智能气动调节阀工作原理

智能气动调节阀工作原理

气动调节阀就是以压缩气体为动力源，以气缸为执行器，并借助于阀门定位器、转换器、电磁阀、保位阀、储气罐、气体过滤器等附件去驱动阀门，实现开关量或比例式调节，接收工业自动化控制系统的控制信号来完成调节管道介质的：流量、压力、温度、液位等各种工艺过程参数。气动调节阀的特点就是控制简单，反应快速，且本质安全，不需另外再采取防爆措施。

气动单座调节阀是气动调节阀一种。它以压缩空气作为动力，接受控制系统的压力信号，按照信号变化比例调节管道内介质的流量，实现生产控制的自动化过程。由气动执行机构和单座调节阀两部分组成。气动单座调节阀选用时要提供：产品型号。公称通径。阀座直径。信号压力。弹簧范围。流量特性。阀前后压力。介质种类。温度范围。阀体，阀芯，阀座材质。是否带手轮机构，定位器，过滤减压阀等附件。是否有防爆，禁油，禁铜要求等。



1.什么是智能气动调节阀工作原理

动式调节阀是石油、化工、电力、冶金等工业企业广泛使用的工业过程控制仪表之一。通常由气动执行机构和调节阀连接安装调试后形成的组合仪表。

控制简单、反应快速、且本质安全，不需另外再采取防爆措施。气动调节阀是以压缩空气为动力，实现开关量或比例式调节，源以气缸为执行器，接收工业自动化控制系统的控制信号来完成调节管道介质的流量、压力、温度等各种工艺参数。



气动薄膜单座调节阀

作用方式种类：分为气开式和气关式

气开式（FC）：气动执行机构不通气时调节阀保持常闭，随着控制信号的增加逐渐打开，一般用K表示气开式。

气关式（FO）：气动执行机构不通气时调节阀保持常开，随着控制信号的增加逐渐关闭，一般用B表示气关式。

气动执行机构种类：分为气动薄膜式和气动活塞式。

气动薄膜式又分为气动薄膜精小型多弹簧结构，和气动薄膜单弹簧结构。精小型多弹簧结构气动执行器外形高度比单弹簧结构高度尺寸降低一半左右，重量也减轻很多。是现在气动薄膜调节阀主要使用的执行机构。单弹簧机构基本淘汰了。

气动活塞式执行机构特点是输出力大，因为活塞式结构可以使用气源压力达0.5MPa左右。而薄膜式机构由于橡胶膜片耐压较低，一般0.25MPa左右。所以同尺寸执行机构可以输出更大的力，更适用于高压调节阀。采用双作用式活塞执行器比单作用活塞式执行器输出力更大，是因为内部没有弹簧，降低了阻力。



气动薄型执行机构的手轮机构：一般分为侧装手轮和顶装手轮两种。当气动执行器停气或信号故障时，膜片破损时。可以通过手轮机构来完成调节阀的开关。同时还可以限制调节阀的开度，使其保持在一定范围内。

侧装手轮是安装在气动执行机构的侧面，操作时比较方便，安装维护也比较方便。顶装手轮在气动执行器顶端，操作时比较费力，会有够不到的情况，占用调节阀的高度空间。

单座调节阀结构：主要由阀体，阀盖。 阀座，阀芯，阀杆，导向座，填料，压盖等零件组成。

单座调节阀优点是泄漏量小，因为其只有一道密封线，比起双座调节阀和套筒调节阀，后者都是二道密封线，考虑到加工误差和变形等原因，泄漏量都比单座调节阀大。由于其只有一个阀芯，介质推力都作用在上面，所以阀芯不平衡力较大，尤其高压，大口径时更加明显。需要配活塞式气动机构和阀门定位器来控制。这时可以选用双座调节阀和套筒调节阀效果会更好。

上阀盖形式：主要分为常温型，介质温度范围-20～200℃，应用泛。高温型-60～450℃，阀盖上有多层散热片。使阀门的高温散掉，避免填料高温失效，保持气动执行机构在允许温度内工作，防止橡胶膜片和O型圈高温失效。低温型-60～-250℃，上阀盖为长颈型，可以避免低温时填料密封失效。温度越低，长颈越长。波纹管密封型，对于有毒，易挥发，易渗透，贵重工艺介质，阀杆采用波纹管密封，同时还有填料密封作为保障，防止波纹管破损时介质外漏。要根据介质和温度来综合选用上阀盖形式。

