气动薄膜调节阀

气动薄膜调节阀（精选4篇）

篇1：气动薄膜调节阀

浅谈气动薄膜调节阀的应用随着工业自动化程度的不断提高，调节阀作为自动调节系统的最终执行机构，得到越来越广泛的应用，调节阀应用的好坏直接关系着生产的质量与安全，因此，本人结合长期从事自控系统的设计，仪表造型及安装、调试及维护的经验，谈一谈薄膜调节阀应用。

1气动薄膜调节阀的选型

1.1根据使用要求选型

气动薄膜调节阀由阀芯和阀体(包括阀座)两部分组成，按不同的使用要求有不同的结构形式，气动薄膜调节阀主要有直通单座阀、双座调节阀和高压角式调节阀。直通单座阀泄漏量小，流体对单座阀芯的推力所形成的不平衡力很大，因此直通单座阀适用于要求泄漏量小、管径小和阀前后压差较低的场合。直通双座阀阀体内有上下两个阀芯，由于流体作用于上下阀芯的推力方向相反而大致抵消;所以双座阀的不平衡力很小，允许阀前后有较大的压差。但由于阀体内流路复杂，用于高压差时对阀体的冲蚀损伤较严重，不宜用于高粘度、含悬浮颗粒或含纤维的介质。此外由于受加工条件的限制，双座阀上下两个阀芯不易同时关严，所以关闭时泄漏量大，尤其是在高温或低温的场合下使用时，因材料的热膨胀系数不同，更易引起严重的泄漏。角式高压阀阀体为直角式，流路简单、阻力小，受高速流体的冲蚀也小，特别适用于高压差、高粘度和含悬浮物颗粒状物质的流体，也可用于处理汽液混相，易闪蒸汽蚀的场合。这种阀体可以避免结焦、粘结和堵塞，便于清洁和自净。

1.2根据安全性选型

气动薄膜调节阀有气开阀和气闭阀两种形式。根据不同生产工艺上的安全和使用要求考虑，当信号压力中断时调节阀处于打开或关闭位置，对工艺生产造成的危害性大小而定。如果阀门处于关闭位置时危害小，则选用气开阀，信号压力中断时，使调节阀处于关闭位置，反之，则选用气闭阀。

1.3流量特性

在自控系统的设计过程中选择气动薄膜调节阀应着重考虑流量特性，

典型的理想特性有直线流量特性、等百分比流量特性(对数流量特性)、快开流量特性和抛物线流量特性四种。直线流量特性在相对开度变化相同的情况下，流量小时流量相对变化值大;流量大时，流量相对变化值小。因此，直线流量调节阀在小开度(小负荷)情况下调节性能不好，不易控制，往往会产生振荡，故直线流量特性调节阀不宜用于小开度的情况，也不宜用于负荷变化较大的调节系统，而适用于负荷比较平稳，变化不大的调节系统。百分比流量特性的调节阀在小负荷时调节作用弱，大负荷调节作用强，它在接近关闭时调节作用弱，工作和缓平稳，而接近全开时调节作用强，工作灵敏有效，在一定程度上，可以改善调节品质，因此它适用于负荷变化较大的场合，无论在全负荷生产和半负荷生产都较好的起调节作用。

