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等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系,在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比,流量变化的百分比是相等的。所以它的优点是流量小时,流量变化小,流量大时,则流量变化大,也就是在不同开度上,具有相同的调节精度。
线性特性的相对行程和相对流量成直线关系。单位行程的变化所引起的流量变化是不变的。流量大时,流量相对值变化小,流量小时,则流量相对值变化大。
流量按行程的二方成比例变化,大体具有线性和等百分比特性的中间特性。
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。
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。
1 按压力分类
(1)真空阀:工作压力低于标准大气压;
(2)低压阀:公称压力PN≤1.6MPa;
(3)中压阀:PN2.5~6.4MPa;
(4)高压阀:PNl0.0~80.OMPa,通常为PN22、PN32;
(5)超高压阀:PN≥IOOMPa。
2 按介质工作温度分类
(1)高温阀:t>450℃;
(2)中温阀:220℃≤t≤450℃;
(3)常温阀:-40℃≤t≤220℃;④低温阀:-200℃≤t≤-40℃。
这种分类方法既按原理、作用又按结构划分,是国内、国际最常用的分类方法。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。
这九种产品亦是最基本的产品,也称为普通产品、基型产品或标准产品。各种各样的特殊产品、专用产品都是在这九类产品的基础上改进变型出来的。
(1)软密封切断阀;
(2)硬密封切断阀;
(3)耐磨调节阀;
(4)耐腐蚀调节阀;
(5)全四氟耐蚀调节阀
(6)全耐蚀合金调节阀;
(7)紧急动作切断或放空阀;
(8)防堵调节阀;
(9)耐蚀防堵切断阀;
(10)保温夹套阀;
(11)大压降切断阀;
(12)小流量调节阀;
(13)大口径调节阀;
(14)大可调比调节阀;
(15)低S节能调节阀;
(16)低噪音阀;
(17)精小型调节阀;
(18)衬里(橡胶、四氟、陶瓷)调节阀;
(19)水处理专用球阀;
(20)烧碱专用阀;
(21)磷铵专用阀;
(22)氯气调节阀;
(23)波纹管密封阀……
流通能力Cv值(流量系数)是调节阀选型的主要参数之一,调节阀的流通能力的定义为:当调节阀全开时,阀两端压差为0.1MPa,流体密度为1g/cm3时,每小时流径调节阀的流量数,称为流通能力,也称流量系数,以Cv表示,单位为t/h,液体的Cv值按下式计算。
根据流通能力Cv值大小查表,就可以确定调节阀的公称通径DN。
调节阀流量特性 调节阀的流量特性,是在阀两端压差保持恒定的条件下,介质流经调节阀的相对流量与它的开度之间关系。调节阀的流量特性有线性特性,等百分比特性及抛物线特性三种。三种注量特性的意义如下:
气动薄膜调节阀简称为调节阀,由执行机构和调节机构构成。气动薄膜调节阀的发展自20世纪初始已有八十年的历史,先后产生了十个大类的调节阀产品,自力式阀和定位器等,调节阀和控制阀的发展历程如下:
20年代:原始的稳定压力用的调节阀问世。
30年代:以“V”型缺口的双座阀和单座阀为代表产品V型调节球阀问世。
40年代:出现定位器,调节阀新品种进一步产生,出现隔膜阀、角型阀、蝶阀、球阀等。
50年代:球阀得到较大的推广使用,三通阀代替两台单座阀投入系统。
