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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(jī)構(gòu)和閥體部件組成執(zhí)行機(jī)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(jī)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(jìn)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(jià)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(jìn)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(shí)，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(shí)，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(jìn)行選擇
在自動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，在選擇氣膜調(diào)節(jié)閥時(shí)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(jì)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(jì)算CVS時(shí)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(jī)械及實(shí)驗(yàn)設(shè)備中。執(zhí)行機(jī)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(jī)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(jī)構(gòu)的推動下，改變閥芯與閥座之間的流通面積，從而達(dá)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(jī)構(gòu)，單座調(diào)節(jié)閥閥體采用等截面Ｓ型流道設(shè)計(jì)，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(yùn)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(jì)算及口徑的選擇，氣動薄膜調(diào)節(jié)閥允許差壓的計(jì)算及執(zhí)行機(jī)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(jìn)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(jī)構(gòu)組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受氣壓信號進(jìn)入膜室，產(chǎn)生的推力改變閥芯行程。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是一個(gè)局部阻力可變的節(jié)流元件，在執(zhí)行機(jī)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(dá)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(diǎn)相對流量成正比例。實(shí)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(diǎn)，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(shí)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(jì)算及開度驗(yàn)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(shí)測試的。應(yīng)結(jié)合實(shí)際的工況條件，把各種實(shí)際參數(shù)帶入相應(yīng)的計(jì)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。口徑選擇之后，還要進(jìn)行開度K的驗(yàn)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(jì)。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(shí)，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(hù)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(jìn)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。
?。?）電磁閥：適用于遙控、聯(lián)鎖系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)氣路自動關(guān)閉，使調(diào)節(jié)閥開或關(guān)的場合。
（3）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(yùn)行人員確認(rèn)調(diào)節(jié)閥開度，實(shí)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(qiáng)度等。
?。?）基本誤差：正反行程檢驗(yàn)各點(diǎn)理論值與實(shí)測值最大差值的絕對值。
（2）回差：同一校驗(yàn)點(diǎn)正、反行程最大差值的絕對值。
（3）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(shí)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(jì)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(qiáng)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(shí)承受不少于3min的試驗(yàn)壓力，試驗(yàn)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(jī)構(gòu)和低流阻單座閥組成,新型執(zhí)行機(jī)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(diǎn)。它的優(yōu)點(diǎn)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(jī)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(xiàng)目 | 指標(biāo)值 | 項(xiàng)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(diǎn) | ±5.0 |
帶定位器 | ±1.0 | 終點(diǎn) | ±2.5 | ||||
回差% | 不帶定位器 | ≤3.0 | 帶定位器 | 始點(diǎn) | ±1.0 | ||
終點(diǎn) | ±1.0 | ||||||
帶定位器 | ≤1.0 | 氣開 | 不帶定位器 | 始點(diǎn) | ±2.5 | ||
終點(diǎn) | ±5.0 | ||||||
死區(qū)% | 不帶定位器 | ≤3.0 | 帶定位器 | 始點(diǎn) | ±1.0 | ||
終點(diǎn) | ±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(jī)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(qiáng)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(jī)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(jī)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(jī)構(gòu)或氣動執(zhí)行機(jī)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(dá)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(diǎn)，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(shí)，閥兩端壓差為0.1MPa，流體密度為1g/cm3時(shí)，每小時(shí)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(jì)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(yùn)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(yùn)行，降低成本，提高效益起到積極的促進(jìn)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(qiáng)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)。
