气动薄膜调节阀的选型

                            气动薄膜调节阀的选型

                            上海91视频色下载APP阀门有限公司     

    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。上海91视频色下载APP阀门厂所生产的气动薄膜调节阀主要有：直通单座调节阀、双座调节阀和高压角式调节阀……更多》。直通单座调节阀泄漏量小，流体对单座阀芯的推力所形成的不平衡力很大，因此直通单座调节阀适用于要求泄漏量小、管径小和阀前后压差较低的场合。直通双座调节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；所以双座调节阀的不平衡力很小，允许阀前后有较大的压差。自力式压力调节阀  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，双座调节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。高压角式调节阀阀体为直角式，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91视频WWW免费下载蚀的场合。这种阀体可以避免结焦、粘结和堵塞，便于清洁和自净。 
    (2)、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。

气动调节阀是以压缩空气为能源的调节阀，它具有结构简单、性能稳定、价格低廉、维修方便、防火防爆等特点，因此广泛的应用于化工、石油、冶金、发电等工业部门中上海91视频色下载APP阀门有限公司主营阀门有：91视频看看簧色(91视频黄色网91视频看看簧色,可调式91视频看看簧色,波纹管91视频看看簧色,活塞式91视频看看簧色,91视频WWW免费下载91视频看看簧色,先导式91视频看看簧色,空气91视频看看簧色,氮气91视频看看簧色,水用91视频看看簧色,自力式91视频看看簧色,比例91视频看看簧色)、安全阀、保温阀、低温阀、球阀、截止阀、闸阀、止回阀、蝶阀、过滤器、放料阀、隔膜阀、旋塞阀、柱塞阀、平衡阀、调节阀、疏水阀、管夹阀、排污阀、排气阀、排泥阀、气动阀门、电动阀门、高压阀门、中压阀门、低压阀门、水力控制阀、真空阀门、衬胶阀门、衬氟阀门。。 

    由于调节阀是直接安装在工艺管道上，使用条件恶劣，如高温高压、深度冷冻、易燃易爆、易结晶、强腐蚀、高粘度、含固体杂质等。为了适应这些环境，人们设计发明了种类繁多的调节阀。如果选型不当，就会直接影响生产的安全稳定的运行，因此，在设计中调节阀的选型就是一个至关重要的过程，也是一个复杂的过程。 
    常见结构特征 
    调节阀是由阀体部件和执行机构两部分组成。阀体部件直接安装在工艺管道上，起改变流体流率的作用。执行机构是调节阀的推动装置，它根据控制信号的大小，产生相应的推动力，从而带动调节阀的阀芯动作改变调节阀的节流面积，达到调节的目的。 
    调节阀按照能源的不同，主要分为气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀三大类。 
    阀体部件根据其结构形式，可分为单座调节阀、双座调节阀、套筒调节阀、三通调节阀、角阀、球阀、闸阀、隔膜调节阀等。 
    本文主要论述在各种工况下，气动薄膜调节阀的选用以及计算。随着工业自动化程度的不断提高，调节阀作为自动调节系统的终执行机构，得到越来越广泛的应用，调节阀应用的好坏直接关系着生产的质量与安全。因此，本公司结合生产自控系统的设计，仪表造型及安装、调试及维护的经验，为您解说薄膜调节阀应用。

一、调节阀流量系数的计算 
    流量系数是一个与阀门的结构和给定行程有关的系数，用来衡量阀门的流通能力，即把不同工作条件下所需要的流量转化为一个标准条件下的流量。 
    表示调节阀流量系数的符号有：C、Cv、Kv，它们的意义是相同的，都表示特定的流体（如：温度5~40℃的水），在一定的压降下（如：100kPa），1小时内流过调节阀的体积数。只是由于定义和运算单位不同（即标准状态不同）在数值上有一些差别。 
    C、Cv、Kv三者之间的关系为：Cv=1.17Kv，Kv=1.01C 
    虽然三者的定义是“1小时内流过调节阀的体积数”，但由于是系数，所以是没有量纲的。 
    只要确定了阀门的大流量、阀全开时的压力、介质密度等参数，就可以根据下表的公式计算这是流体的大流量系数。