1.4调节阀口径的选择

应根据已知的流体计算出所要求的流量系数CV，再根据产品技术参数表选取合适的调节阀口径。在计算CV时要注意液体、气体、水蒸气和其它蒸气的区别。

2气动薄膜调节阀的安装

调节阀安装是否合理，不仅关系到调节阀的安装、拆卸和维修方便与否，也决定了调节阀能否在自动调节系统中起到良好的调节作用，安装调节阀时应注意以下几点：

①调节阀应垂直安装在水平管道上，如在特殊情况下需要水平和倾斜安装时，一般要加支撑。②为了防止调节阀膜片老化，延长使用寿命，安装时应尽量远离高温、振动和腐蚀严重的环境。③为了便于维护检修，调节阀应安装在靠近地面或楼板的地方，为了检修拆卸方便，应注意调节阀距离地面(或楼板)留有适当的高度，对于正作用气开式调节阀，因阀芯拆卸时需从阀体下面取出，调节器阀距地面(或楼板)更应有足够的距离。④为了调节阀和调节系统出现故障时不致影响生产和发生安全事故，一般都需要安装旁路和旁路阀。但旁路阀不能安装在调节阀的正上方，以免旁路阀内腐蚀性介质泄漏到调节阀上。调节阀前、后安装截止阀，对于高温、高压、高压、易冻、易粘稠介质，还要安装排泄阀。

篇2：气动薄膜调节阀

转炉炼钢厂在钢铁生产过程中需要使用各种流动介质, 如氧气、氮气、冷却水等等, 同时还需要控制这些流动介质的流量、压力大小, 以达到提高产品质量的目的;同时炼钢区域存在煤气等易燃易爆气体, 对设备的安全特性提出很高的要求。气动调节阀采用低压直流信号作为控制信号, 惰性压缩气体作为动力源, 安全可靠, 因此在韶钢炼钢部的转炉—连铸钢铁生产流程中, 各种流动介质的流量采用气动薄膜调节阀进行调节。

1 气动薄膜调节阀介绍

1.1 气动调节阀的组成和分类

气动调节阀一般由执行器、调节机构以及附件电气阀门定位器组成。为了提高调节精度和调节能力, 气动调节阀需要采用阀门定位器来配合完成调节功能。来自工业控制系统的控制信号输出到电气阀门定位器, 电气阀门定位器的控制信号一般采用4-20mA标准直流信号, 转换成气信号后输出到执行器, 执行器也叫气缸, 与调节机构通过连杆相连, 调节机构在执行机构的作用下带动阀芯在阀体内移动, 改变了阀芯与阀座之间的流通面积, 即改变了阀的阻力系数, 被控介质的流量也就相应地改变, 从而达到控制工艺参数的目的。以压缩空气作为调节阀执行部分的动力源, 控制简单, 反应快速, 且本质安全, 不需另外再采取防爆措施。

气动薄膜调节阀按阀芯形式可分为单座阀、双座阀、平衡套筒阀、高压角式、蝶阀等, 供不同工艺场合使用。

按作用方式分, 可分为气开式调节阀、气关式调节阀, 气开阀是指输入气压信号P 0.02MPa时, 调节阀打开, 气关阀是指输入气压信号P 0.02 MPa时, 调节阀关闭。按调节形式可分为:调节型、切断型、调节切断型;按流量特性可分为:线性、等百分比、抛物线、快开。

1.2 气动波薄膜调节阀选型

选择气动调节阀时, 首先, 要收集完整的工艺流体的物理特性参数与调节阀的工作条件, 主要流体的成份、温度、密度、粘度、正常流量、最大流量、最小流量、最大流量与最小流量下的进出口压力、最大压差等。而在技术方面主要掌握和确定调节阀本身的结构、流量特性、额定流量系数kV值、工艺允许压差计算及执行机构的选择、材料和安装等方面的内容。

调节阀的结构型式:应满足介质温度、压力、流动性、流向、调节范围以及严密性的要求。

调节阀的流量特性:调节阀的流量特性是指介质流过阀的相对流量与阀杆相对位移间的关系。选择的总体原则是调节阀的流量特性应与调节对象特性及调节器特性相反, 这样可使调节系统的综合特性接近于线性。

调节阀的材料:应能满足介质的温度、压力、压差、腐蚀性的要求;流体的压力和温度对材料的影响;流体腐蚀性对材料的影响;流体的空化现象或泥浆流体对材料的影响;从结构上考虑, 材料组配是否有问题。

