥根據(jù)氣壓信號大小，通過改變閥芯的行程來改變閥的阻力，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)。其結(jié)構(gòu)主要由執(zhí)行結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)組成。執(zhí)行機構(gòu)接受氣壓信號進入膜室，產(chǎn)生的推力改變閥芯行程。調(diào)節(jié)機構(gòu)是一個局部阻力可變的節(jié)流元件，在執(zhí)行機構(gòu)的帶動下閥芯在閥體內(nèi)移動，改變了閥芯與閥座之間的流通面積，即改變了閥的阻力，達到控制工藝參數(shù)的目的。
2、氣動薄膜調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇
理想流量特性是在閥前后壓差固定的情況下得到的流量特性，它決定于閥芯的形狀，因此也稱之為結(jié)構(gòu)特性。常用的理想流量特性有，直線流量特性：調(diào)節(jié)閥的相對流量與相對開度成直線關(guān)系。等百分比流量特性：其單位相對行程的變化引起的相對流量的變化與此點相對流量成正比例。實際工作中，由于管道阻力存在，調(diào)節(jié)閥的流量特性會發(fā)生畸變，使調(diào)節(jié)性能變差。
對于膜分離裝置來說，其壓力，液位控制給定值變化小，工藝過程主要變量變化小，宜選擇直線流量特性。溫度控制由于其特點，需要更好的控制，宜選擇等百分比流量特性。
3、化工管線氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥選型指南氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)及口徑選擇
（1）流量系數(shù)：國際單位制（SI）下，溫度5～40℃的水，在100Kpa壓差下，每小時流過調(diào)節(jié)閥的立方米數(shù)，其大小反映調(diào)節(jié)閥流通能力。
?。?）調(diào)節(jié)閥口徑計算及開度驗算。在壓力、液位、溫度不同自調(diào)系統(tǒng)中等參數(shù)千差萬別，而調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)又是100KPa壓差下，介質(zhì)為常溫水時測試的。應(yīng)結(jié)合實際的工況條件，把各種實際參數(shù)帶入相應(yīng)的計算公式得出，再與調(diào)節(jié)閥具有的流量系數(shù)比較，選出適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)閥口徑?？趶竭x擇之后，還要進行開度K的驗算，并符合以下要求：直線流量特性：10%≤K≤80%；等百分比流量特性30%≤K≤90%。
4、化工管線氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥選型指南氣動薄膜調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式的選擇
一般情況下，應(yīng)普通單、雙座閥和套筒閥。此類調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)簡單，閥芯形狀易于加工，比較經(jīng)濟。膜分離裝置某些應(yīng)用場合下，由于高靜壓及壓差大的，可以選擇高壓角式閥。
氣開氣關(guān)的選擇是根據(jù)工藝生產(chǎn)的安全角度來考慮。當(dāng)氣源切斷時，調(diào)節(jié)閥是處于關(guān)閉位置安全還是開啟位置安全。對于膜分離裝置來說，為保護膜分離器，一般選擇氣開型調(diào)節(jié)閥。
5、化工管線氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥選型指南氣動薄膜調(diào)節(jié)閥材料的選擇
調(diào)節(jié)閥的材料選擇對調(diào)節(jié)閥的使用質(zhì)量至關(guān)重要，對不同的零件的選材也有區(qū)別。閥體、閥蓋要求承受截止壓力、溫度和腐蝕。特別注意介質(zhì)在不同溫度下，材料的最大允許工作壓力的要求。閥內(nèi)件包括閥芯，閥座等，由于不構(gòu)成調(diào)節(jié)閥受壓部分，此部分除要求耐溫，耐腐蝕外，還要求耐磨，耐沖刷。例如膜分離裝置來的某些應(yīng)用場合存在壓差大情況，為增加耐磨性應(yīng)進行硬化處理。
6、化工管線氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥選型指南氣動薄膜調(diào)節(jié)閥主要附件的功能介紹
?。?）電氣閥門定位器：其主要作用能夠增大調(diào)節(jié)閥的輸出功率，減少調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)閥的正確定位。