其中：P1、P2为阀全开时的进出口压力100kPa，91视频黄色网和91视频WWW免费下载用绝压。    

ΔP：阀的进出口压力，即ΔP=P1-P2 

    QN：标况下91视频黄色网的流量Nm3/h    

ρ：工况下液体的比重，水为1    

ρN：标况下91视频黄色网的比重，空气为1    

GS：91视频WWW免费下载流量，kg/h    

T：工况下的温度℃ 
    T0：工况下，饱和91视频WWW免费下载的温度℃    

t：91视频黄色网的操作温度℃ 
    流量系数的计算公式有很多种，大的方面就可以分为压缩系数法和平均重度法两大派，不论选哪种，计算的都是一种理想状态，出入并不大，从选型上讲，有一种就够了。（以上是我院用的公式，实践证明简单有效）

二、调节阀结构形式的选择 
    这是阀门选型中重要的方面，直接决定阀门的使用和维护，所以要结合具体的使用工况，综合考虑。 

在化工生产过程中，一个工艺过程的控制是否平稳，超调量、衰减比、扰动是否在规定的范围内，除了工艺设计合理、设备外，重要的一点就是调节阀能否按照主体控制意识准确动作，从而地改变物料或能量。如果调节阀的流量特性差、渗漏大、动作不可靠，就会使自动控制过程的质量变差，甚至失去调节作用，从而增加了劳动强度，给生产带来重大的经济损失。因此，调节阀的选择显得非常重要。气动薄膜调节阀因具有调节性能好、结构简单、动作可靠、维护方便、防火防爆及价廉等优点，而被广泛用于化工生产过程控制中。那么如何选择合适的气动薄膜调节阀呢?这要从以下几方面进行。
1调节阀类型的选择
化工生产过程中，被调节的介质特性千差万别，有的高压，有的高粘度，有的有腐蚀性，而且流体的流动状态也各不相同，有的流量很小，有的流量很大。因此，必须选择合适类型的调节阀去满足不同的要求。
1.1调节阀结构形式的选择
在选择调节阀的结构形式时，主要是根据现场被控工艺介质的特点、工艺生产条件和控制要求等，结合调节阀本身的流量特性和结构特点来选择。如用于大口径、大流量、低压差或浓浊浆状及悬浮颗粒物的介质调节时，可选用气动薄膜调节蝶阀；当要求直角连接，介质为高粘度、含悬浮物和颗粒状介质的调节时，可选用流路简单、阻力小、易于冲洗的气动薄膜角型调节阀；当调节脱盐水介质时，由于脱盐水介质中含有低浓度的酸或碱，它们对衬橡胶的蝶阀、隔膜阀有较大的腐蚀性，因此可选用水处理球阀，以延长使用寿命；当要求阀在小开度时工作，就不应选用双座阀，因双座阀有两个阀芯，其下阀芯处于流闭状态，稳定性差，易引起阀的振荡。
此外，选用调节阀时，还应考虑调节阀的阀芯型式。阀芯是调节阀关键的零件，有直行程阀芯和角行程阀芯两大类。直行程调节阀阀芯是垂直节流的，而介质是水平流进流出的，阀腔内流道必然转弯倒拐，使阀的流路形状如倒"S"型，因而存在许多死区，为介质的沉淀提供了空间，易造成堵塞。角行程调节阀的阀芯是水平节流的，与介质的进出方向一致，因此易把不干净介质带走，而且流路简单，介质沉淀空间少，故其防堵性能好。
再次，还应考虑调节阀上阀盖的形式和所用的填料。当介质温度为-20~200℃时，应选用普通型阀盖；当温度高于200℃时，应选用散热型阀盖；当温度低于-20℃时，应选用长颈型阀盖；在有剧毒、易挥发、易渗透等重要介质的场合，应选用波纹管密封型阀盖。上阀盖填料室中的填料有聚四氟乙烯或石墨填料，前者摩擦系数小，可减少回差，且密封性好；后者使用寿命长，但密封性差。
1.2调节阀作用方式的选择
调节阀气开、气关形式的选择，主要从工艺生产上的安全要求出发，其原则是：当仪表供气系统发生故障中断供气或控制信号中断时，调节阀处于打开或关闭的位置由其对生产造成危害性大小决定。如阀门处于打开位置时危险性小，则应选气关阀。
2流量特性的选择
调节阀的流量特性是指介质通过阀门的相对流量与阀门的相对开度间的关系。在阀前后压差保持不变时，称为理想流量特性。生产中常用的有直线型、等百分比型、抛物线型和快开型四种。实际生产中，由于管道系统除了调节阀外，还有其它的串、并联管道。因此，调节阀前后压差通常是变化的，这种情况下的流量特性称为工作流量特性。
流量特性的选择实质是如何选择直线和等百分比特性，因为抛物线流量特性介于直线和等百分比之间，一般可用等百分比特性代替；而快开特性用于二位式调节及程序控制中。那么，如何选择调节阀的流量特性呢？
2.1从调节系统的调节品质分析
原则是：适当选择调节阀的特性，以阀的放大系数的变化来补偿调节对象放大系数的变化，使调节系统的放大系数保持不变的控制效果。若调节对象的放大系数随负荷增加而变小，则应选用等百分比特性的调节阀；若调节对象的放大系数为线性，则应选用直线流量特性。
2.2从工艺配管情况分析
由于系统配管的情况不同，配管阻力的存在会引起调节阀上压降的变化，从而使流量特性变化。因此应根据系统的特点来选择希望得到的工作特性，然后再考虑配管情况来选择相应的理想特性。流量特性与配管情况对照如下：（S：称为阀阻比，指调节阀全开时阀前后压差ΔPmin与系统总压差ΔP之比。）
配管情况S=1~0.6S=1~0.6S<0.3
阀工作特性直线 等百分比直线 等百分比不宜控制
阀理想特性直线 等百分比等百分比 等百分比不宜控制