调节阀执行机构输出力:应能满足现场使用压差的要求, 其刚度应满足系统稳定的要求;开关型式应满足系统安全运行的要求。

调节阀在选择时, 同时要考虑在特殊情况下, 通过阀门定位器、电磁阀等辅助装置使阀门应满足运作时间、分程控制等要求。对于阀门定位器的选择, 也要根据实际情况进行选择, 在环境恶劣, 温度、湿度高的环境, 宜选择机械式的阀门定位器, 环境较好、控制精度高的场合可采用电子智能式阀门定位器。

2 调节阀的应用

2.1 气动调节阀转炉氧枪调节系统的应用

转炉氧枪调节系统主要用于氧枪氧气压力与流量调节、控制, 对钢水质量有着重要的影响。氧气属于易燃气体, 因此在安装氧枪调节系统的调节阀前, 需对调节阀与氧气有接触的部位进行脱脂处理, 防止投入使用时发生爆炸;管路中氧气压力很高, 可达1.6MPa, 为保证调节阀的性能, 阀芯采用平衡套筒式。由于氧枪系统安装在转炉上面, 环境温度高, 现场环境差, 且周围可能存在煤气, 属于煤气危险区域, 为确保安全, 选择隔爆型, 技术成熟的机械式阀门定位器。氧气为危险气体, 当停气 (压缩空气) 停电时, 需要保证设备的安全, 切断氧气, 调节阀的作用方式采用气开式, 防止发生事故时事故扩大化。韶钢转炉投产已经十多年, 氧枪系统的调节阀一直运行正常, 满足生产工艺的要求。

2.2 气动薄膜调节阀转炉汽包补水系统的应用

转炉汽包用于回收转炉冷却水, 对外输送产生的蒸汽, 同时在生产过程中, 汽包需要根据其液位的变化情况不断补充新水, 以保持汽包内水位平衡。新水来自除氧器的除氧水, 水温高达50-60℃, 压力3.0MPa, 为保证安全, 调节阀采用气关式, 配机械手轮, 阀芯采用套筒式。因为需要耐高温高压, 阀座和阀芯采用不锈钢制造, 设计最高耐压为6.4MPa。现场环境温度高, 在夏天时, 可高达50℃, 且粉尘大, 阀门定位器选用SMC半机械式电气阀门定位器。经过两年多的使用, 该处的气动调节阀维护工作量小, 运行情况良好。

2.3 气动薄膜调节阀在连铸机二冷水调节系统的应用

连铸机二冷水与二冷气一起形成雾化气, 喷于铸坯表面, 对铸坯进行冷却。二冷水、二冷气的流量大小与稳定性对铸坯质量起着关键的作用。因此, 二冷水、二冷气流量需要精准调节。二冷水、二冷气的管内压力不高, 选用单座阀, 为了保证设备安全, 即使在停电、停气的情况下也要保证有冷却水, 调节阀的作用方式选用气关式;在连铸机二冷室里面, 都是冷却水管, 室内温度比较低, 灰尘较少, 调节阀配以智能型电子式阀门定位器, 以满足高精度流量控制的目的。气动薄膜调节阀在韶钢连铸二冷水区域广泛应用, 收到良好的经济效益。

3 安装注意事项

3.1 气动调节阀安装位置, 距地面要求有一定的高度, 阀的上下要留有一定空间, 以便进行阀的拆装和修理。对于装有气动阀门定位器和手轮的调节阀, 必须保证操作、观察和调整方便。

3.2 调节阀应安装在水平管道上, 并上下与管道垂直, 一般要在阀下加以支撑, 保证稳固可靠。对于特殊场合下, 需要调节阀水平安装在竖直的管道上时, 也应将调节阀进行支撑 (小口径调节阀除外) 。安装时, 要避免给调节阀带来附加应力) 。

3.3 调节阀前后位置应有直管段, 长度不小于10倍的管道直径 (10D) , 以避免阀的直管段太短而影响流量特性。

3.4 调节阀的口径与工艺管道不相同时, 应采用异径管连接。在小口径调节阀安装时, 可用螺纹连接。阀体上流体方向箭头应与流体方向一致。

3.5 要设置旁通管道。目的是便于切换或手动操作, 可在不停车情况下对调节阀进行检修。

3.6 调节阀在安装前要彻底清除管道内的异物, 如污垢、焊渣等。

4 结束语

韶钢炼钢部转炉炼钢系统从2003年投产以来, 在流体压力、流量控制领域一直采用气动薄膜调节阀进行流体控制, 为炼钢过程提供了合格的流体原料, 创造了良好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]王森, 朱炳兴, 主编.仪表工:下册[M].北京:化学工业出版社, 1992:124-169.