60年代:在国内对上述产品进行了系列化的改进设计和标准化、规范化后,国内才才有了完整系列产品。我们还在大量使用的单座阀、双座阀、角型阀、三通阀、隔膜阀、蝶阀、球阀七种产品仍然是六十年代水平的产品。这时,国外开始推出了第八种结构调节阀——套筒阀。
70年代:又一种新结构的产品——偏心旋转阀问世(第九大类结构的调节阀品种)。这一时期套筒阀在国外被广泛应用。70年代末,国内联合设计了套筒阀,使中国有了自己的套筒阀产品系列。
80年代:改革开放期间,中国成功引进了石化装置和调节阀技术,使套筒阀、偏心旋转阀得到了推广使用,尤其是套筒阀,大有取代单、双座阀之势,其使用越来越广。80年代末,调节阀又一重大进展是日本的Cv3000和精小型调节阀,它们在结构方面,将单弹簧的气动薄膜执行机构改为多弹簧式薄膜执行机构,阀的结构只是改进,不是改变。它的突出特点是使调节阀的重量和高度下降30%,流量系数提高30%。
90年代:90年代的调节阀重点是在可靠性、特殊疑难产品的攻关、改进、提高上。到了90年代末,由华林公司推出了第十种结构的产品——全功能超轻型阀。它突出的特点是在可靠性上、功能上和重量上的突破。功能上的突破——具备全功能的产品,故此,可由一种产品代替众多功能上不齐全的产品,使选型简化、使用简化、品种简化;在重量上的突破——比主导产品单座阀、双座阀、套筒阀轻70~80%,比精小型阀还轻40~50%;可靠性的突破——解决了传统调节阀等各种不可靠性因素,如密封的可靠性、定位的可靠性、动作的可靠性等。该产品的问世,使中国的调节阀技术和应用水平达到了九十年代末先进水平;它是对调节阀的重大突破;尤其是电子式全功能超轻型阀,必将成为下世纪调节阀的主流。
调节阀结构组成 调节阀通常由电动执行机构或气动执行机构与阀体两部分共同组成。直行程主要有直通单座式和直通双座式两种,后者具有流通能力大、不平衡办小和操作稳定的特点,所以通常特别适用于大流量、高压降和泄漏少的场合。角行程主要有:V型电动调节球阀、气动薄膜切断阀,偏心蝶阀等。
调节阀种类 按用途和作用、主要参数、压力、介质工作温度、特殊用途(即特殊、专用阀)、驱动能源、结构等方式进行了分类,其中最常用的分类法是按结构将调节阀分为九个大类,6种为直行程,3种为角行程。
等百分比特性 等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系,在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比,流量变化的百分比是相等的。所以它的优点是流量小时,流量变化小,流量大时,则...
您好,等百分比特性 等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系,在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比,流量变化的百分比是相等的。所以它的优点是流量小时,流量变化小,流量大...
流量按行程的二方成比例变化,大体具有线性和等百分比特性的中间特性。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...
调节阀是最终控制元件的最广泛使用的型式。其他的最终控制元件包括计量泵、调节挡板和百叶窗式挡板(一种蝶阀的变型)、可变斜度的风扇叶片、电流调节装置以及不同于阀门的电动机定位装置。尽管调节阀得到广泛的使用,调节系统中的其它单元大概都没有像它那样少的维护工作量。在许多系统中,调节阀经受的工作条件如温度、压力、腐蚀和污染都要比其它部件更为严重,然而,当它控制工艺流体的流动时,它必须令人满意地运行及最少的维修量。
