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ZXP型带定位器气动薄膜直通单座调节阀在化工厂应用

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详细介绍

ZXP型带定位器气动薄膜直通单座调节阀在化工厂应用

在化工厂的车间里,除了常见的管道和阀门,还有一种特殊类型的调节阀——气动薄膜调节阀。这种阀门通过气动装置进行驱动,具有响应迅速、控制精准的特点,在化工生产过程中发挥着至关重要的作用。
调节阀,从其命名便可窥见一斑。其中的“调节"二字,揭示了其核心功能——在0至100%的范围内进行任意调节。仔细观察,你会发现每台调节阀的下方都悬挂着一个关键装置——阀门定位器,它犹如调节阀的“大脑",通过控制进入气动薄膜的气量,实现对阀门位置的精准把控。阀门定位器有智能式和机械式之分,而我们今天要探讨的是机械式定位器,其工作原理与所示图片相契合。
细展示了机械式气动阀门定位器的各个部件,现在,让我们深入了解它是如何工作的。

气源来自空压站的压缩空气,在进入阀门定位器之前,会先经过一个空气过滤减压阀,确保压缩空气的纯净。随后,经过减压阀的气源进入阀门定位器,而进入阀门口膜头的气量则由控制器输出的信号来控制。

ZXP型新系列气动薄膜直通单座调节阀采用顶导向结构,配用多 弹簧执行机构。具有结构紧凑、重量轻、动作灵敏、流体通道呈S流线型、压降损失小、阀容量大、流量特性、拆装方便等优点。广泛应用于控制气体、液 体、蒸汽等介质,工艺参数如压力、流量、温度、液位保持在给定值。特别适用于允许泄漏量小阀前后压差不大的工作场合。本系列产品有调节型、调节切断型、波纹管密封型、夹套保温型等多种品种。产品公称压力等级有PN10、16、40、64;阀体口径范围DN20~200。 适用流体温度由-200℃~560℃范围内多种档次。泄漏量标准有IV级或VI级。流量特性为线性或等百分比。多种多样的品种规格可供选择。

调节阀1.jpg

ZXP型带定位器气动薄膜直通单座调节阀在化工厂应用产品特点

◇ 顶导向单座调节阀,结构紧凑,部件少、易维修。
◇ 金属阀芯适用多种工作场合,达IV级泄漏标准,ZXPQ型软密封结构阀芯达VI级泄漏标准。
◇ 阀体按流体力学原理设计成等截面低流阻流道,额定流量系数增大30%。
◇ 可调范围大,固有可调比为50。
◇ 执行机构采用多弹簧结构,高度减少30%、重量减轻30%。
◇ ZXPV型波纹管密封型调节阀,对移动的阀杆形成的密封,堵绝流体外漏。
◇ ZXPJ型调节阀带有保温夹套,用于流体冷却后易结晶、凝固造成堵塞的场合。

   

电动自力式12.jpg

ZXP型带定位器气动薄膜直通单座调节阀在化工厂应用主要零件材料

◇ 阀体、阀盖:HT200,ZG230-450,ZG1Cr18Ni9Ti
◇ 阀芯、阀座:1Cr18Ni9Ti,司太莱合金堆焊
◇ 软密封阀芯:增强聚四氟乙烯
◇ 填料:聚四氟乙烯,柔性石墨
◇ 波纹管:1Cr18Ni9Ti
◇ 垫片:橡胶石棉板、10、1Cr18Ni9Ti、石棉缠绕垫片
◇ 膜盖:A3
◇ 波纹膜片:丁晴橡胶夹增强涤纶织物
◇ 弹簧:60SIMN
◇ 阀杆、推杆:2Cr13、1Cr18Ni9Ti
◇ 衬套:2Cr13

气动调节阀11.jpg

ZXP型带定位器气动薄膜直通单座调节阀在化工厂应用

控制器输出的电信号范围为4~20mA,同时,气动信号的范围是20Kpa~100Kpa。这两种信号之间的转换是通过电气转换器来完成的。

当控制器输出的电信号转换为相应气信号时,该气信号会作用于波纹管上。这使得杠杆2绕着支点运动,其下段向右移动并靠近喷嘴。随着喷嘴背压的增加,经过气动放大器放大后的气源部分会进入气动薄膜的气室,导致阀杆带动阀芯向下运动,从而逐渐减小阀门的开度。

在此过程中,与阀杆相连的反馈杆会绕着支点向下移动,使轴的前端也向下移动。这进一步导致偏心凸轮逆时针旋转,滚轮则顺时针旋转并向左移动,从而拉伸反馈弹簧。当反馈弹簧的拉伸力与作用在波纹管上的信号压力达到平衡时,阀门便稳定在某个位置不再动作。