[2]浦昭邦, 王宝光, 主编.测控仪器设计[M].北京:机械工业出版社, 2007:125-140.

[3]赵新民, 主编.智能仪器设计基础[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 1999:187-190.

篇3：气动薄膜调节阀在调节系统的应用

关键词：气动薄膜调节阀；调节系统；阀门定位器；流体控制；转炉炼钢 文献标识码：A

中图分类号：TH134 文章编号：1009-2374（2015）17-0056-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.17.028

转炉炼钢厂在冶炼钢铁时通常会借助各种流动性的介质，比如氧气、氮气、氩气等气体来完成冶炼，同时冶炼生产的转炉设备需要冷却水来冷却，在生产时的不同阶段要对使用到的这类流动介质的流量与压力进行控制，从而优化钢铁的质量；另外要特别注意炼钢厂里面设施的安全性，因为此区域里面通常有煤气等易燃易爆气体。所以控制信号的选择通常是选择低压直流信号、压缩空气作为动力源，确保防爆的需要，在炼钢系统中转炉、连铸钢铁的生产，通常是借助气动薄膜来调节各类流动介质的流量调节系统。

1 气动薄膜调节阀概述

1.1 气动调节阀的构成和类型

通常是由执行设备、调节系统和附件电气阀门三部分构成气动调节阀。为了保证调节的准确性实现调节能力，要实现调节功能需要气动调节阀借助电气阀门定位设施来协作完成；在电气阀门定位系统中输入PLC控制设施里面的直流电流控制信号，然后经过电气阀门定位器进行放大之后再变成气信号后输出到执行器，借助执行机构的运作，带动阀芯移动，从而改变阀芯到阀座流通的面积，这样可以实现对工艺参数进行控制。调节阀运作部分的动力源通常选择压缩空气，因为选择压缩空气这种动力源便于控制，反应灵敏，并且比较安全，不需要再运用其它的防爆手段。

按照阀芯的形式不同可以把这种调节阀分成单座阀、双座阀、平衡套筒阀等，从而能够实现根据工艺场合的不同而选择合适阀芯种类的目的。

根据作用方式的不同，可以分为气开式、气关式调节阀，当输入气压的信号P0.02MPa时候，根据调节阀的开关状态来确定其是气开阀还是气关阀。调节型、切断型、调节切断型是根据运作形式不同而进行分类的。线性、等百分比、抛物线等是按照流量特点进行归类的。

1.2 选择气动波薄膜的原则

进行气动调节阀选择的过程中，要首先对调节阀运用的场地以及生产技术的要求进行分析，同时整理健全调节阀运作的要求与流体的参数，最大压差、最大与最小流量条件下的进出入压力、正常流量、最大最小流量、温度、密度等都属于流体里面较重要的组成部分。而技术方面的要求就是要熟悉与调节阀自身的组成、流量特点、规定的流量系数、技术压差计算和选择允许机构、机构的材料以及机构组装等方面的内容。

调节阀的流量特点：经过阀的物质的相对位移与流量直接的关系我们就把它认为是调节阀的流量特点。调节阀选择的要求是调节阀的流量特征和调节对象的特点以及调节设施特点是相反的，这是为了让调节系统的整体特征与线性相一致。

