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。在各种调节阀中,气动薄膜调节阀作为结构简单,使用、维护方便,且具有本质安全特性的调节阀种类,得到广泛的应用。气动薄膜调节阀的正常使用、准确控制,与选型有很大的关系,下面结合本人的设计和生产经验,谈谈气动薄膜调节阀的选型注意事项。
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。气动薄膜调节阀主要有直通单座阀、双座调节阀和高压角式调节阀。直通单座阀泄漏量小,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;所以双座阀的不平衡力很小,允许阀前后有较大的压差。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。角式高压阀阀体为直角式,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,易闪蒸汽蚀的场合。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,调节阀厂家,反之,则选用气闭阀。
3、流量特性。
在自控系统的设计过程中选择气动薄膜调节阀应着重考虑流量特性。典型的理想特性有直线流量特性、等百分比流量特性(对数流量特性)、快开流量特性和抛物线流量特性四种。直线流量特性在相对开度变化相同的情况下,流量小时流量相对变化值大;流量大时,流量相对变化值小。因此,直线流量调节阀在小开度 (小负荷)情况下调节性能不好,不易控制,往往会产生振荡,故直线流量特性调节阀不宜用于小开度的情况,也不宜用于负荷变化较大的调节系统,而适用于负荷比较平稳,变化不大的调节系统。百分比流量特性的调节阀在小负荷时调节作用弱,大负荷调节作用强,它在接近关闭时调节作用弱,工作和缓平稳,而接近全开时调节作用强,工作灵敏有效,在一定程度上,可以改善调节品质,因此它适用于负荷变化较大的场合,无论在全负荷生产和半负荷生产都较好的起调节作用。
电动调节阀门电动装置是实现调节阀门程控、自控和遥控不可缺少的设备,其运动过程可由行程、转矩或轴向推力的大小来控制。由于调节阀门电动装置的工作特性和利 用率取决于调节阀门的种类、装置工作规范及调节阀门在管线或设备上的位置,因此,正确选择调节阀门电动装置,大同调节阀,对防止出现超负荷现象(工作转矩高于控制转 矩)至关重要。
通常,正确选择调节阀门电动装置的依据如下:
操作力矩:操作力矩是选择调节阀门电动装置的主要参数,电动装置输出力矩应为调节阀门操作很大力矩的1.2~1.5倍。
操作推力:调节阀门电动装置的主机结构有两种:一种是不配置推力盘,直接输出力矩;另一种是配置推力盘,输出力矩通过推力盘中的阀杆螺母转换为输出推力。
输出轴转动圈数:调节阀门电动装置输出轴转动圈数的多少与调节阀门的公称通径、阀杆螺距、螺纹头数有关,要按M=H/ZS计算(M为电动装置应满足的总转动圈数,H为调节阀门开启高度,S为阀杆传动螺纹螺距,Z为阀杆螺纹头数)。
阀杆直径:对多回转类明杆调节阀门,如果电动装置允许通过的很大阀杆直径不能通过所配调节阀门的阀杆,便不能组装成电动调节阀门。因此,电动装置空心输出 轴的内径必须大于明杆调节阀门的阀杆外径。对部分回转调节阀门以及多回转调节阀门中的暗杆调节阀门,虽不用考虑阀杆直径的通过问题,但在选配时亦应充分考 虑阀杆直径与键槽的尺寸,使组装后能正常工作。
输出转速:调节阀门的启闭速度若过快,易产生水击现象。因此,应根据不同使用条件,选择恰当的启闭速度。
调节阀门电动装置有其特殊要求,即必须能够限定转矩或轴向力。通常调节阀门电动装置采用限制转矩的连轴器。当电动装置规格确定之后,其控制转矩也就确定 了。一般在预先确定的时间内运行,调节阀报价,电机不会超负荷。但如出现下列情况便可能导致超负荷:一是电源电压低,得不到所需的转矩,使电机停止转动;二是错误地调 定转矩限制机构,使其大于停止的转矩,造成连续产生过大转矩,使电机停止转动;三是断续使用,产生的热量积蓄,超过了电机的允许温升值;四是因某种原因转 矩限制机构电路发生故障,使转矩过大;五是使用环境温度过高,相对使电机热容量下降。
过去对电机进行保护的办法是使用熔断器、过流继电器、热继电器、恒温器等,但这些办法各有利弊。对电动装置这种变负荷设备,应该可靠的保护办法是没有的。 因此,必须采取各种组合方式,归纳起来有两种:一是对电机输入电流的增减进行判断;二是对电机本身发热情况进行判断。这两种方式,无论那种都要考虑电机热 容量给定的时间余量。
通常,过负荷的基本保护方法是:对电机连续运转或点动操作的过负荷保护,采用恒温器;对电机堵转的保护,采用热继电器;对短路事故,采用熔断器或过流继电器。