（2）電磁閥：適用于遙控、聯(lián)鎖系統(tǒng)實現(xiàn)氣路自動關(guān)閉，使調(diào)節(jié)閥開或關(guān)的場合。
?。?）空氣過濾減壓閥：將壓縮空氣系統(tǒng)的氣源壓力調(diào)整所需的壓力值，并除去氣源中的灰塵和雜質(zhì)。
?。?）行程開關(guān)：主要用于運行人員確認調(diào)節(jié)閥開度，實現(xiàn)閥門狀態(tài)的指示。
7、化工管線氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥選型指南主要性能指標(biāo)
調(diào)節(jié)閥的主要性能指標(biāo)包括，基本誤差、回差、填料函及其它連接處的密封性、氣室的密封性、耐壓強度等。
?。?）基本誤差：正反行程檢驗各點理論值與實測值最大差值的絕對值。
?。?）回差：同一校驗點正、反行程最大差值的絕對值。
?。?）填料函及其他連接處的密封性：用1.1倍公稱壓力的室溫水，持續(xù)時間不少于3min。觀察填料函及其它連接處有無泄漏。
（4）氣室的密封性：將設(shè)計規(guī)定的額定壓力的氣源通入密封氣室內(nèi)，切斷氣源。觀察5min內(nèi)，觀察薄膜氣室內(nèi)的壓力下降不得大于2.5kpa。
?。?）耐壓強度：用1.5倍公稱壓力的室溫水，使所有在工作受壓的閥腔同時承受不少于3min的試驗壓力，試驗期間閥受壓部分不應(yīng)有肉眼可見的滲漏。
化工管線氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥選型指南
由氣動多彈簧薄膜執(zhí)行機構(gòu)和低流阻單座閥組成,新型執(zhí)行機構(gòu)高度低、重量輕、裝備簡便,新型閥體結(jié)構(gòu)緊湊、流道通暢,具有大的流量系數(shù)。本產(chǎn)品操作穩(wěn)定,具有好的動作特性,微小的閥座泄漏、準(zhǔn)確的流量特性、寬大的可調(diào)范圍等特點。它的優(yōu)點在應(yīng)用中取得高質(zhì)量的控制效果。產(chǎn)品有標(biāo)準(zhǔn)型、調(diào)節(jié)切斷型、波紋管密封型、夾套保溫型等多種品種。適用液體溫度由-200℃至+560℃范圍內(nèi)多種檔次。（可配附件：定位器、空氣過濾減壓器、保位閥、行程開關(guān)、閥位傳送器、電磁閥、手輪機構(gòu)等）
【一】化工管線氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥選型指南性能指標(biāo)：
項目 | 指標(biāo)值 | 項目 | 指標(biāo)值 | ||||
基本誤差% | 不帶定位器 | ±5.0 | 始 | 氣關(guān) | 不帶定位器 | 始點 | ±5.0 |
帶定位器 | ±1.0 | 終點 | ±2.5 | ||||
回差% | 不帶定位器 | ≤3.0 | 帶定位器 | 始點 | ±1.0 | ||
終點 | ±1.0 | ||||||
帶定位器 | ≤1.0 | 氣開 | 不帶定位器 | 始點 | ±2.5 | ||
終點 | ±5.0 | ||||||
死區(qū)% | 不帶定位器 | ≤3.0 | 帶定位器 | 始點 | ±1.0 | ||
終點 | ±1.0 | ||||||
帶定位器 | ≤0.4 | 允許泄漏量L/h | 1×10-4×閥額定容量 | ||||
額定行程偏差% | ±2.5 | ||||||
注：本產(chǎn)品執(zhí)行GB/T4213-92國家標(biāo)準(zhǔn)。
【二】化工管線氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥選型指南允許壓差MPa：
開關(guān)方式 | 執(zhí)行機構(gòu)型號 | 彈簧范圍KPa | 氣源壓力KPa | 需要附件 | 公稱通徑(閥座直徑)mm | |||||||||||||||
25 | 25 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | ||||||||||
(10) | (12) | (15) | (20) | (32) | (40) | (125) | (150) | |||||||||||||
氣 關(guān) | ZHA | 20～100 | 140 | P | 6.4 | 5.94 | 3.34 | 3.34 | 2.14 | |||||||||||
ZHA | 20～100 | 140 | P | 1.31 | 0.84 | 0.53 | ||||||||||||||
ZHA | 20～100 | 140 | P | 0.51 | 0.33 | 0.21 | ||||||||||||||
ZHA | 20～100 | 140 | P | 0.22 | 0.15 | 0.08 | ||||||||||||||