通过上述介绍,我们对机械式阀门定位器的工作原理应有了初步了解。若有机会,实际操作和拆卸一次将有助于更深入地理解每个零件的功能和位置。接下来,我们将进一步扩展调节阀的相关知识,以增进对这一设备的全面认知。
图中的气动薄膜调节阀呈现气关式特性,这可以从两个方面来解释。首先,观察气动薄膜的进气方向,它显示出正作用,即气源进入气室后,膜片受到压力向下移动,进而压缩弹簧并推动阀杆向下。由于阀杆与阀芯相连,阀芯的正向安装使得阀门在得到气源时向关闭位置移动。因此,这种调节阀被命名为气关阀。
其次,从故障处理的角度来看,气关阀的设计也显得尤为重要。在气源或气管因施工或腐蚀导致供气中断的情况下,阀门在弹簧的反作用力下能够自动复位到全开位置。这种设计不仅保证了生产过程的安全性,还为故障处理提供了充足的时间。

以锅炉中的汽包为例,一台用于给水系统的调节阀若采用气开式,在能源中断时阀门可能会关闭,导致汽包因缺乏进水而烧干,从而引发停炉事故。而气关阀的设计则能有效避免这种情况的发生,即使在能源中断的情况下,阀门仍能保持全开状态,为汽包持续进水,确保生产安全。
这个小知识涉及到定位器正反作用的转换。
图中所示的调节阀为正作用类型。需注意,偏心凸轮具有两面,即A面和B面,其中A面代表正面,而B面代表反面。目前,A面朝外,若将B面朝外,则调节阀将呈现反作用特性。因此,简单来说,将图中的A面方向调整为B面方向,即可实现反作用的机械式阀门定位器转换。

再来看实物图,它展示了一个正作用的阀门定位器,其控制器输出信号范围为4-20mA。当信号为4mA时,对应的气信号为20Kpa,此时调节阀处于全开状态。而当信号达到20mA时,气信号则升为100Kpa,调节阀将关闭。

定位器9YTC.jpg

ZXP型带定位器气动薄膜直通单座调节阀在化工厂应用的选用与安装指南
在工业生产中,阀门的一部分,它们控制着流体介质的流量、压力和方向,发挥着截止、调节和控制的重要作用。因此,正确选择和安装阀门对于生产的正常运行至关重要。
选择阀门的原则:
根据工作条件选择:考虑温度、压力、介质种类及腐蚀性等因素。
根据工作性质选择:如真空度要求高的场合,应选用高真空或大口径的蝶阀。
根据管道输送能力确定:一般低压管宜用闸阀,高压管宜用切断阀或球型止回阀。
考虑经济核算:包括价格因素。
按管路布置方式选择:如水平管路、垂直管路以及明设或暗设等。
常用调节阀门的选择:
普通式直通单座调节阀:流量特性为直线特性,可调比为100:1~200:1,适用于小流量场合。结构简单紧凑,但流通面积有限,不宜用于小流量节流。
套筒式直通单座调节阀:可安装在任何位置,流量特性可通过改变节流件形状来满足不同工况需求。具有较大流通面积和可调比,适用于较高压力的气体场合。
角式三通双孔板形调节阀:结构特点为三个通道由两个90°弯头连接而成,中间通道有两个90°弯头和一个圆环状节流件组成的环形腔室。开启时,环形腔室容积变化;关闭后,两个90°弯头的截面积也相应变化,实现对气流的控制。总流通截面可达10m3/h以上,各通道间无相对运动,减少能量损失,达到节能目的。通过以上指南,希望能帮助您正确选择和安装气动调节阀,确保工业生产的顺利进行。

气动调节阀19.jpg

ZXP型带定位器气动薄膜直通单座调节阀在化工厂应用主要技术参数

规格与型号

气动薄膜式

气动活塞式

全电子式

电动式

全电子式

(温度调节执行器)

用   途

调节、开关

调节、开关

调节

开关

调节

弹簧范围

20-100KPa;40-200KPa;80-240KPa

气源/电源

0.14,0.25,0.4MPa

0.4~0.6MPa

220V.AC 50Hz

380V.AC 50Hz

220V.AC 50Hz

380V.AC 50Hz

20V.AC 50Hz

接   口

Rc1/4",Rc3/8"

Rc1/4", Rc1/2",Rc3/8"

配线:2-G1/2"

配线:2-G1/2"

M27×2

(温度传感器接头)