2.3从负荷变化情况分析
直线阀在小开度时流量变化大，调节过于灵敏，容易引起振荡，因此在S小、负荷变化大的场合不宜使用；快开阀一般用于双位调节和程序控制的场合；等百分比阀的放大系数随阀门的行程增加而增大，流量相对变化是恒定不变的，因此适用于负荷变化大、幅度大的场合。生产过程自动化中，等百分比特性是应用广泛的一种。
3调节阀口径的选择
当选定了调节阀的类型和流量特性之后，就可进一步确定它的尺寸。流通能力是确定调节阀口径的主要依据。所谓流通能力C，是指在调节阀前后压差为100Kpa、水的密度为1000Kg/m3的条件下，每小时通过阀门的水的立方米数。调节阀口径选择按以下步骤进行。
3.1确定调节阀的大、小流通能力Cmax、Cmin
先根据生产能力、设备负荷、介质状态，确定调节阀的大、小流量；其次根据工艺管路、设备等组成的系统总压降大小的变化情况来确定调节阀上的大小压差。然后，选择合适的计算公式计算出Cmax、Cmin。
C值的计算方法如下：
 液体：

   （1）一般液体：
（2）高粘度液体：


      Q：流经阀门的体积流量
       ΔP：阀前后压差
   ψ：粘度修正系数
        ρ：液体密度
91视频黄色网：
（1）一般91视频黄色网：
   当P2>0.5P1时，当P2≤0.5P1时，

    （2）高压91视频黄色网：
   当P2>0.5P1时，当P2≤0.5P1时，

        z：压缩系数
  ρN：标准状态下91视频黄色网的密度
   QN：标准状态下91视频黄色网的流量
    T：操作温度
   P1：阀前压力
   P2：阀后压力
91视频WWW免费下载：
（1）饱和91视频WWW免费下载：
  当P2≥0.5P1时，当P2<0.5P1时，

    （2）过热91视频WWW免费下载：
  当P2<0.5P1时，当P2≥0.5P1时，

       Δt：过热91视频WWW免费下载温度
    K：修正系数
    M：91视频WWW免费下载质量流量
   P1：阀前压力
    P2：阀后压力
 ΔP1：阀前后压力
部分国产调节阀流通能力C值表

 3.2根据计算得到的大流通能力Cmax和已确定的调节阀类型，在调节阀选型样板该系列调节阀额定流通能力Cmax中，选取大于并接近于此Cmax的C值，作为选定的C值，并确定对应的公称直径和阀门直径。
3.3验算调节阀开度
（1）根据所选择的C值和流量特性，验算阀的开度。一般阀的开度为应全行程的90%~10%，即验算：

    （2）一般情况下，等百分比阀大流量时对应开度宜为90%，直线阀宜为70%，抛物线阀宜为80%。
3.4验算可调比
可调比R是指调节阀所能控制的大流量与小流量之比，即R=Qmax/Qmin。因在选用调节阀口径时已使阀的C值大于计算的Cmax值，故应验算R是否小于所选阀的实际可调比，即：

    值得注意的是：调节阀的选型比计算重要得多，复杂得多。因为计算只是一个简单的公式计算，它的本身不在于公式的度，而在于所给定的工艺参数是否准确。选型涉及到的内容较多，稍不慎，便会导致选型不当，不仅造成人力、物力、财力的浪费，而且使用效果还不理想，带来若干使用问题，如可靠性、寿命、运行质量等。