流量特性：常用的有直线和等百分比两种，调节阀的流量特性指流过阀门的相对流量和相对行程的关系。

附件选用：阀门定位器，过滤减压阀，手轮机构，保位阀，快速排气阀，电磁阀等。



2.智能气动调节阀工作原理

气动调节阀就是指以气源作为动力，以气缸为执行器，4~20mA信号作为驱动信号，并借助于电气阀门定位器、转换器、电磁阀、保位阀等附件去驱动阀门，使阀门呈线性或等百分流量特性做调节动作，从而达到对管道介质的流量、压力、温度等各种工艺参数开关量或比例式调节。气动调节阀具有控制简单，反应快速，且本质安全等优点，并且使用在易燃易爆的场合时，不需要另外再采取防爆措施。 

气动调节阀通常由气动执行机构和调节阀连接安装调试组成，气动执行机构可分为单作用式和双作用式两种，单作用执行器内有复位弹簧，而双作用执行器内没有复位弹簧。其中单作用执行器，可在失去起源或突然故障时，自动归位到阀门初始所设置的开启或关闭状态。 

气动调节阀根据动作形式分气开型和气关型两种，即所谓的常开型和常闭型，气动调节阀的气开或气关，通常是通过执行机构的正反作用和阀态结构的不同组装方式实现。 



气动调节阀工作原理：

控制系统发出控制信号4-20mA。经过阀门定位器转变为气压信号20-100KPa，或40-200KPa，80-240KPa后，进入气动薄膜执行机构，推动推杆动作，因为推杆和调节阀阀杆连接为一体，进而带动调节阀阀杆，阀芯动作，完成对管道内介质的调节过程。定位器的反馈杆装在调节阀的阀杆上，随着调节阀开度动作，反馈杆转动时给定位器一个反馈信号，当和输入信号平衡时，阀门停止动作，对阀门起到定位作用。控制信号4mA时，阀门位置为零点。12mA时，阀门行程为50%。20mA时，行程为99%。控制行程与控制信号一一对应，进行比例调节。

气动调节阀的工作原理

调节方式分类：分为调节型，调节切断型。调节型注重调节过程，不要求严格关闭。调节切断型不光要调节过程，还要在关闭时保持密封性良好，尽可能减少泄漏量。



3.智能气动调节阀工作原理应用

气动调节阀动作分气开型和气关型两种。气开型(Air to Open) 是当膜头上空气压力增加时，阀门向增加开度方向动作，当达到输入气压上，阀门处于全开状态。反过来，当空气压力减小时，阀门向关闭方向动作，在没有输入空气时，阀门全闭。故有时气开型阀门又称故障关闭型(Fail to Close FC)。气关型(Air to Close)动作方向正好与气开型相反。当空气压力增加时，阀门向关闭方向动作;空气压力减小或没有时，阀门向开启方向或全开为止。故有时又称为故障开启型(Fail to Open FO)。气动调节阀的气开或气关，通常是通过执行机构的正反作用和阀态结构的不同组装方式实现。

气开气关的选择是根据工艺生产的安全角度出发来考虑。当气源切断时，调节阀是处于关闭位置安全还是开启位置安全?举例来说，一个加热炉的燃烧控制，调节阀安装在燃料气管道上，根据炉膛的温度或被加热物料在加热炉出口的温度来控制燃料的供应。这时，宜选用气开阀更安全些，因为一旦气源停止供给，阀门处于关闭比阀门处于全开更合适。如果气源中断，燃料阀全开，会使加热过量发生危险。又如一个用冷却水冷却的的换热设备，热物料在换热器内与冷却水进行热交换被冷却，调节阀安装在冷却水管上，用换热后的物料温度来控制冷却水量，在气源中断时，调节阀应处于开启位置更安全些，宜选用气关式(即FO)调节阀。



气开式改变为气关式或气关式改变为气开式，如调节阀安装有智能式阀门定位器，在现场可以很容易进行互相切换。但也有一些场合，故障时不希望阀门处于全开或全关位置，操作不允许，而是希望故障时保持在断气前的原有位置处。这时，可采取一些其它措施，如采用保位阀或设置事故专用空气储缸等设施来确保。