工作原理气动调节阀的特点和特点控制简单

一、工作原理

气动调节阀以压缩空气为动力源，气缸为执行机构，采用电动阀门定位器、转换器、电磁阀、阀门等附件驱动阀门；

实现开关量或比例调节，接收工业自动化控制系统的控制信号，完成管道介质：流量、压力、温度等工艺参数的调节。

气动调节阀具有控制简单、响应速度快、本质安全等特点，无需额外的防爆措施。

气动调节阀通常由气动执行器与调节阀连接、安装、调试组成。可分为单作用和双作用。单作用执行器有回位弹簧，双作用执行器没有回位弹簧。

单作用执行器在失去原点或突发故障时，可自动恢复到阀门最初设定的开启或关闭状态。

气动调节阀按动作形式分为气开式和气关式两种，即所谓的常开式和常闭式。气开或气关通常是通过执行机构的正反作用和阀门结构的不同装配方式来实现的。

二、气动调节阀的操作方式

气开型（常闭型）是当膜头上的气压增大时，阀门向开度增大的方向运动，当达到输入气压上限时，阀门全开。

反之，当气压降低时，阀门向关闭方向移动，当没有空气输入时，阀门全关。顾通常我们把气开控制阀称为失效关闭阀。

气关型（常开型）的作用方向与气开型正好相反。

当气压升高时，阀门向关闭方向移动；当气压降低或不降低时，阀门向开启方向移动或全开。

顾通常我们称气关控制阀为故障开启阀。

风口和风口的选择是基于工艺生产的安全点。切断气源时，调节阀处于关闭位置安全还是打开位置安全。

例如，在加热炉的燃烧控制中，调节阀安装在燃气管道上，根据炉膛温度或加热炉出口处被加热物料的温度来控制燃料的供应。加热炉。

此时选择气开式阀门比较安全，因为一旦气源停止供气，阀门关闭比全开更适合。如果空气供应中断并且燃油阀完全打开，则存在过热的危险。

又如冷却水冷却的换热设备，热物料在换热器中与冷却水进行热交换，冷却水管上安装调节阀；

利用热交换后的物料温度来控制冷却水量。气源中断时，调节阀应处于开启位置更安全控制阀，并应使用断气（即FO）调节阀。

三、阀门定位器

阀门定位器是控制阀的主要附件，与气动控制阀配合使用较多。它接受调节器的输出信号。

然后用它的输出信号来控制气动控制阀。当控制阀动作时，阀杆的位移通过机械装置反馈给阀门定位器控制阀，通过电信号将阀门位置传递给上位系统。

阀门定位器按其结构和工作原理可分为气动阀门定位器、电动气动阀门定位器和智能阀门定位器。

阀门定位器可以增加控制阀的输出功率，减少控制信号的传输滞后，加快阀杆的运动速度，提高阀门的线性度，克服阀门的摩擦力阀杆，消除不平衡力的影响，保证调节阀的正确定位。

执行器分为气动执行器和电动执行器，有直行程和角行程之分。用于自动和手动开启和关闭各种切割门、挡风板等。

四、气动调节阀安装原理

1.气动调节阀的安装位置应与地面有一定的高度，阀门的上下部分应留有一定的阀门拆卸和维修空间。

对于配备气动阀门定位器和手轮的调节阀，必须便于操作、观察和调整。

2. 调节阀应安装在水平管道上，上下两侧应与管道垂直。一般应在阀下支撑，以保证稳定性和可靠性。

对于特殊场合，当调节阀需要水平安装在垂直管道上时，调节阀也应有支撑（小口径调节阀除外）。安装时避免给调节阀增加额外的应力）。

3.调节阀工作环境温度应在（-30～+60)相对湿度不大于95%～95%，相对湿度不大于95%。

4.调节阀前后应有直管段，长度不小于管径（10D）的10倍，避免直管段阀门太短，影响流量特性。

6. 设置旁通管。目的是方便切换或手动操作，无需停机即可维修控制阀。

7.调节阀在安装前，彻底清除管道中的异物，如污垢、焊渣等。

五、常见故障及解决方法

1.调节阀不工作

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，判断定位器放大器或电/气转换器是否有输出；输出，放大器的恒流孔被堵塞，或压缩空气中的水分在放大器的球阀处积聚。