作用方式

气开、气关

气开、气关

双作用

电开、电关

电开、电关

冷却控制,加热控制

基本

误差

一般型

±1.5% FS(带定位器)

±1.0% FS

-

±2.0% FS

特殊型

±4.0% FS(带定位器)

±2.5% FS

-

-

回差

一般型

≤1.5% FS(带定位器)

≤1.0% FS

-

≤1.5% FS

特殊型

≤3.0% FS(带定位器)

≤2.0% FS

-

-

允许环境温度

-10~+70℃

-10~+60℃

-10~+50℃


的额定Kv·行程等技术指标

公称通径

20

25

32

40

50

65

80

100

125

150

200

额定Kv

线性

6.9

11

17.6

27.5

44

69

110

176

275

440

690

等百分比

6.3

10

16

25

40

63

100

160

250

400

630

额定行程L(mm)

16

25

40

60

气动膜片有效面积

Ae(cm2)

280

400

600

1000

固有流量特性

线性、等百分比

固有可调比

30:1、50:1

允许泄漏量

硬密封: Ⅳ级(10^(-4)×Kv);软密封:Ⅵ级(参见GB/T4213-2008)




技术参数

公称通径DN(mm)20253240506580100125150200(10)(12)(15)(20)额定流量系数KV直线1.82.84.46.91117.627.54469110176275440690等百分比1.62.54.06.31016254063100160250400630

额定行程L(mm)

16

25

40

60

膜片有效面积Ae(cm2)

280

400

600

1000

信号范围Pr(KPa)

20~100、40~200

气源压力Ps(MPa)

0.14~0.4

固有流量特性

直线、等百分比

固有可调比

50

允许泄漏量

硬阀座:IV级(10-4阀额定容量)    软阀座:VI级

公称压力PN(MPa)

1.0、1.6、4.0、6.4

工作温度t(℃)

常温型

-20~200、-40~240、-60~250

散热型

-40~450、-60~450

高温型

450~560

低温型

-60~-100、-100~-200、-200~-250

本产品性能指标贯彻GB/T4213-92标准

   

允许压差

气闭式调节阀允许压差表 单位: MPa

膜片有胶面积Ae(cm2)

280

400

600

1000

信号范围Pr(KPa)

20-100

20-100

40-200

20-100

20-100

40-200

20-100

20-100

40-200

20-100

20-100

40-200

气源压力Ps(MPa)

0.14

0.14

0.25

0.14

0.14

0.25

0.14

0.14

0.25

0.14

0.14

0.25

需配附件

-

P

P

-

P

P

-

P

P

-

P

P

DN

(mm)

d

(mm)

20

10

5.35

6.40

6.40










12

3.72

6.40

6.40










15

2.33

5.55

6.40










20

1.34

3.12

4.01










25

25

0.86

2.00

2.57










32

32




0.75

1.74

2.24







40

25




1.22

2.85

3.67







32




0.75

1.74

2.24







40




0.48

1.11

1.48







50

32




0.75

1.74

2.24







40




0.48

1.11

1.48







50




0.31

0.71

0.91







65

65







0.27

0.63

0.81




80

50







0.46

1.07

1.38




65







0.27

0.63

0.81




70







0.18

0.42

0.52




100

65







0.27

0.63

0.81




70







0.18

0.42

0.52




100







0.11

0.26

0.34




125

125










0.12

0.29

0.37

150

100










0.19

0.44

0.57

125










0.12

0.29

0.37

150










0.09

0.20

0.25

200

125










0.12

0.29

0.37

150










0.09

0.20

0.25

200










0.05

0.11

0.14


































*ZXP型带定位器气动薄膜直通单座调节阀在化工厂应用P:阀门定位器
**对于ZXPV型单座纹管密封调节阀,最大允许压差为1.0MPa,表中数据若数值小于1.0MPa则不变,若数值MPa,则取值1.0MPa。

   

气动带定位器调节阀1.jpg

气开式调节阀允许压差表 单位: MPa

 膜片有胶面积Ae(cm2)

280

400

600

1000

 信号范围Pr(KPa)

20-100

20-100

20-100

20-100

20-100

20-100

20-100

20-100

 气源压力Ps(MPa)

0.14

0.25

0.14

0.25

0.14

0.25

0.14

0.25

 需配附件

-

P

-

P

-

P

-

P

DN

(mm)

d

(mm)