调节阀由电动执行机构或气动执行机构和调节阀两部分组成。调节阀通常分为直通单座式调节阀和直通双座式调节阀两种,后者具有流通能力大、不平衡办小和操作稳定的特点,所以通常特别适用于大流量、高压降和泄漏少的场合。
PN |
阀体、上阀盖、下阀盖 |
阀芯、阀杆、阀座 |
垫片 |
填料 |
16 |
HT200 |
1Cr18Ni9 |
石棉橡胶板 |
聚四氟乙烯 |
40 |
ZG25 |
1Cr18Ni9 |
石棉橡胶板 |
聚四氟乙烯 |
64 |
1Cr18Ni9 |
1Cr18Ni9 |
石棉橡胶板 |
聚四氟乙烯 |
DN/㎜ |
PN |
环境温度/℃ |
固有流量特性 |
气源最大压力/MPa |
|||
25~300 |
16,40,64 |
-30~60 |
直线、等百分比 |
0.25 |
|||
DN /㎜ |
流通能力 |
行程/㎜ |
配用执行器型号 |
灰铸铁阀 |
|||
单座 |
双座 |
PN |
工作压力/MPa |
介质温度/℃ |
|||
25 |
8 |
10 |
16 |
ZMA-2 |
16 |
1.6 |
≤200 |
32 |
12 |
16 |
|||||
40 |
20 |
25 |
25 |
ZMA-3 |
|||
50 |
32 |
40 |
|||||
65 |
50 |
63 |
40 |
ZMA-4 |
|||
80 |
80 |
100 |
|||||
100 |
120 |
160 |
|||||
125 |
200 |
250 |
60 |
ZMA-5 |
|||
150 |
280 |
400 |
|||||
200 |
450 |
630 |
|||||
250 |
1000 |
100 |
ZMA-6 |
||||
300 |
1600 |
气动薄膜调节阀是工艺生产过程自动调节系统中极为重要的环节。为了确保其安全正常运行,在安装使用前或检修后应根据实际需要进行必要的检查和校验。
1 薄膜气室密封性检查
当调节阀铭牌信号压力范围为0.2~1kg/cm2 时(本文下同),将0.8kg/cm2压力的压缩空气通 入薄膜气室,切断气源,持续5分钟,薄膜气室内压力下降不应超过0.007kg/cm2(5mmHg)。
2 推杆动作与行程检查
① 用0~1kg/cm2范围的信号压力输入薄膜气室,往复增加和降低信号压力,推 杆移动应均匀灵活无卡滞跳动现象。
② 调整压缩弹簧预压力,使信号压力为0.15kg/cm2时推杆开始 起动(与单元组合仪表配用时起动信号压力为0.2kg/cm2)。
③ 以0.2~1.0kg/cm2压 力范围增加和降低信号压力,推杆行程应满足调节阀最大行程要求。
1 调节阀组装前应检查阀芯、阀座、阀杆有无缺陷。研磨后的阀芯与阀座接触应严密,阀杆应直正光滑。
2 调节阀与执行机构组装后,向薄膜气室输入使调节阀关闭的信号压力,调整阀杆长度使阀芯与阀座接触紧密。对于气关阀输入信号压力为0.95kg/cm2, 与单元组合仪表配用时为1.0 kg/cm2 ;对于气开阀输入信号压力为零。
1 密封填料函及其他连接处的渗漏检查
将温度为室温的水, 以调节阀公称压力的1.1倍或最大操作压力的1.5倍的压力,按打开阀芯的方向通入调节阀的一端,另一端封闭。保持压力10分钟,同时阀杆每分钟作1~3 次往返移动。密封填料函及其他部件连接处不应有渗漏现象。
2 关闭时的泄漏检查
① 注水法泄漏检查
对于双座调节阀一般可用简易的注水法检查泄漏情况。向薄膜气室输入信号压力使调节阀关闭(气关阀输入1.2kg/cm2信号压力,气 开阀信号压力为零)。向调节阀进口处注入温度为室温的水,在不加压的情况下另一端应无显著滴漏现象。
