ZJHP气动薄膜调节阀选型分析

ZJHP气动薄膜调节阀选型分析

是由多弹簧气动薄膜执行机构和低流阻精小型调节阀阀体组成，多弹簧执行机构高度低、重量轻、装备简便。气动单座调节阀阀体流道呈S流线型，具有结构紧凑、重量轻、动作灵敏、压降损失小、阀容量大、流量特性精确、维护方便等优点，可用于苛刻的工作条件。气动单座调节阀配用电-气阀门定位或气动阀门定位器，可实现对工艺管路流体介质的自动调节控制。气动单座调节阀广泛应用于精确控气体、液体、蒸汽等介质的工艺参数如压力、流量、温度、液位等参数保持在给定值气。ZJHP、ZJHM气动单座调节阀特别适用于允许泄露量小、阀前后压差不大及有一定粘度和含少量纤维介质的场合。本文主要从气动薄膜调节阀的结构及工作原理，选型，现场安装注意事项，检修时重点检修部位以及故障及解决办法，全面了解熟悉气动薄膜调节阀，为仪表人工作提供借鉴。

ZJHP气动薄膜调节阀选型分析结构及工作原理

1.气动薄膜调节阀结构　

气动薄膜调节阀由气动薄膜执行机构与调节阀二部分组成。气动薄膜调节阀主要由气室、薄膜、推力盘、弹簧、推杆、调节螺母、阀位标尺、阀杆、阀芯、阀座、填料函、阀体、阀盖和支架等组成。(结构图如下)

2.气动薄膜调节阀的工作原理：

气动薄膜调节阀的动作是调节器来信号压力，输入气动执行机构的气室中，产生推力，通过连接推杆推动阀芯，产生相应位移—即行程，阀芯位置的变化使阀的流通截面积发生变化，从而达到调节介质流量的目的。

ZJHP气动薄膜调节阀选型分析的选型

1. ZJHP气动薄膜调节阀选型分析根据使用要求选型

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。

1.1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。

1.2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。

1.3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。

2.ZJHP气动薄膜调节阀选型分析根据安全性选型

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。

3.ZJHP气动薄膜调节阀选型分析根据流量特性选型

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。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能起到较好的调节作用。

4.ZJHP气动薄膜调节阀选型分析口径的选择

应根据已知的流体计算出所要求的流量系数CV值，再根据产品技术参数表选取合适的调节阀口径。在计算CV值时要注意液体、气体、水蒸气和其它蒸气的区别。

流量系数即CV值（中国工业称为：KV值）是阀门、调节阀等工业阀门的重要工艺参数和技术指标。正确计算和选择CV值是保障管道流量控制系统正常

工作的重要步骤。

流量系数（CV值）定义：是指单位时间内、在测试条件中管道保持恒定的压力，管道介质流经阀门的体积流量，或是质量流量。即阀门的最大流通能力。阀门的CV值须通过测试和计算来确定。
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。
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。
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，当和输入信号平衡式，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100%。控制行程与控制信号一一对应，进行比例调节。

ZJHP气动薄膜调节阀选型分析工作原理
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。
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。
单座调节阀是泄露量小，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。
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。

ZJHP气动薄膜调节阀选型分析阀体

阀内组件

ZJHP气动薄膜调节阀选型分析执行机构

作用形式
气关式（B）- 失气时阀位开（FO）；气开式(K)一失气时阀位关(FC)
附件
定位器、空气过滤减压器、保位阀、行程开关、阀位传送器、手轮机构等

ZJHP气动薄膜调节阀选型分析性能

ZJHP气动薄膜调节阀选型分析额定流量系数Kv、额定行程

分解图（1）分解图（2）

ZJHP气动薄膜调节阀选型分析允许压差

备注：对于波纹管密封调节阀，最大允许压差为10bar，表中数值若小于10bar则不变，若大于10bar则取l0bar.

