淺談氣動薄膜調節閥的應用

隨著工業自動化程度的不斷提高，調節閥作為自動調節系統的zui終執行機構，得到越來越廣泛的應用，調節閥應用的好壞直接關系著生產的質量與安全。因此，本人結合長期從事自控系統的設計，儀表造型及安裝、調試及維護的經驗，談一談薄膜調節閥應用。

1 氣動薄膜調節閥的選型

1.1 根據使用要求選型

氣動薄膜調節閥由閥芯和閥體（包括閥座）兩部分組成，按不同的使用要求有不同的結構形式，氣動薄膜調節閥主要有直通單座閥、雙座調節閥和高壓角式調節閥。直通單座閥泄漏量小，流體對單座閥芯的推力所形成的不平衡力很大，因此直通單座閥適用于要求泄漏量小、管徑小和閥前后壓差較低的場合。直通雙座閥閥體內有上下兩個閥芯，由于流體作用于上下閥芯的推力方向相反而大致抵消；所以雙座閥的不平衡力很小，允許閥前后有較大的壓差。但由于閥體內流路復雜，用于高壓差時對閥體的沖蝕損傷較嚴重，不宜用于高粘度、含懸浮顆粒或含纖維的介質。此外由于受加工條件的限制，雙座閥上下兩個閥芯不易同時關嚴，所以關閉時泄漏量大，尤其是在高溫或低溫的場合下使用時，因材料的熱膨脹系數不同，更易引起嚴重的泄漏。角式高壓閥閥體為直角式，流路簡單、阻力小，受高速流體的沖蝕也小，特別適用于高壓差、高粘度和含懸浮物顆粒狀物質的流體，也可用于處理汽液混相，易閃蒸汽蝕的場合。這種閥體可以避免結焦、粘結和堵塞，便于清潔和自凈。

1.2 根據安全性選型

氣動薄膜調節閥有氣開閥和氣閉閥兩種形式。根據不同生產工藝上的安全和使用要求考慮，當信號壓力中斷時調節閥處于打開或關閉位置，對工藝生產造成的危害性大小而定。如果閥門處于關閉位置時危害小，則選用氣開閥，信號壓力中斷時，使調節閥處于關閉位置，反之，則選用氣閉閥。

1.3 流量特性

在自控系統的設計過程中選擇氣動薄膜調節閥應著重考慮流量特性。典型的理想特性有直線流量特性、等百分比流量特性（對數流量特性）、快開流量特性和拋物線流量特性四種。直線流量特性在相對開度變化相同的情況下，流量小時流量相對變化值大；流量大時，流量相對變化值小。因此，直線流量調節閥在小開度（小負荷）情況下調節性能不好，
不易控制，往往會產生振蕩，故直線流量特性調節閥不宜用于小開度的情況，也不宜用于負荷變化較大的調節系統，而適用于負荷比較平穩，變化不大的調節系統。百分比流量特性的調節閥在小負荷時調節作用弱，大負荷調節作用強，它在接近關閉時調節作用弱，工作和緩平穩，而接近全開時調節作用強，工作靈敏有效，在一定程度上，可以改善調節品質，因此它適用于負荷變化較大的場合，無論在全負荷生產和半負荷生產都較好的起調節作用。

1.4 調節閥口徑的選擇

應根據已知的流體計算出所要求的流量系數CV，再根據產品技術參數表選取合適的調節閥口徑。在計算CV時要注意液體、氣體、水蒸氣和其它蒸氣的區別。

2 氣動薄膜調節閥的安裝

調節閥安裝是否合理，不僅關系到調節閥的安裝、拆卸和維修方便與否，也決定了調節閥能否在自動調節系統中起到良好的調節作用，安裝調節閥時應注意以下幾點：

① 調節閥應垂直安裝在水平管道上，如在特殊情況下需要水平和傾斜安裝時，一般要加支撐。
② 為了防止調節閥膜片老化，延長使用壽命，安裝時應盡量遠離高溫、振動和腐蝕嚴重的環境。
③ 為了便于維護檢修，調節閥應安裝在靠近地面或樓板的地方，為了檢修拆卸方便，應注意調節閥距離地面（或樓板）留有適當的高度，對于正作用氣開式調節閥，因閥芯拆卸時需從閥體下面取出，調節器閥距地面（或樓板）更應有足夠的距離。
④ 為了調節閥和調節系統出現故障時不致影響生產和發生安全事故，一般都需要安裝旁路和旁路閥。但旁路閥不能安裝在調節閥的正上方，以免旁路閥內腐蝕性介質泄漏到調節閥上。調節閥前、后安裝截止閥，對于高溫、高壓、高壓、易凍、易粘稠介質，還要安裝排泄閥。

3 氣動薄膜調節閥的檢修

① 閥體內壁。對使用于高壓差及有腐蝕性介質場合的閥體內壁易受介質沖擊和腐蝕，必須重點檢查耐壓、耐腐蝕的情況。
② 閥座。檢查閥座的磨損清況以及固定閥座用的螺紋內表面，是否因受腐蝕而使閥座松馳。
③ 閥芯。閥芯是調節閥工作時的可動部件，受介質沖蝕zui嚴重，特別是在高壓情況下工作，閥芯因汽蝕現象磨損更為嚴重檢修時需認真檢查。
④ 膜片及“0”形密封圈。檢查是否有老化和裂損等情況。
⑤ 填料。檢查填料配合情況，填料是否老化。

4 氣動薄膜調節閥的常見故障

4.1 調節閥不動作

原因：沒有信號壓力或雖有信號壓力但膜片裂損、膜片漏氣，膜片推力減小；閥芯與閥座或襯套卡死，閥桿彎曲等原因使調節閥不能動作。

4.2 調節閥動作正常，但不起調節作用

原因：閥芯脫落，此時，雖然閥桿動作正常，但閥芯不動，因此無調節作用。另外管道堵塞，也會出現調節閥不起調節作用的現象。

4.3 調節閥動作遲鈍或跳動

由于密封填料老化或干枯，使閥桿與填料的摩擦增大會造成動作遲鈍或跳動；或因閥體內含有粘性大的污物以及堵塞、結焦等情況而引起調節閥動作遲鈍。膜片及“0”形密封圈等處泄漏也會引起單方向動作遲鈍。

4.4 調節閥不穩定或產生振蕩

調節閥徑選擇過大。經常在小開度下工作或單座閥介質在閥內流動方向與關閉方向相同。在閥芯與補套嚴重磨損，也可使調節閥在任何開度都發生振蕩。

4.5 調節閥泄漏量大

閥芯與閥座腐蝕、磨損而造成，有時也可能因閥體內有異物、閥芯被墊住關不嚴，造成泄漏量大。另外，閥門定位器和電器轉換期是調節閥的輔助裝置，它們接受調節器的輸人信號，然后以它自己輸出信號去控制調節閥，特別是閥門定位器，與氣動閥配套使用構成一閉環控制回路，用以提高調節閥控制精度。克服填料函與閥桿的摩擦力，提高閥門動作速度，可實現分段控制（段幅信號）改變調節閥的流量特性。因此，要想取得理想的調節效果，必須使調節閥與定位器配合好，應用閥門定位器以提高調節閥的定位精度及工作可靠性，確保調節質量。