用细线疏通恒流孔，清除污垢或清洁气源。

如以上正常，有信号但无动作，则为执行机构故障或阀杆弯曲，或阀芯卡死。在这种情况下，必须拆下阀门进行进一步检查。

2. 控制阀堵塞

如果阀杆往复行程慢，可能是阀体内有粘性物质，结焦堵塞，或者填料太紧，或者四氟填料老化。阀杆弯曲、划伤等

调节阀卡死故障多发生在新投入运行的系统和检修运行初期。因此，介质的流动并不顺畅。

或者调节阀在维修时填料太紧，导致摩擦增大，造成小信号不动作，大信号动作过大的现象。

在这种情况下，可以快速打开和关闭辅助管路或调节阀，使污垢被介质从辅助管路或调节阀中吹走。

另外，可以用管子扳手夹住阀杆，在外部有信号压力的情况下，用力正反转动阀杆，使阀芯闪过卡。

如果不能解决问题，增加气源压力，增加驱动力上下移动数次，即可解决问题。

如果仍不能移动，则需要拆卸控制阀。当然，这项工作需要很强的专业技能，必须在专业技术人员的协助下完成阀门厂家，否则后果会更严重。

六、阀门泄漏

调节阀的泄漏通常是调整的，下面分别分析节流阀的内泄漏、填料的泄漏以及阀芯和阀座变形引起的泄漏。

1.阀门内漏

阀杆长度不舒服，气开阀阀杆过长，阀杆向上（或向下）距离不够，造成阀芯之间有间隙阀座与阀座不能充分接触，造成不严和内漏。

同样，如果气关阀的阀杆过短，也会造成阀芯与阀座之间出现间隙，不能充分接触，造成关闭不良和内漏。

解决方法：调节阀的阀杆应缩短（或加长），使调节阀的长度合适，使其不再泄漏。

2.填料泄漏

填料装入填料函后，通过压盖对其施加轴向压力。

由于填料的塑性变形，产生径向力，与阀杆紧密接触，但这种接触不是很均匀，有的部位接触松，有的更紧，甚至有的部位没有根本不碰。

调节阀在使用过程中，阀杆与填料之间存在相对运动，称为轴向运动。

在使用过程中，受高温、高压、高渗透性流体介质的影响，调节阀的填料函也是泄漏较多的地方。

填料泄漏的主要原因是界面泄漏。对于纺织填料，也会有泄漏（压力介质沿着填料纤维之间的微小间隙泄漏）。

阀杆与填料之间的界面泄漏是由于填料接触压力的逐渐衰减和填料本身的老化造成的。此时，压力介质将沿填料与阀杆之间的接触间隙流动。外漏。

为方便填料的装入，填料函顶部进行了倒角处理，并在填料函底部放置了防腐蚀间隙小的金属保护圈。注意保护环与填料的接触面不能是斜面，以防止填料被介质压力推出。

填料函与填料接触部分的表面应进行光洁度处理，以提高表面光洁度，减少填料的磨损。填料由柔性石墨制成。

由于其气密性好，摩擦力小，长期使用变化小，磨损烧损小，维修方便，压盖螺栓重新拧紧后摩擦力不变，耐压和耐热性好，不受内部介质腐蚀，与阀杆和填料函内部接触的金属无点蚀或腐蚀。

这样有效地保护了阀杆填料函的密封，保证了填料密封的可靠性，大大提高了使用寿命。

3.阀芯和阀座变形泄漏

阀芯和阀座泄漏的主要原因是调节阀生产过程中的铸造或锻造缺陷，可导致腐蚀强化。

腐蚀性介质的通过和流体介质的冲洗也会造成调节阀的泄漏。腐蚀主要以侵蚀或气蚀的形式存在。

腐蚀性介质通过调节阀时，会对阀芯和阀座的材料产生侵蚀和冲击，使阀芯和阀座呈椭圆形或其他形状。 ，导致阀芯与阀座不匹配，有间隙，阀门关闭不严，发生泄漏。

检查阀芯和阀座的材料选择。选用耐腐蚀材料，对有麻点、沙眼等缺陷的产品坚决拒收。

如果阀芯和阀座变形不太严重，可以用细砂纸打磨，以消除痕迹，提高密封光洁度，提高密封性能。如果损坏严重，应更换新的阀门。

七、振荡

控制阀弹簧刚度不足，控制阀输出信号不稳定，变化过快容易引起控制阀振荡。

另外，所选阀门的频率与系统频率相同或管路、底座剧烈振动，使控制阀随之振动。

选型不当，调节阀开度小，流阻、流量、压力变化剧烈。当超过阀门的刚度时，稳定性会变差，严重时会出现振荡。

因为产生振荡的原因很多，需要具体问题具体分析。

可通过增加刚度来消除轻微的振动，如选择刚度大的弹簧调节阀，采用活塞执行机构结构等；增加支持消除振动干扰；

当阀门频率与系统频率相同时，更换不同结构的控制阀；不当造成的，具体是因为阀门的流量C值太大，必须重新选择，选择较小的流量C值或使用分程控制或使用分主阀来克服控制阀工作在一个小开口处。产生振荡。

