气动薄膜调节阀组成作用功能性能参数

   

     气动薄膜调节阀由气动薄膜执行机构和调节阀两大部分组成,它与气动调节器,减压阀、定位器或其他仪表配合使用,达到控制管道内的温度、压力、液位、流量等工艺参数.单座调节阀具有易密封,泄漏量小的优点,但平衡力较大,故工作压差不宜过高.双座调节阀具有流量系数大,不平衡力较小的特点,因而使用广泛
气动薄膜调节阀由气动薄膜执行机构和阀体两部分组成,阀体结构一般为直行程类,常见有单座、双座、套筒、角型、三通、滑板、隔膜等结构.主要由阀盖、阀芯,阀座、阀杆、填料函等组成.阀杆上端与薄膜机构推杆下端相连,推杆带动阀杆移动,使阀芯移动,改变了阀芯与阀座间流体的流通面积,从而改变了流体的流量,达到调节的目的.其上阀盖形式有普通型(适用工作温度为-17～230℃)、散热型(适用于-45～450℃)和长颈型(适用于-196～-100℃或230～566℃).流体的温度越低,上阀盖、阀杆应越长.阀体部分又分为单座阀和双座阀两种.单座阀适用于低压差的场合；双座阀适用于压差较大的场合.
气动薄膜执行机构分为老式气动薄膜执行机构和精小型气动薄膜执行机构.主要由上下膜头、波纹膜片、压缩弹簧、推杆等组成.当调节器或手动操作器的信号压力进入由膜头膜片构成的膜室时,在膜片上产生推力,使推杆移动,弹簧压缩.当弹簧产生的反作用力与薄膜的推力平衡时,推杆停止移动.一般薄膜调节机构的信号压力为0.02～0.1MPa或0.04～0.2MPa.即当信号压力为0.02(或0.04)MPa时,推杆开始动作；当信号为0.1(或0.2)MPa时,推杆走完全行程.薄膜调节机构又分为正作用式和反作用式两种.正作用式的信号压力由膜片上部引入,当信号压力增大时,膜片带动推杆向下移动；反作用式是将信号压力由膜片下部引入,信号压力增大时,推杆向上移动.
气动薄膜调节阀一般配有手轮机构,在气源中断时可以随时进行手动调整.有的还配有阀门定位器,可以提高调节阀的调节性能.

气动薄膜调节阀

国际电工委员会 IEC 对调节阀（国外称控制阀 Control valve）的定义为：“工业过程控制系统中由动力操作的装置形成的终端元件，它包括一个阀体部件，内部有一个改变过程流体流率的组件，阀体部件又与一个或多个执行机构相连。执行机构用来响应控制元件送来的信号。”可见，气动薄膜调节阀是由执行机构和阀体部件两部分组成，即：

气动薄膜调节阀＝执行机构+阀体部件+附件

其中，执行机构是气动薄膜调节阀的推动装置，它按信号压力的大小产生相应的推力，使推杆产生相应的位移，从而带动气动薄膜调节阀的阀芯动作；阀体部件是气动薄膜调节阀的调节部份，它直接与介质接触，通过执行机构推杆的位移，改变气动薄膜调节阀的节流面积，达到调节的目的。

调节阀按其能源方式不同主要分为气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀三大类。它们的差别在于所配的执行机构上。前者配的是气动执行机构，中间一种配的是电动执行机构，后者配的是液动执行机构。

气动薄膜调节阀剖面结构图



气动薄膜调节阀在系统中的作用与重要性

气动薄膜调节阀在调节系统中是必不可少的，它是组成工业自动化系统的重要环节，被称之为生产过程自动化的“手脚” 。

如图 下图所示：



图1-1 自动调节系统的构成

气动薄膜调节阀的功能

1 、调节功能

1) 流量特性

流量特性是反映气动薄膜调节阀的开度与流量的变化关系，以适应不同的系统特性要求，如对流量调节系统反应速度快需对数特性；对温度调节系统反应速度慢，需直线流量特性。流量特性反映了气动薄膜调节阀的调节品质。

2) 可调范围R

可调范围反映气动薄膜调节阀可控制的流量范围，用R＝Qmax：Qmin之比表示。R越大，调节流量的范围越宽，性能指标就越好。通常阀的R＝30，好的阀，如V型球阀、全功能超轻型气动薄膜调节阀，R可达100～200。