要考虑到介质的温度、压力差、压力以及腐蚀性在进行调节阀的材料选择时。

调节阀运作系统的输出力：要与场地使用压差的需要相一致，刚度也要和系统的稳定的需求相一致；开关的型式要与系统安全作业的需要相一致。

选择调节阀过程中，不能忽视不同寻常的条件下，借助阀门的定位系统、电磁阀等别的装置保证阀门应该满足作业时间、分部调节等要求，也要根据具体的情况来对阀门定位器进行选择，在自然环境特别差的条件下，通常采用机械式的阀门定位设施，自然环境不差、可控制性比较好的地方一般是使用电子智能样式的阀门定位设施。

2 调节阀的使用

2.1 转炉顶吹氧气调节设施里面气动调节阀的使用

用氧枪氧气压力和流量调节、控制是转炉顶吹氧气调节系统最常用的方法，其与钢水质量息息相关。氧气是易燃气体，在预备组装氧枪调节设备的调节阀时，要对调节阀与氧气接触的位置做脱脂处理，要进行脱脂处理对调节阀和氧气接触的地方，在进行氧枪调节系统的调节阀安装之前，这样可以避免在使用过程中出现爆炸的情况；因为氧枪通常安在转炉上面，现场的温度比较高，环境条件比较差，并且环境四周也不排除有煤气存在的可能，算是煤气危险地带，采用隔爆型、技术条件比较好的机械样式的阀门定位设施来保证此区域的安全。氧气是一种危险性气体，在出现停气或者停电的情况下，为了使设施的安全性得到保障，应进行切断氧气的操作，调节阀采用气开式的作用方式，防止事故扩大。自2003年投入生产到现在，韶钢转炉氧气调节系统的调节阀始终正常运行，满足了生产工艺的要求。

2.2 在转炉底吹调节系统中气动薄膜调节阀的应用

转炉底吹气体调节系统主要用于转炉生产不同阶段调节氮气、氩气的压力与流量的高低与大小，通过搅拌炉内的钢水均匀成分和化学反应来完成冶炼生产，存在调节流量大小变化快、压力时高时低的要求，选用精小型高精度气动薄膜双座调节阀，通过多年的运行，调节系统良好，创造良好的经济效益。

2.3 气动薄膜调节阀里面转炉汽包补水控制系统的使用情况

转炉汽包的作用是回收冷却水，输出蒸汽，同时为了使汽包内水位平衡，在生产过程中，需按照汽包液位的变化不断向汽包补充新水。新水一般都是除氧设施面的除氧水，为了使其安全性得到保证需要气关式的调节阀与机械手枪，阀芯样式的套筒配合使用。选择阀座和阀芯为最高耐压设计为6.4MPa的不锈钢制造，具有耐高温高压的效果。为了避免受场地环境和夏季高温或者粉尘的影响，通常使用SMC半机械样式的电气阀定位设施。转炉汽包补水调节系统使用多年证明，该气动调节阀维护工作量小，运行情况较好。

2.4 在连铸机二冷水调节系统中气动薄膜调节阀的应用

雾化气是由连铸机二冷水与二冷气共同形成的，铸坯上喷上雾化气，可进行冷却。因为铸坯质量与二冷水、二冷气的流量大小及稳定性有着密切的联系，所以要准确地调节二冷水、二冷气的流量，管内压力比较低时，要用单座阀。通常是借助气关式的运作办法来选择调节阀，可以确保设施的可靠性，即使遇到停电、停气的过程，也可以提供冷却水；为了实现高精度的流量调节，需配置智能样式电子类型的阀门定位设施的调

节阀。

3 安装时应注意的事项

（1）在进行动气调节阀安装工作时，要确保气动调节阀的位置与地面有一定的距离，阀的上下也要有相应的余留空间，从而便于进行拆装阀和阀的修理工作；（2）调节阀上下要与管道处于垂直状态，在平面管道上安装，目的是可以使其牢固可靠，并且在阀的下面也要有支撑物；（3）为了保证流量的特性不受到直管段长短的影响，要保证在调节阀上下两面有管道直径长度大于10倍的直管段；（4）当调节阀的口径和工艺管道不一致时，要使用异径管连接；（5）为方便转换和随手操作，在继续行车的过程中也可以对调节阀进行检查维修工作，需要进行旁通管道的安装工作；（6）要认真扫除管道里面的污垢、焊渣等杂物，在实施调节阀安装之前。

4 结语

从2003年进入生产至今，韶钢炼钢厂实施流体调节主要是在流量调节、流体压力区域运用薄膜调节阀等方面，给炼钢连铸生产过程提供了有保证的流体原料，达到了经济效益与社会效益双赢的目的。

参考文献

[1] 吴勤勤.控制仪表及装置[M].北京：化学工业出版社，2002.