    工艺介质：必须清楚工艺介质的物理状态，像高粘度、含悬浮物、闪蒸液体、91视频黄色网、91视频WWW免费下载都必须选择适当的阀门，以解决对阀门的冲蚀及耐磨损问题。 
    泄漏量：阀门使用的泄漏量必须满足工艺要求。有些种类的阀门，使用后泄漏量会增加很多，对于一些对泄漏要求高的场合就不能使用。 
    压差：阀门工作压差应小于阀的允许压差，如不行，则须从特殊角度考虑或另选它阀。 
    温度：介质的温度在阀的工作温度范围内，环境温度也气动薄膜调节阀的选型探讨要符合要求。 
    根据介质的洁净情况考虑阀的防堵问题。 
    根据介质的化学性能从结构考虑阀的耐腐蚀问题。 
    综合性价比后，考虑顺序一般为：蝶阀－单座阀－双座阀－套筒阀－角形阀－三通阀－球阀－偏心旋转阀－隔膜阀。

三、弹簧范围的选择 
    弹簧是气动调节阀的主要零部件，用来使膜片克服气室压力反方向运动，所以是用压力来表示，即xx∼xxxkPa，也就是一台阀在静态时从开始移动到走完行程的膜室压力的变化范围。 
    为了保证调节阀的正常关闭，就必须用执行机构的输出力来克服压差对阀芯产生的不平衡力。对气闭阀来说，膜室压力必须先保证阀门关闭到位，然后继续增加这部分力，才能把阀芯紧压在阀座上；对气开阀来说，当控制要求关阀时，弹簧必须克服膜室压力，才能把阀芯紧压在阀座上。 
    由于执行机构的输出力是膜片压力、弹簧张力、摩擦力等的合力，所以，在选择弹簧的时候，要充分利用气源250kPa的压力，才能使阀门稳定、可靠的运行。 
四、材料的选择 
    材料的选择主要是根据介质的压力、温度、腐蚀性、气蚀、冲蚀五方面决定的。 
    阀体耐压等级、使用温度和耐腐蚀性能等方面应不低于工艺连接管道的要求，并应优先选用制造厂定型产品。 
    金属的耐腐蚀材料的选择是调节阀材料选择的主要内容，在强腐蚀类的介质中选择耐腐蚀材料时，必须根据其浓度、温度、压力三者结合起来综合考虑，这方面有专门的耐腐蚀材料手册，必要时可考虑防腐衬里。

    选择衬里材料（橡胶、塑料）还要考虑阀动作时对它物理、机械的破坏（如剪切破坏）和老化。 
    真空阀不宜选用阀体内衬橡胶、塑料结构。 
    对于汽蚀、冲蚀严重的阀门，如高压介质、含固体颗粒的介质，首先应从结构上考虑，然后再考虑材料的耐磨损问题，对于切断类硬密封调节阀，必须加强密封面的保护，因为密封面是容易被磨损的，可选用的常用的耐磨材料是司太莱合金表面堆焊和钴基合金耐磨涂层。 
    阀体与节流件分别对待，阀体内壁流速小并允许有一定的腐蚀，其腐蚀率可以在lmm/年左右；节流件受到高速冲刷、腐蚀会引起泄漏增大，其腐蚀率应小于0.1mm/年。 
五、作用方式的选择 
    气动调节阀案执行机构的作用方式分为两种：气开阀和气闭阀。气开阀随着调节信号的增加，逐步加大调节阀的开度，无信号时，阀门处于关闭位置；气闭则相反。 
    气开、气闭的选择主要是从生产安全的角度考虑，也就是考虑当系统出故障，调节阀无信号压力时，调节阀处于哪种位置对生产有利，若阀处于全关位置时对生产危害小，则选用气开阀，反之，则选用气闭阀。 
    控制系统中规定：气动薄膜执行机构当信号增加时，推动阀杆向下运动的，为正作用；推动阀杆向上运动的，为反作用。 六、调节阀的工作流量特性的选择 
    调节阀的流量特性是指介质流过阀门的相对流量与阀门相对开度的关系，其数学表达式为：Q/QMAX=F（l/L） 
    一般说来，改变调节阀的节流面积，便可以调节流量。在实际使用中，节流面积的改变，流量改变，会导致系统中所有阻力的改变。使调节阀前后压差改变，在日常的选型过程中，91视频看看簧色假定阀门前后压差不变，称为理想流量特性，又称为固有流量特性。在调节系统中，理想流量特性主要有线性、等百分比两种。     线性特性是指调节阀的相对流量和相对开度成直线关系，即单位行程变化引起的流量变化是常数。 
    直线特性的阀门在小开度工作时，流量相对变化太大，调节作用太强，容易引起振荡；而在大开度时，变化太小，调节太弱。等百分比特性是指单位形成变化引起的流量变化，与该点的相对流量成正比，即调节阀的放大系数是变化的，它随着流量的增加而变大。等百分比特性的调节阀在小开度时，流量小，调节阀的放大系数小，调节平稳缓和，大开度时，流量大，调节阀的放大系数大，调节灵敏有效。 
    在实际使用中，系统的各种阻力会严重的削弱调节阀的灵敏性，永远达不到上述的理想状态。 