ZHA | 20～100 | 140 | P | 0.06 | 0.04 | |||||||||||||||
氣 開 | ZHB | 20～100 | 140 | P | 4.46 | 3.09 | 1.98 | 1.11 | 0.71 | |||||||||||
ZHB | 20～100 | 140 | P | 0.44 | 0.28 | 0.18 | ||||||||||||||
ZHB | 20～100 | 140 | P | 0.17 | 0.11 | 0.07 | ||||||||||||||
ZHB | 20～100 | 140 | P | 0.07 | 0.05 | 0.028 | ||||||||||||||
ZHA | 20～100 | 140 | P | 0.03 | 0.02 | |||||||||||||||
注：（1）P-閥門定位器;R-壓力繼動器;（2）允許壓差為閥關(guān)閉P2=0狀態(tài)下,P的最大值;（3）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。
【三】化工管線氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥選型指南主要零件材料：
零件名稱 | 材料 | 溫度范圍 |
閥體上閥蓋 | HT200 | -20～200℃ |
ZG230-450 | -40～450℃ | |
ZG1Cr18Ni9Ti | -250～550℃ | |
ZG0Cr18Ni12Mo2Ti | -250～550℃ | |
閥芯、閥座 | 1Cr18Ni9 | -250～550℃ |
0Cr18Ni12Mo2Ti | -250～550℃ | |
填 料 | 聚四氟乙烯 | -40～200℃ |
膜 片 | 丁晴橡膠夾增強滌淪織物 | |
壓縮彈簧 | 60Si2Mn | |
膜 蓋 | A3 |
【四】化工管線氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥選型指南調(diào)節(jié)機構(gòu)主要技術(shù)參數(shù)：
公稱通徑mm | 20 | 25 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | |||||||
閥座直徑mm | 10 | 12 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 | 300 | ||||
額定流量 | 直線 | 1.8 | 2.8 | 4.4 | 6.9 | 11 | 17.6 | 27.5 | 44 | 69 | 110 | 176 | 275 | 440 | 690 | 1000 | 1600 | |||
等百分比 | 1.6 | 2.5 | 4 | 6.3 | 10 | 16 | 25 | 40 | 63 | 100 | 160 | 250 | 400 | 630 | 900 | 1440 | ||||
公稱壓力MPa | 0.6 1.6 4.0 6.4 | |||||||||||||||||||
行程mm | 10 | 16 | 25 | 40 | 60 | 100 | ||||||||||||||
流量特性 | 直線、等百分比、快開型 | |||||||||||||||||||
介質(zhì)溫度℃ | -40～230℃(常溫型)，散熱片式230～450℃(中溫型)，訂貨-100～600℃ | |||||||||||||||||||
法蘭標(biāo)準(zhǔn) | 符合JB78-59、JB79-59標(biāo)準(zhǔn)，可按JB/79.1-94、JB/79.2-94、ANSI、JIS、DIN 等標(biāo)準(zhǔn)訂貨生產(chǎn) | |||||||||||||||||||
閥體材質(zhì) | PN | 0.6,1.6 | WCB(ZG230-450) CF3CF8 CF8M | |||||||||||||||||
4.0,6.4 | WCB(ZG230-450)、ZG1Cr18Ni9Ti、ZG0Cr18Ni12Mo2Ti CF8 CF8M | |||||||||||||||||||
閥體型式 | 直通單座鑄造球型閥 | |||||||||||||||||||
閥芯材質(zhì) | 1Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2Ti CF8 CF8M | |||||||||||||||||||
上閥蓋形式 | 普通式(常溫型)、熱片式(中溫型)、低溫型 | |||||||||||||||||||
可調(diào)比R | 50:1 | |||||||||||||||||||
氣源接頭 | M16×1.5 | |||||||||||||||||||
注：可為用戶提供ANSI、JIS法蘭的產(chǎn)品,結(jié)構(gòu)長度也可按用戶需要確定。