② 水压法泄漏量检查
对于事故切断用的或要求关闭严密的单座调节阀、角型调节阀、隔膜阀可用此法。
向薄膜气室输入信号压力使调节阀关闭。将温度为室温的水,以10kg/cm2恒定压力按打开阀芯的方向通入调节阀的一端,用秒表 和量杯在另一端测量其泄漏量不应超过允许值。
Q一允许泄漏量(l/min)
C一被测调节阀的流通 能力
P——试验时的水压(kg/cm2),通常为10kg/cm2
A—允 许泄漏率(%)
③ 气压法泄漏检查
对于Dg≤3/4"的单座调节阀、角型调节阀,向薄膜气室输入信号压 力使调节阀关闭,将压力为4kg/cm2的压缩空气,按打开阀芯的方法通入调节阀的一端,切断气源,持续3分钟,压力下降应小于 0.15kg/cm2。
1 始终点偏差校验
将0.2kg/cm2的信号压力输入薄膜气室,然后增加信号压力至1.0kg/cm2, 阀杆应走完全行程,再降低信号压力至0.2 kg/cm2。在1.0kg/cm2和0.2kg/cm2处 测量阀杆行程,其始点偏差和终点偏差不应超过允许值。
2 全行程偏差校验
将0.2 kg/cm2的 信号压力输入薄膜气室,然后增加信号压力至1.0 kg/cm2,阀杆应走完全行程。测量全行程偏差不超过允许值。
3 非线性偏差校验
将0.2 kg/cm2的信号压力输入薄膜气室,然后以同一方向增加信号压力至1.0 kg/cm2,使阀杆作全行程移动,再以同一方向降低信号压力至0.2 kg/cm2,使阀杆反向做全行程 移动。在信号压力升降过程中逐点记录每隔0.08 kg/cm2的信号压力时相对应的阀杆行程值(平时校验时可取5点)。输入信号 压力——阀杆行程的实际关系曲线与理论直线之间的最大非线性偏差不应超过允许值。
4 正反行程变差校验
校验方法与非线性偏差校验方法相同,按照正反信号压力——阀杆行程实际关系曲线,在同一信号压力值时阀杆正反行程值的最大偏差不应超过允许值。
5 灵敏限校验
输入薄膜气室信号压力,在0.3、0.6、0.9 kg/cm2的行程处,增加和降低信号压 力,测量当阀杆移动0/01mm时信号压力变化值,其最大变化值不应超过允许值。
气动薄膜调节阀-ZMAP气动薄膜调节阀
调节阀 >>薄膜式调节阀 >>气动薄膜调节阀 产品名称: 气动薄膜调节阀 产品型号: ZMAP 产品口径: DN25-300 产品压力: 0.6-6.4Mpa 产品材质: 铸钢、不锈钢、合金钢等 产品概括: 生产标准:国家标准 GB、机械标准 JB、化工标准 HG、美标 API、ANSI、德标 DIN、日本 JIS、JPI、 英标 BS 生产。阀体材质:铜、铸铁、铸钢、碳钢、 WCB、WC6、WC9、20#、25#、锻钢、 A105、F11、 F22、不锈钢、 304、304L、316、316L、铬钼钢、 低温钢、钛合金钢等。工作压力 1.0Mpa-50.0Mpa。 工作温度: -196℃ -650℃。连接方式: 内螺纹、 外螺 纹、法兰、焊接、对焊、承插焊、卡套、卡箍。驱 动方式:手动、气动、液动、电动。 产品详细信息 气动薄膜单座调节阀 概述 ZMA(B)P 型气动薄膜单座调节阀
气动薄膜调节阀工作特性对调节系统的影响
气动簿膜调节阀的特性误差较大 ,影响控制回路的调节效果 ,使调节品质变坏。产生特性误差的原因是 :阀杆存在摩擦力 ,影响阀芯的上、下压差 ,使阀门产生回程误差 ;另外 ,由于反馈机构连杆的弹性变形及存在间隙 ,及阀门定位器的转换与平衡机构的机械连接等原因 ,会存在回程误差。由于死区和回程误差的存在 ,使流量特性发生畸变 ,因而存在滞环特性。为了减小特性误差 ,应保持阀门动作的灵活性 ,减小阀门的自身阻力 ;另外 ,连杆机构应尽量短 ,以减小反馈杆的扭力矩 ;采用刚度大、不易挠曲的材料 ;采取加固反馈杆的方法来减小变形量