八、控制阀有噪音

流体流经调节阀时，如果前后压差过大，阀芯、阀座等部位会产生空气。腐蚀现象，使流体产生噪音。

如果流量值过大，必须重新选择流量值合适的调节阀，以克服调节阀在小开度工作时产生的噪音。下面介绍几种消除噪声的方法。

1.共振噪声消除方法

只有当调节阀产生共振时，能量才会叠加，产生100多分贝的强烈噪音。

有的震动大，噪音小，有的震动小，噪音很大，有的震动大，噪音大。

这种噪音会产生单音声音，频率通常为 3000-7000 Hz。很明显，共振消除了，噪音自然也就消失了。

2.气蚀降噪

气蚀是流体动力噪声的主要来源。空化过程中，气泡破裂产生高速冲击，局部产生强烈湍流，产生空化噪声。

这种噪音的频率范围很广，并且会产生类似于含有沙子和砾石的流体发出的嘎嘎声。消除和减少气蚀是消除和降低噪音的有效途径。

3.采用厚壁管道法

使用厚壁管是声路处理方法之一。使用薄壁管可以增加5分贝的噪音，使用厚壁管可以降低0到20分贝的噪音。

相同管径的管壁越厚，相同壁厚的管径越大，降噪效果越好。

如DN200管，其壁厚为6.25、6.75、8、10、1 2.@ >5、15、18、20、21.5mm，降噪为-3.5、-2（即增加）阀门公司，0、3、6、8、11、13、14.5dB。

当然，墙越厚，成本越高。

4.采用吸音材料法

这也是一种常见且最有效的声路处理方法。噪声源和阀后管路可以用吸音材料覆盖。

必须指出，由于噪音会在流体流动中传播很长的距离，因此消音的效果在吸音材料被包装和使用厚壁管道的地方结束。

这种方法适用于噪声不是很高，管道不是很长的情况，因为它是一种比较昂贵的方法。

5.串联消声法

适用于气动消声器，可有效消除流体内部的噪声，抑制传递到固体边界层的噪声水平。

这种方法对于阀门前后质量流量或压降比较大的场所最为有效和经济。使用吸收式在线消声器可以大大降低噪音。

但是，经济方面的考虑通常仅限于衰减到大约 25 dB。

6.隔音箱法

使用隔音箱、房屋和建筑物将内部的噪声源隔离，使外部环境的噪声降低到可接受的范围内。

7.系列节流方法

当调节阀的压力比高时（△P/P1≥0.8)，采用串联节流方式是分散调节阀上的总压降和固定节流阀门后面的元件。

例如，使用扩散器和多孔限流器，这是降低噪音的最有效方法。是的。

为了获得最佳的扩压器效率，扩压器必须根据每件的安装情况进行设计（物理形状、尺寸），使阀门产生的噪声级和扩压器产生的噪声级一样。

8.选择低噪音阀门

低噪音阀是基于流体通过阀芯和阀座的曲折流道（多通道、多通道）逐渐流动。减速以避免在流动路径中的任何点出现超音速。

低噪音阀门（专为特殊系统设计）有多种形式和结构可供使用。

在噪音不太大的情况下，选择低噪音套筒阀，可以降低噪音10-20分贝，是最经济的低噪音阀门。

九、阀门定位器故障

普通定位器的工作原理是机械力平衡，即喷嘴挡板技术。故障类型主要有以下几种：

1.由于机械力平衡原理，运动部件多，易受温度和振动影响，造成调节阀波动；或者不干净的气源被堵塞，使定位器无法正常工作；

3.利用力平衡原理，在恶劣的场所，弹簧的弹性系数会发生变化，导致控制阀出现非线性，从而导致控制质量下降。

4.智能定位器由微处理器（CPU）、A/D、D/A转换器等部件组成，其工作原理与普通定位器完全不同，设定值与实际值是纯电信号，不再是力平衡。

因此可以克服常规定位器受力平衡的缺点。但用于紧急停车时，如紧急切断阀、紧急排气阀等。

这些阀门要求在某个位置静止，只有在紧急情况发生时才需要可靠动作。长时间停留在某个位置很容易使电气转换器失控，造成小信号不动作的危险情况。

另外，由于阀门使用的位置感应电位器在现场工作，阻值容易变化，造成小信号不动作，大信号全开的危险情况。 .

因此，为了保证智能定位器的可靠性和可用性，必须经常对其进行测试。