[2] 蔡夕忠.化工仪表[M].北京：化学工业出版社，2004.

作者简介：朱应丁（1969-），男，广东曲江人，广东韶钢集团公司设备管理部衡器工程师，研究方向：自动化控制与计量。

篇4：气动调节阀常见故障诊断

首先确认气源压力是否正常, 查找气源故障。如果气源压力正常, 则判断定位器或电/气转换器的放大器有无输出, 无输出, 放大器恒节流孔堵塞, 或压缩空气中的水分聚积于放大器球阀处。用小细钢丝疏通恒节流孔, 清除污物或清洁气源。如果以上皆正常, 有信号而无动作, 则执行机构故障或阀杆弯曲, 或阀芯卡死。遇此情况, 必须卸开阀门进一步检查。

2. 阀动作迟钝

如果阀杆往复行程动作迟钝, 则阀体内或有黏性大的物质, 结焦堵塞或填料压得过紧, 或聚四氟乙烯填料老化, 阀杆弯曲划伤等。若阀杆单向动作时运动迟钝, 则是气室或气路管有漏气现象, 检查试漏并修复。如果阀杆正常, 应首先使阀杆全行程上下移动几次, 让介质冲出阀内结焦物及黏性大的物质, 否则将阀解体, 清理内部, 并检查填料是否老化。

3. 阀泄漏量大

如果阀不能到达全闭的位置, 则可能由介质压差大执行机构输出力不够或阀体内有异物, 或全行程不够而引起阀泄漏量大。阀内有异物, 应使阀杆上下移动几次, 即可解决问题, 否则需解体处理。对于全行程不够, 首先考虑调整定值器零点和量程, 否则应缩短 (或延长) 调节阀阀杆, 使调节阀长度合适。

若阀全闭时泄漏量大, 则可能是由阀芯与阀芯密封面腐蚀或阀座与阀体连接松动。主要原因是调节阀生产过程中铸造、锻造缺陷。

打开阀体, 研磨阀芯和阀座, 使其配合密切。如果阀芯和阀座使用寿命较短, 应更换阀内件, 选择具有表面镀层 (司太莱合金) 的阀内件。

4. 调节阀振荡和噪声大

当调节阀的流通能力选取值过大时, 造成调节阀前后压力比较大, 当调节阀的弹簧钢度不足时, 就产生阀体的振荡。当流体流经调节阀, 如前后压差过大就会产生针对阀芯、阀座等零部件的气蚀现象, 使流体产生噪声。

对轻微的振动, 可增加刚度来消除。如选用大刚度弹簧, 改用活塞执行结构。管道、基座剧烈振动, 通过增加支撑消除振动干扰。调节阀经常工作在小开度造成的振荡, 则是选型不当, 流通能力值选大了, 必须重新选择流通能力值合适的调节阀, 以克服调节阀工作在小开度而引起的振荡和噪声。

5. 填料及连接处泄漏

由于填料的塑性, 会产生径向力, 并与阀杆紧密接触, 但这种接触是并不均匀。调节阀在使用过程中, 阀杆同填料之间存在着相对运动, 在使用过程中, 随着高温、高压和渗透性强的流体介质的影响, 调节阀填料函也是发生泄漏现象较多的部位。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏, 对于纺织填料还会出现渗漏 (压力介质沿着填料纤维之间的微小缝隙向外泄漏) 。阀杆与填料间的界面泄漏是由于填料接触压力的逐渐衰减, 填料自身老化等原因引起的。