气动薄膜调节阀的原理及维护

中化二建集团有限公司

工程系列专业技术职务任职资格参评论文论文题目：气动薄膜调节阀的原理及维护单位中化二建电仪公司

姓名武斌

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技术职务助理工程师

申报专业

技术职务工程师

目录

摘要 (03)

关键词 (03)

绪论 (03)

一、气动调节阀的特点 (03)

二、常用气动调节阀的分类 (03)

三、气动薄膜调节阀的工作原理 (04)

1、气动薄膜调节阀的组成 (04)

2、气动薄膜调节阀的工作原理 (04)

3、执行器的工作原理 (05)

4、阀门的流量特性 (06)

四、调节阀的主要附件 (06)

五、气动薄膜调节阀的常见故障及维护 (08)

总结 (11)

参考文献 (11)

摘要：调节阀是自动调节系统中不可缺少的重要组成部分，接受来自调节器的输出信号，从而改变介质的流量，完成调节功能。随着时代的发展和自动化程度的提高，调节阀起着越来越重要的作用，它的性能和完成动作的好坏，直接影响调节的作用和效果，是自动调节系统的重要环节。气动薄膜调节阀是经常使用的调节器，因此了解其原理及及时的排除故障是保证整个系统顺利完工及正常投用的重要保障。关键词：气动薄膜调节阀、阀门定位器、电磁阀

绪论：调节阀是自动调节系统中不可缺少的重要组成部分，而气动薄膜调节阀是常见的调节器，在我所参与的大唐煤制气气化装置中，气动薄膜调节阀多达86台，我有幸参与了全部调节阀的安装、接线及调试工作。本人结合自己的一点经验来谈谈气动薄膜调节阀的原理及其常见故障。

一、气动薄膜调节阀的特点

结构简单，操作方便，运行可靠，防火防爆，广泛的应用于石油化工、冶金、电力等行业。

二、常用的气动薄膜调节阀分类

常用的气动薄膜调节阀一般分为九个大类：

(1)单座调节阀；

(2)双座调节阀；

(3)套筒调节阀；

(4)角形调节阀；

(5)三通调节阀；

(6)隔膜阀；

(7)蝶阀；

(8)球阀；

(9)偏心旋转阀。

前6种为直行程，后三种为角行程

按用途和作用分类

a.两位阀：主要用于关闭或接通介质；

b.调节阀：主要用于调节系统。选阀时，需要确定调节阀的流量特性；

c.分流阀：用于分配或混合介质；

d.切断阀：通常指泄漏率小于十万分之一的阀。本类阀门在管道中一般应当水平安装。

三、气动薄膜调节阀的工作原理

1 气动薄膜调节阀的组成

气动薄膜调节阀的主要结构由下列零部件组成：

主要由气室、薄膜、推力盘、弹簧、推杆、调节螺母。阀位标尺、阀杆、阀芯、阀座、填料函、阀体、阀盖和支架等组成。

.2 气动薄膜调节阀的工作原理

气动薄膜执行机构主要用作一般调节阀(包括蝶阀)的推动装置，分有弹簧和无弹簧两种情况。无弹簧的气动薄膜执行机构常用于双位式控制。有弹簧的气动薄膜执行机构按作用形式分为正作用和反作用两

种。正作用式气动薄膜执行机构当来自控制器或阀门定位器的信号压力增大时，推杆向下动作的叫正作用执行机构；当信号压力增大时，推杆向上动作的叫反作用执行机构。正作用机构的信号压力是通入波纹膜片上方的薄膜气室，而反作用机构的信号压力是通人波纹膜片下方的薄膜气室。通过更换个别零件，两者便能互相改装。

3执行器的工作原理

当阀芯下移时关小叫正装，反之叫反装。这样阀芯有正装和反装两种，加之执行机构有正作用和反作用，因此，调节阀的作用形式有四种。

上图中(b)和(c)为气开式，(a)和(d)为气关式

(1)正作用执行机构+正装调节机构=气关式执行器

(2)反作用执行机构+正装调节机构=气开式执行器

(3)正作用执行机构+反装调节机构=气开式执行器

(4)反作用执行机构+反装调节机构=气关式执行器

气开式－随信号压力的增大流通截面积也增大

气关式－随信号压力的增大流通截面积减小

正装－指阀芯向下移动时，阀芯与阀座间的流通面积减小

反装－指阀芯向下移动时，阀芯与阀座间的流通面积增大4阀门的流量特性

调节阀流量特性是阀门重要的参数，在经过阀门的压力降恒定时，随着截流元件(阀板)从关闭位置运动到额定行程的过程中流量系数与截流元件(阀板)行程之间的关系。典型地，这些特性可以绘制在曲线图上，其水平轴用百分比行程表示，而垂直轴用百分比流量(或Cv 值)表示。由于阀门流量是阀门行程和通过阀门的压力降的函数，在恒定的压力降下进行流量特性测试提供了一种比较阀门特性类型的系统方法。用这种方法测得的典型的阀门特性有线性、等百分比和抛物线特性。

从上述三种特性的分析可以看出，就其调节性能上讲，以等百分比特性为最优，其调节稳定，调节性能好。而抛物线特性又比线性特性的调节性能好，可根据使用场合的要求不同，挑选其中任何一种流量特性。

四、调节阀的主要附件

气动调节阀附件一般会选择：阀门定位器、电磁阀、转换器、气动继动器、空气过滤减压阀等附件

1、阀门定位器

阀门定位器是调节阀的主要附件，通常与气动调节阀配套使用，它接受调节器的输出信号，然后以它的输出信号去控制气动调节阀，当调节阀动作后，阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器，阀位状况通过电信号传给上位系统。

阀门定位器能够增大调节阀的输出功率，减少调节信号的传递滞后的情况发生，加快阀杆的移动速度，能够提高阀门的线性度，克服阀杆的摩擦力并消除不平衡力的影响，从而保证调节阀的正确定位。

2、电磁阀

当系统需要实现程序控制或两位控制时，需要配用电磁阀，选用电磁阀时，除要考虑交、直流电源及电压、频率外，必须注意电磁阀与调节阀作用型式的关系，可配用“常开型”和“常闭型”。如果要求加大电磁阀的容量，来缩短动作时间，可以并列使用两台电磁阀或把电磁阀作为先导阀与大容量气动继动器组合使用。

3、气动继动器

是一种功率放大器，它能将气压信号送到较远的地方，消除由于信号管线加长所带来的滞后，主要用于现场变送器与中央控制室的调节仪表之间，或在调节器与现场调节阀之间，还有一种作用就是放大或缩小信号

4、转换器

转换器分为气-电转换器和电-气转换器，其功能是实现气、电信