20

10

5.35

6.40







12

3.72

6.40







15

2.33

5.55







20

1.34

3.12







25

25

0.86

2.00







32

32



0.75

1.74





40

25



1.22

2.85





32



0.75

1.74





40



0.48

1.11





50

32



0.75

1.74





40



0.48

1.11





50



0.31

0.71





65

65





0.27

0.63



80

50





0.46

1.07



65





0.27

0.63



70





0.18

0.42



100

65





0.27

0.63



70





0.18

0.42



100





0.11

0.26



125

125







0.12

0.28

150

100







0.19

0.44

125







0.12

0.26

150







0.09

0.20

200

125







0.12

0.28

150







0.09

0.20

200







0.05

0.11



































*ZXP型带定位器气动薄膜直通单座调节阀在化工厂应用P:阀门定位器
对于ZXPV型单座纹管密封调节阀,最大允许压差为1.0MPa,表中数据若数值小于1.0MPa则不变,若数值MPa,则取值1.0MPa。

ZXP型带定位器气动薄膜直通单座调节阀在化工厂应用外形尺寸及重量

气动调节阀14.jpg

标准型、散热形、高温型外形尺寸表  单位:MM

公称通径

20

25

32

40

50

65

80

100

125

150

200


282

308

394

494

L

PN16,40

150

160

180

200

230

290

310

350

400

480

600

PN64

230

230

260

260

300

340

380

430

500

550

650

H1

PN16

53

58

70

75

83

93

100

110

125

143

170

PN40

53

58

70

75

83

93

100

118

135

150

188

PN64

65

70

78

85

90

103

108

125

148

173

208

H

PN16

429

438

474

476

502

622

646

687

835

889

981

PN40

429

438

474

476

502

622

646

695

845

896

1000

PN64

456

468

511

525

535

663

673

705

868

958

1260

散热高温型

570

570

610

610

630

730

810

820

960

1090

1180

散热高温型高度(H)为PN16的数值
*ZXP型带定位器气动薄膜直通单座调节阀在化工厂应用夹套型高度H1及H均增加15%

气动调节阀036.jpg

波纹管密封型外形尺寸 单位:MM

公称通径

20

25

32

40

50

65

80

100

125

150

200

ФA

282

308

394

494

L

150

160

180

200

230

290

310

350

400

480

600

H1

53

58

70

75

83

93

100

110

125

143

170

H标准型

446.5

453.5

490

542

537.5

617.5

667

675

735

907.5

900


公称通径

20

25

32

40

50

65

80

100

125

150

200

ФA

282

308

394

494

L

PN16, PN40

150

160

180

200

230

290

310

350

400

480

600

PN64

230

230

260

260

300

340

380

430

500

550

650

H1

PN16, PN40

52.5

5705

70

75

8205

92.5

100

117.5

135

150

187.5

PN64

65

70

7705

85

900

102.5

107.5

125

147.5

172.5

207.5

H2

-60~-100℃

500

500

500

500

500

600

600

600

700

700

700

-100~-200℃

700

700

700

700

700

800

800

800

900

900

900

-200~-250℃

900

900

900

900

900

1000

1000

1000

1100

1100

1100

H

-60~

-100

(℃)

PN16, PN40

810

810

832

832

832

1026

1026

1024

1200

1198

1198

PN64

810

810

832

832

832

1026

1026

1024

1200

1198

1198

-100~

-200

(℃)

PN16, PN40

1010

1010

1032

1032

1032

1226

1226

1124

1400

1398

1398

PN64

1010

1010

1032

1032

1032

1226

1226

1124

1400

1398

1398

-200~

-250

(℃)

PN16, PN40

1210

1210

1032

1232

1232

1426

1426

1424

1600

1598

1598

PN64

1210

1210

1032

1232

1232

1426

1426

1424

1600

1598

1598

ФD3

260

260

285

305

340

370

405

460

525

590

700

ФD4

290

290

315

335

370

400

435

490

555

630

740

螺栓孔N(个)-D(直径)

8-14

8-14

8-14

8-16

8-16

10-16

10-16

12-18

14-18

16-18

18-18


调节阀重量表        单位:KG

公称通径

20

25

32

40

50

65

80

100

125

150

200

标准型

PN16

16

17

19

21

23

35

48

57

64

70

900

PN40

16

17

19

21

23

35

48

60

67

74

95

PN64

20

21

25

30

33

44

71

91

100

115

145

散热高温型

17

18

20

22

25

36

51

60

67

74

95

波纹管型

20

21

25

30

33

48

71

91

102

115

145

低温型

20

21

23

26

28

42

58

69

77

84

108

*本表中散热高温型的重量以PN16为依据,低温型以PN40为依据

   

气动带定位器调节阀16.jpg

ZXP型带定位器气动薄膜直通单座调节阀在化工厂应用连接标准

法兰标准 铸铁法兰按GB4216.5-84
铸钢法兰按GB9113-88 JB/T79-94
法兰密封面型式:PN10 、PN16为凸面;PN40 PN64为凹凸面,阀体为凹面.
薄膜执行机构气信号接口:内螺纹M16×1.5
夹套保温型夹套载热体接口:对焊φ18×4
*阀体法兰及法兰端面距离可以按用户的标准制造.
如:ANSI JIS JPI等标准.

