带定位器气动薄膜调节阀结构原理

本文主要从气动薄膜调节阀的结构及工作原理，选型，现场安装注意事项，检修时重点检修部位以及常见故障及解决办法，全面了解熟悉气动薄膜调节阀，为仪表人工作提供借鉴。气动阀门是利用压缩空气进入气动执行器带动活塞运动，旋转或升降扭轴带动阀杆驱动的一种气动控制阀门。气动阀门分为单作用、双作用、智能调节型三种，单作用气动执行器内有弹簧推动活塞结构，有两种原理敞开和常闭式，既为气开或气关，无气体进入时由弹簧推动活塞关闭阀门，此原理为常闭式。当气体进入气缸时阀门关闭，断气时由弹簧带活塞阀门打开，吃结构为敞开式。

带定位器气动薄膜调节阀结构原理定位器工作原理

气动阀门定位器是一种将电气信号转换成压力信号的转换装置，以压缩空气或氮气为工作气源来控制工业炉调节阀的开度大小。普遍用于工业炉温度自动控制系统中对气动阀门执行机构的连续控制。气动阀门定位器是按力平衡原理工作的，实现由输入的4～20mA电流信号控制气动阀门由0～100％的开启度。

带定位器气动薄膜调节阀结构原理结构及工作原理

1.气动薄膜调节阀结构

气动薄膜调节阀由气动薄膜执行机构与调节阀二部分组成。气动薄膜调节阀主要由气室、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。(结构图如下)

(1)组成分程控制系统，实现多个阀门的并联使用。阀门定位器不是任何情况下都能采用的。阀门定位器在传统热系统、一些大容积的气体压力和液位等慢过程能改善控制质量；而在液体流量和压力这种快速控制过程中阀门定位器会对控制质量产生副作用。

(2)能够提高系统控制精度，如高压或高、低温调节阀。举例来说，在液位、温度和成份等参数的缓慢控制过程中，需要提高调节阀的响应速度，如阀前压力P1>10MPa,前后压降△p>1 MPa或者D>100 mm双座阀，D>25 mm单座阀等，这些都需要需要增加执行机构输出力和切断力。除此外，阀门定位器可以克服服阀杆摩擦力，能控制固结的工艺流体或者易于在阀门零件挂胶的调节阀。

2.带定位器气动薄膜调节阀结构原理的工作原理：

气动薄膜调节阀的动作是调节器来信号压力，输入气动执行机构的气室中，产生推力，通过连接推杆推动阀芯，产生相应位移—即行程，阀芯位置的变化使阀的流通截面积发生变化，从而达到调节介质流量的目的。

气动薄膜调节阀的选型

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。

1.1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。

1.2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。

1.3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。

2.带定位器气动薄膜调节阀结构原理根据安全性选型

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。

3.带定位器气动薄膜调节阀结构原理根据流量特性选型

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。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能起到较好的调节作用。

4.带定位器气动薄膜调节阀结构原理口径的选择

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

流量系数即CV值（中国工业称为：KV值）是阀门、调节阀等工业阀门的重要工艺参数和技术指标。正确计算和选择CV值是保障管道流量控制系统正常

气动调节阀工作原理是 以压缩空气为动力源，气缸为执行器，并借助电动阀门定位器，变矩器，电磁阀，保持阀等附件驱动阀门实现开关量或比例调节。自动控制系统的控制信号用于完成管道介质的调整：流量，压力，温度和其他过程参数。特点是控制简单，响应速度快，本质安全，无需采取额外的防爆措施。

　　气动式调节阀是石油、化工、电力、冶金等工业企业广泛使用的工业过程控制仪表之一。 通常是连接、安装、调整气动执行机构和调节阀的组合仪表。

　　减压阀通常由连接、安装、调整气动执行器和减压阀构成。 气动执行机构分为单动式和双动式两种，单动执行机构内有复位弹簧，双动执行机构内无复位弹簧。 其中的单作用驱动器在失去起源或突然发生故障时，可以自动恢复到阀门初期设置的开关状态。

带定位器气动薄膜调节阀结构原理工作的重要步骤。

流量系数（CV值）定义：是指单位时间内、在测试条件中管道保持恒定的压力，管道介质流经阀门的体积流量，或是质量流量。即阀门的最大流通能力。阀门的CV值须通过测试和计算来确定。

气动薄膜调节阀现场安装注意事项

1.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个方面：

1.1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，一般要加支撑座。减小管线的振动所引起的调节阀开关卡涩或不到位的现象。

1.2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。

1.3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，调节阀距地面更应有足够的距离，这在管线安装时必须要考虑的问题。

1.4为了使调节阀和调节系统出现故障时，不致于影响生产和发生安全事故，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。自动调节系统中起到良好的调节作用，安装调节阀前、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。

带定位器气动薄膜调节阀结构原理

气压调节阀的动作有气开型和气闭型两种。 空气开放型在膜头上的气压增加时，阀会向增加开度的方向动作，达到输入气压的上，阀将变为全开状态。 相反，气压减少时，阀向关闭方向移动，空气未输入时，阀全闭。 因此，气开型阀有时也被称为故障闭型。 排气型的动作方向与排气型相反。 气压增加时，阀向关闭方向动作； 气压下降或消失时，直至阀打开方向或全开。 有时也称为故障接通型。 气压调节阀的气开或气关通常通过执行机构的正反作用和阀状态结构不同的组装方式实现。

阀门定位器是调节阀的主要附件，与气动调节阀大幅度组合使用。 接收调节器的输出信号，通过该输出信号控制气压调节阀。 调节阀工作时，阀杆的位移通过机械装置反馈到阀门定位器，阀门位置的情况通过电信号传递到上位系统。 阀门定位器根据其结构形式和工作原理，可以分为空气阀门定位器、电气阀门定位器、智能阀门定位器。 阀门定位器可以加大调节阀的输出，减少调节信号的传递延迟，加快阀杆的移动速度，提高阀杆的直线性，克服阀杆的摩擦力，消除不平衡力的影响，保证调节阀的正确定位。