七、流向的选择 
    在节流口，介质对着阀芯开方向流为流开，向关方向流为流闭。一般阀门对流向的要求可分为三种情况： 
    A 对流向没要求，如球阀、蝶阀 
    B 流向不得改变，如三通阀、文丘里阀    

C 可双向工作的阀门，如单座阀、角阀 
    一般情况下选流开，即阀门全关时，介质的流向是阀门打开，因为这时候阀门的背压低，阀盖，及阀杆的密封压力小。对于高压、有气蚀作用或是杂质较多的管道，则宜选用流闭阀，以提高寿命。

 

八、上阀盖的选择 
    上阀盖的作用是容纳填料函中的填料，并使之在一定的温度范围内稳定的工作而保证密封性能。所以根据调节阀的使用温度分为三种： 
    A 普通型，温度范围：铸铁-40∼200℃，铸钢-40∼250℃B散热型，温度范围：碳钢-40∼450℃，不锈钢-60∼250℃    

C 长颈型，温度范围：-250∼200℃ 九、填料和附件的选择 
    填料指的是阀杆和阀体之间的密封材料 
    A 有些介质对密封填料有特殊要求，比如氧气要求填料要禁油。    

B 对于有毒有害或贵重流体，可选择波纹管密封。 
    调节阀的附件主要有：定位器、转换器、91视频看看簧色、过滤器、行程开关、电磁阀、手轮机构等。选择原则主要有以下几点： 
    A 附件起补充功能和保证阀运行的作用，不必要的不要增加。 
    B. 定位器的主要功能是提高输出力和动作速度，提高精度，不需要这些功能时，可不带。 
    C. 电磁阀用来切换气信号，通常在联锁等关键时候动作，应选择可靠的产品，防止要它动作时不动作。选择时，不但要提供信号方式、防爆要求，更应该提供响应速度、失电时主阀状态。 
    D. 所有附件由生产厂家提供并总成在阀上供货，以保证系统和总成联接的可靠性。订货时，应提供附件的名称、型号、规格、响应速度、输入信号、输出信号等。 
十、阀门泻漏量的选择 

    泄漏量指规定测试条件下，控制阀关闭情况时流过控制阀的流体流量。GB/T4213-92有相关规定，需要时可查阅，这里就不赘述。 
    调节阀主要的作用是调节功能，在没有特殊要求的情况下，不必追求过高的切断性能，造成对资金的浪费。

十一、阀门口径的选择 
    下列计算步骤适用于阀芯属于直线、对数、及其他任何一种流量特性的各类调节阀的口径计算： 
    A. 按工艺参数，用计算出大及小流量时的Cmax及Cmin。。    

B. 选定调节阀的流量特性。 
    C. 按调节阀的理想流量特性曲线先预定大流量时相对开启度K=60∼90%（一般取K=80%）； 
    然后查出对应的相对流量G%； 
    算出上述理想情况下的理想流量特性的Cg’=Cmax/G%；    

依此值预选调节阀标准系列中的Cg值；    

再验算真实的开启度，为此： 
    （1）求真实的相对流量Gmax%=Cmax/Cg；    

（2）依此值反查曲线得出真实的相对开启度Kmax%；同时，依Gmin=Cmin/Cg，查出Kmin%； 
    如果Kmax%在60∼90%；Kmin%>10%即为合格。 
    D。依上述验算合格的Cg值，后选定调节阀的口径。 
    注：如果Kmax%不在60∼90%；Kmin%<=10%，应重新预选K值，即重复上述计算步骤，直到合格为止。与本文相关的论文有：西门子电动91视频看看簧色控制原理