【五】化工管線氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥選型指南執(zhí)行機構(gòu)主要技術(shù)參數(shù)：
型號 | ZHA-22 | ZHA-23 | ZHB-34 | ZHA-45 | ZHA-56 |
有效面積cm2 | 350 | 350 | 560 | 900 | 1600 |
行程mm | 16 | 25 | 40 | 60 | 100 |
彈簧范圍KPa | 20～100(標(biāo)準(zhǔn)):40～200; | ||||
【六】化工管線氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥選型指南外形尺寸mm：
DN | L | H | H1 | 質(zhì)量(kg) | φA | |||||||
PN16 | PN40 | PN64 | 普通 | 高溫 | PN6 | PN16 | PN40 | PN64 | PN6 | PN40 | ||
20 | 181 | 194 | 206 | 398 | 548 | 45 | 52 | 65 | 19 | 23 | 285 | |
25 | 185 | 197 | 210 | 410 | 560 | 50 | 57 | 70 | 20 | 24 | ||
40 | 222 | 235 | 251 | 455 | 620 | 65 | 75 | 85 | 26 | 35 | ||
50 | 254 | 267 | 286 | 457 | 627 | 70 | 82 | 90 | 30 | 40 | ||
65 | 276 | 292 | 311 | 610 | 790 | 80 | 92 | 100 | 47 | 66 | 360 | |
80 | 298 | 317 | 337 | 622 | 807 | 95 | 100 | 107 | 55 | 78 | ||
100 | 352 | 368 | 394 | 640 | 850 | 105 | 110 | 117 | 125 | 65 | 99 | |
150 | 451 | 473 | 508 | 870 | 1130 | 132 | 142 | 150 | 172 | 130 | 160 | 470 |
200 | 600 | 650 | 890 | 1150 | 160 | 170 | 187 | 207 | 175 | 250 | ||
250 | 730 | 775 | 1203 | 1523 | 187 | 202 | 225 | 235 | 350 | 470 | 580 | |
300 | 850 | 900 | 1234 | 1554 | 220 | 230 | 257 | 265 | 500 | 660 | ||
由電動執(zhí)行機構(gòu)或氣動執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩部分組成。調(diào)節(jié)閥分電動調(diào)節(jié)閥、氣動調(diào)節(jié)閥和液動調(diào)節(jié)閥（自力式調(diào)節(jié)閥）等。調(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量、壓力和液位。根據(jù)調(diào)節(jié)部位信號，自動控制閥門的開度，從而達到介質(zhì)流量、壓力和液位的調(diào)節(jié)。【調(diào)節(jié)閥】通常分為直通單座式調(diào)節(jié)閥和直通雙座式調(diào)節(jié)閥兩種，后者具有流通能力大、不平衡辦小和操作穩(wěn)定的特點，所以通常適用于大流量、高壓降和泄漏少的場合。流通能力Cv是選擇調(diào)節(jié)閥的主要參數(shù)之一，調(diào)節(jié)閥的流通能力的定義為：當(dāng)調(diào)節(jié)閥全開時，閥兩端壓差為0.1MPa，流體密度為1g/cm3時，每小時流徑調(diào)節(jié)閥的流量數(shù)，稱為流通能力，也稱流量系數(shù)，以Cv表示，單位為t/h，液體的Cv值按下式計算。
8、化工管線氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥選型指南結(jié)語
氣動薄膜調(diào)節(jié)閥是化工企業(yè)廣泛使用的儀表之一，其準(zhǔn)確正常地工作對膜分離裝置的正常運行和安全生產(chǎn)有著重要的意義。對保證膜分離裝置長期穩(wěn)定運行，降低成本，提高效益起到積極的促進作用。而調(diào)節(jié)閥合理選型，是確保調(diào)節(jié)閥正常穩(wěn)定工作的第一步。因此加強對氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的知識的學(xué)習(xí)，是一名自控人員的素質(zhì)。