详细叙述气动薄膜调节阀的工作原理,流量特性规则,C值计算,口径的确定,并结合中铝山西分公司沉浆工段料浆输送过程的控制,就如何正确选型,以及应用过程中实际情况如何正确修正,及安装过程中的注意事项。
关键词 调节阀 流量特性 C值 负反馈 背压切换板
随着我国有色行业的迅猛发展,气动薄膜调节阀由于结构简单、操作方便、使用可靠、防火防爆等特点,广泛应用于氧化铝的生产过程。而作为自动调节系统的重要一环,它的工作状态的好坏将直接影响自动控制过程,本文以自己的工作实践为基础,详细叙述气动薄膜调节阀的工作原理、选型过程、安装及维修。
1主要结构和工作原理
气动执行器由执行机构和调节机构组成。气动执行机构包括 气动薄膜、气动活塞、气动长行程三种执行机构、调节机构为 阀、闸板、调节阀等,有直、角行程2种。
工作原理 当0.2~1kgcm2时的信 压力输人薄膜气室中,产生推力使推杆部件移动、弹簧被压缩产生的反作用力与信 压力在薄膜上产生的推力相平衡。推杆的移动即是气动薄膜执行机构的行程。正作用式 当薄膜气室的信 压力为零时,推杆部件位于下方,当薄膜气室内输人信 压力时,使推杆部件向下移动 反作用式 当薄膜气室的信 压力为零时,推杆部件位于上方,当薄膜气室内输人信 压力时,使推杆部件向上移动。
2气动薄膜调节阀流t特性和选型原则
流量特性是指阀位开度和流量大小的关系,直接影响调节质量和系统的稳定性,与被调参数和设备对象,工艺流程有关。
2.1理想流量特性
调节阀两端压差不变时相对流量与相对开度 行程 的关系 QQmax=flL
式中,Q为某一开度时,调节阀的流量及阀杆行程 f为阀芯系数 Qmax、L为调节阀全开时的最大流量及阀杆全行程。理想流量特性取决于阀芯的尺寸,不同的阀芯曲面得到不同的理想流量特性。
2.2工作流量特性分析
调节阀前后端压差变化情况下得到的流量特性。分为直线特性、对数特点、抛物线特性等。抛物线特性介于直线和对数之间。
经计算、分析,直线特性调节阀工作在小开度时调节性强,相对流量变化率过于激烈,不易控制,小干扰大克服容易过头,引起系统振荡,而在大开度时,相对变化率下,调节性能弱,太迟钝,大的干扰不能很快克服 对数特性是指单位开度变化所引起的相对流量变化值与此点相对流量成正比.经计算、分析,对数阀在小开度时放大倍数小,缓和平衡,利于操作控制,而在大开度时放大倍数大,工作能灵敏有效,是最常用的阀门。
2.3流量特性选择规则
工业生产中常用的调节阀如直线、对数、快开特性,一般选取直线、对数特性即可满足工艺调节要求,快开特性适应于二位调节,对于比较难控制和要求较严的对象,从以下几个方面考虑
用调节阀的非线性去补偿过程的非线性,使系统总的增益变化较小,稳定
工艺管道情况,考虑工艺管道阻力情况
适应系统的负荷波动
考虑调节阀的工作条件和使用寿命
调节阀工作特性改善。
3流量能力C值的计算方法和调节阀口径的确定
C值的定义 我国规定在调节阀前后压差为1kPa、液体重度为1kPa3的情况下,以每小时通过调节阀门的流体m3数值,表示流通能力C值的大小 以氧化铝料浆为例。
调节阀压差 S=P PF+P
式中,P为调节阀差压 PF为最大流量时管路阻力降。
C=Q rP 12=G P r 12
式中,Q、G为工艺所提供的体积或重量流量 P为阀门前后压差 r为重度。
C值的选取和公称通径Dg及阀座直径dg的确定,由工艺提供的最大流量和对应的最小压差。计算出Cmax,便可选取合适的阀。
4应用实例