定位器2.jpg

ZXP型带定位器气动薄膜直通单座调节阀在化工厂应用

机械式阀门定位器既有其优势也有不足:

优势在于其控制精度高。

然而,由于这种定位器采用气动控制,若需将位置信号传回中控室,则必须额外配备电气转换装置,这在一定程度上增加了系统的复杂性。
日常故障与应对措施。
在生产过程中,遇到故障是不可避免的,这也是生产环节中的常态。然而,为了确保产品质量、安全以及生产效率,我们必须及时有效地处理这些问题,这也是我们作为员工的核心价值所在。接下来,我们将简要探讨几种常见的故障现象及其应对策略:

  1. 阀门定位器反应迟缓
    若阀门定位器输出缓慢,首先尝试不打开其前盖,通过聆听声音并观察气源管是否有破裂迹象,以判断是否存在泄露。同时,也要注意输入气室是否有泄露的声响。若确实存在泄露,需及时处理。

接着,打开阀门定位器前盖,进一步检查内部部件,确保其完好无损。若发现任何异常或损坏,应立即采取相应措施进行修复或更换。

  1. 确认恒节流孔是否畅通
    首先,需要检查恒节流孔是否存在堵塞情况。恒节流孔的通畅与否直接影响到阀门定位器的输出力度。

  2. 审视挡板位置
    挡板的位置也是影响阀门定位器输出的一个关键因素。因此,在排查问题时,需要仔细检查挡板是否处于正确的位置。

  3. 检验反馈弹簧的弹力
    反馈弹簧的弹力对于阀门定位器的输出同样重要。如果反馈弹簧的弹力不足,那么阀门定位器的输出力度也会受到影响。因此,需要认真检查并确保反馈弹簧具有足够的弹力。

  4. 拆开方大器检查膜片
    如果以上步骤都未能解决问题,那么可能需要进一步拆开方大器,检查膜片是否完好无损。膜片的状况直接关系到阀门定位器的输出效果。

  5. 确认气源压力是否在标准范围内,并检查反馈杆是否脱落,这是初步排查的简单步骤。

  6. 仔细检查信号线的接线是否正确,虽然后期出现的问题通常可以忽略,但这一步仍然。

  7. 观察线圈和衔铁之间是否有异物卡住,这可能会影响到阀门定位器的正常工作。

  8. 审视喷嘴与挡板的配合位置是否恰当,确保它们能够协同工作。

  9. 深入检查电磁组件线圈的状况,以确保其性能良好。

  10. 探究平衡弹簧的调试位置是否合理,这关系到阀门定位器的输出力度和稳定性。

接下来,若遇到输入信号后输出压力无变化,或输出无法达到最大值等常见故障,可参照上述步骤进行逐一排查。

气动调节阀000.jpg

ZXP型带定位器气动薄膜直通单座调节阀在化工厂应用调节阀的行程调整

在生产过程中,长时间使用的调节阀可能会出现行程不准的问题,导致无法精确地达到预设位置。为了解决这个问题,我们需要对调节阀的行程进行调整。

首先,选取最大点进行调校,这些点包括0、25、50、75和100,都以百分数表示。特别是对于机械式阀门定位器,了解定位器内部调节零位和调节跨度的手动部件位置至关重要。

以气开调节阀为例,我们需要进行零点调校。在控制室或信号发生器给予4mA的信号时,调节阀应该关闭。如果无法全关,则需要进行零点调整。完成零点调整后,我们再调整50%这个点,同时注意反馈杆与阀杆应保持垂直状态。接着,进行100%点的调整,并反复在0-100%之间的五个点进行调整,直至开度精确为止。

此外,随着科技的发展,现在也有了智能式定位器。虽然智能式定位器操作简便,只需轻点手指即可完成调零、调量程和调行程等操作,但机械式定位器对于新入门的仪表人员来说仍然具有不可替代的价值。通过动手拆装和修理机械式定位器,我们可以提升自己的动手能力,并对内部结构有更深刻的印象。

无论是智能式还是机械式定位器,在整个自动化生产过程中都扮演着至关重要的角色。一旦出现故障,整个自动化控制系统将失去意义。因此,我们需要定期对定位器进行维护和检查,以确保其始终处于良好状态。