3) 小开度工作性能

有些阀受到结构的限制，小开度工作性能差，产生启跳、振荡，R变得很小 (即Qmin很大)，如双座阀、衬胶蝶阀。好的阀小开度应有微调功能，即可满足很小流量的调节，且工作又要求十分平衡，这类阀如V型球阀、偏心旋转阀、全功能超轻型气动薄膜调节阀。

4) 流量系数Cv或Kv

流量系数表示通过流量的能力，同口径Kv值越大越好，尤其是球阀、蝶阀，它们的Cv/Kv值是单座阀、双座阀、套筒阀的2～3倍。

5) 调节速度

满足系统对阀动作的速度要求。

2 、切断功能

切断功能由阀的泄漏量指标来表示，切断通常指泄漏量小于0.001％，它反映阀的内在的质量。在阀的使用中，对国产阀泄漏量大的呼声反映很大。

3 、克服压差功能

它通常用阀关闭时的允许压差来表示，允许压差越大，此功能也就越好。如果考虑不周到，阀芯就会被压差顶开，造成阀关不到位，泄漏量超标。因此，保证阀切断就必须克服阀关闭时的工作压差。

4、 防堵功能

对不干净介质的调节或者即使是干净介质，管道中的焊渣等杂物都可能造成阀堵塞或被卡住，因此要求阀应有较好的防堵功能，使之正常调节。防堵性最好的是流路最简单的单座角阀和旋转类阀，如球阀、蝶阀、偏心阀；流路复杂的阀、上下衬套导向的阀，迷宫式多级降压阀易造成堵卡。

5、 耐蚀功能

抵抗介质的腐蚀和冲蚀和气蚀，以提高阀的使用寿命。阀的腐蚀是由介质的化学性能引起的材质腐蚀问题，通常选用耐腐蚀的材料来解决；冲蚀是由高速流动的介质、含颗粒的 介质所致。解决的途径是选用耐磨的材料，如堆焊斯泰莱合金或碳化钨。气蚀则要在机构结构上采用反汽蚀措施，对高压阀、大压差工作的气动薄膜调节阀 要采用多级降压的形式。

6 、耐压功能

它反映阀的强度和安全指标，即介质不能通过密封处和阀体缺陷处向外渗漏。出厂时通常用1.5倍公称压力作试验来检验。对高压介质最好是采用锻件结构；铸铁阀的耐压强度是最低的，通常应选铸钢阀。

7 、耐温功能

满足不同温度条件下阀的强度和性能，温度的较大变化会使阀体材质的强度降低，因此阀必须满足介质的温度变化范围的要求，使阀在工作温度下有较好的强度和安全保证。

8 、外观和重量

反映阀的外观质量且要求仪表化、轻型化、小型化。其重量应越轻越好，以方便使用，如起吊、安装、维护等。

各类调节阀的功能优劣比较

九大类产品/功能		调节	切断	克服压差	防堵	耐蚀	耐压	耐温	重量
直行程	单座阀	√	0	×	0	√	√	√	×
	双座阀	√	×	√	×	0	√	√	×
	套筒阀	√	0	√	×	0	√	√	×
	角形阀	√	0	×	0	√	√	√	×
	三通阀	√	0	×	×	×	√	√	×
	隔膜阀	×	√	×	√	0	×	×	×
角行程	蝶阀	×	√	×	√	0	√	√	√
	球阀	×	√	√	√	√	√	√	×
	偏心旋转阀	0	√	√	√	√	√	√	×

符号说明：“√”表示最佳；“0”表示基本可以；“×”表示差。

气动薄膜调节阀性能指标

依据气动调节阀的国标：GB/T4213-92，共计14个性能指标：

1基本误差；2回差；3死区；4始终点偏差；5额定行程偏差；6泄漏量；7填料函及其它连接处的密封性：8气室的密封性；9耐压强度；10额定流量系数；11固有流量特性；12抗振动性；13动作寿命；14外观。

对气动薄膜调节阀气源和环境温度的要求

气源应为清洁、干燥的空气，不含有明显的腐蚀性气体、溶剂或其他液体。带定位器的气动薄膜调节阀，其气源所含固体微粒数量应少于0.1g/m，且微粒直径应大于3μm，含油量应小于1ppm。

定位器气源不干净是造成定位器工作不正常的主要原因，占故障率的2/3以上，应特别注意这一点。

气动薄膜调节阀环境温度为-25～+55℃或－40～+70℃。

气动薄膜调节阀工作时应满足上述要求。