中铝山西公司沉降工段负责将高压溶出的料浆通过洗涤、沉降槽的作用下,将赤泥沉淀、分离出来。在料浆输送过程中,需要大量的气动调节阀来调节流量。根据现场的工艺环境或计算,气动阀采用了美国FISHER ROSEMOUNT公司生产的气动调节阀,由阀门定位器和调节阀组成。阀门定位器采用了位移式气动阀门定位器,其负反馈闭环系统。见图1。
图1沉降料浆闭环系统
图中A为波纹管的有效面积 C为测量组件的刚度 K为三级功率放大器的放大倍数 KL为输人信 传动杠杆比 KF为反馈信 传动杠杆比 KV TVs+1 是气动调节阀的传递函数,是一个一阶周期环节,KV为调节的放大系数,与执行机构的薄膜有效面积和弹簧刚度及调节的结构等因素有关 TV为调节阀的时间常数,也与气室大小等因素有关。
上述负反馈系统中,阀杆输出位移Y与输人的调节器压力领信 P之间的传递函数
W s =YPAEKLCKF
AE、KL、C、KF一定时,Y与P之间成一一对应的比例关系。也就是说,通过电一气阀门定位器的电气转换,定位器接受调节器或控制系统的电流信 4~20mA ,这个信 改变执行机构气室的压力P,使阀门的位置达到给定值Y,从而达到调节的目的。
4.1调节阀反向动作和流量特性
在应用过程中,由于生产需要将一台气关式调节阀改成气开式调节器,在以前就需将阀芯反装,或采用反作用式执行机构。在现场改装比较麻烦,而且需有一定的备品才行。采用阀门定位器后,正作用定位器的输人信 从20~100kPa变化时,它的输出信 从20~100kPa变为100~20kPa即可。具体结构中,用到一个凸轮和两个喷嘴。左喷嘴用以实现正作用,右喷嘴实现反作用。左、右喷嘴与放大器的气路用背压切换板来沟通。调节阀的流量特性可以通过改变反馈凸轮的几何形状来改变。改变反馈凸轮的几何形状能够改变调节阀的反馈量,使定位器的输出特性发生变化,从而修正了流量特性。
4.2手动机构的配置
当气源信 或电信 出现故障时,或者当执行机构的主要元件 膜片、弹黄等 损坏时,就需把自动操作改为手动操作,需转动手轮维持调节阀的调节功能 另一方面,这种机构也可作为调节阀行程的限位器,当信 压力为零时,调节阀不是全开就是全关,如果工艺过程要求调节阀有少量的流量,可利用手轮来达到目的。手轮机构有顶装式和侧装式,顶装式只能为单方向限制行程,如果在选型或安装时,选用侧装式可以根据工艺的要求安在左或右侧实现限位。总之,手动机构可提高调节阀运行的可靠性,特别是调节阀台增设旁路,使用口径较大的调节阀时,使用手轮机构从投资费用或占地面积都很合算。所以自动操作完成正常和执行机构无故障时,由于不使用手动机构,为此经常要加油防锈。
5安装调节阀须注意的几个问题
1 气动调节阀应安装在便于维护、修理的地方。
2 当选定调节阀的公称通径与工艺管径不同时应加装异接头进行连接。
3 安装在有振源的场合,应增加防振措施。
4 安装时,必须使阀体上或法兰上的箭头方向指向介质方向。
5 安装前,需要认真清洗管道内焊渣和其它杂物,在安装后,应将阀芯处于最大开度,并对管道和阀再一次清洗,以防杂物卡住和损伤节流件。
6结束语
气动薄膜调节阀的正确选型、安装、使用、维修,不仅能够提高过程控制的可靠性,而且能够快速解决阀的故障,增加阀的使用寿命对企业的节能降耗有着可观的经济效?配资平台 https://www.4008808840.com/
本系列产品的标准型、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。
阀体、阀盖:HT200,ZG230-450,ZG1Cr18Ni9Ti
阀芯、阀座:1Cr18Ni9Ti,司太莱合金堆焊
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