ZJHP气动薄膜调节阀选型分析外形结构图

ZJHP气动薄膜调节阀选型分析主要外形尺寸

备注：
1、表中重量为不带附件标准数据，也可安装侧装式手轮。
2、阀门法兰及法兰端面距可按用户指定标准制造，如：ANSI，JIS，DIN标准。

ZJHP气动薄膜调节阀选型分析外形结构图

ZJHP气动薄膜调节阀选型分析主要外形尺寸

备注：
1、  保温长度以700mm为例，表中重量为PN16数据，也可安装侧装式手轮。
2、阀门法兰及法兰端面距可按用户指定标准制造，如：ANSI，JIS，DIN标准。

ZJHP气动薄膜调节阀选型分析外形结构图

ZJHP气动薄膜调节阀选型分析主要外形尺寸

备注：
1、  表中数据位PN16数据，也可安装侧装式手轮。
2、阀门法兰及法兰端面距可按用户指定标准制造，如：ANSI，JIS，DIN标准。

ZJHP气动薄膜调节阀选型分析现场安装注意事项

1.气动薄膜调节阀的安装

调节阀安装是否合理，不仅关系到调节阀的安装、拆卸和维修方便与否，也决定了调节阀能否在自动调节系统中起到良好的调节作用，安装调节阀时应注意以下几个方面：

1.1调节阀应垂直安装在水平管道上，如在特殊情况下需要水平和倾斜安装时，一般要加支撑座。减小管线的振动所引起的调节阀开关卡涩或不到位的现象。

1.2为了防止调节阀膜片老化，延长使用寿命，安装时应尽量远离高温、振动和腐蚀严重的环境。

1.3为了便于维护检修，调节阀应安装在靠近地面或楼板的地方。为了检修拆卸方便，应注意调节阀 距离地面（或楼板）留有适当的高度，对于正作用气开式调节阀，因阀芯拆卸时需从阀体下面取出，调节阀距地面更应有足够的距离，这在管线安装时必须要考虑的问题。

1.4为了使调节阀和调节系统出现故障时，不致于影响生产和发生安全事故，故一般都需要安装旁路和旁路阀。但旁路阀不能安装在调节阀的正上方，以免旁路阀内腐蚀性介质泄漏到调节阀上。自动调节系统中起到良好的调节作用，安装调节阀前、后安装截止阀，对于高温、高压、高压、易冻、易粘稠介质，还要安装排泄阀。

ZJHP气动薄膜调节阀选型分析检修重点检查的部件

1.气动薄膜调节阀检修应重点检查的部件

1.1阀体内壁的检查：对使用于高压差及有腐蚀性介质场合的阀体内壁易受介质冲击和腐蚀，必须重点检查耐压、耐腐蚀的情况。

1.2阀座的检查：检查阀座的磨损情况以及固定阀座用的螺纹内表面，是否因受腐蚀而使阀座松驰。

1.3阀芯的检查：阀芯是调节阀工作时的可动部件，受介质冲蚀最严重，特别是在高压情况下工作时，阀芯因汽蚀现象磨损更为严重,在检修时应需认真检查。

1.4膜片及“0"形密封圈的检查：检查是否有老化和裂损等情况。

1.5填料的检查：检查填料配合情况，填料是否老化。

ZJHP气动薄膜调节阀选型分析常见故障及解决方法

1.气动薄膜调节阀常见的故障及解决的相应办法

1.1 调节阀不动作

主要原因有：没有信号压力或虽有信号压力但膜片裂损、膜片漏气，膜片推力减小；阀芯与阀座或套筒卡死，阀杆弯曲等原因使调节阀不能动作。

解决的办法: 拆开膜头，检查膜片损坏时，应修补膜片或更换膜片；检查阀芯与阀座或套筒的间隙配合情况，阀芯的外表面与套筒之间有划伤时，应车削打磨处理光滑为止；检查阀杆是否弯曲，弯曲不严重时应在平台上打表矫直，若弯曲度超差时，应及时更换阀杆。

1.2 调节阀动作正常，但不起调节作用

主要原因有：阀芯脱落，此时，虽然阀杆动作正常，但阀芯不动，因此无调节作用。另外管道堵塞，也会出现调节阀不起调节作用的现象。

解决的相应办法: 拆件阀体，检查：阀芯是否脱落，并查找脱落的原因，给予相应的修理；拆检调节阀时，若发现管道堵塞，应及时联系生产工艺车间给予清理和疏通。

1.3 调节阀动作迟钝或阀杆抖动

主要原因有：由于密封填料老化或干枯，使阀杆与填料的摩擦增大会造成动作迟钝或抖动；填料长期不更换，填料内进入硬物，划伤阀杠后，造成阀杆抖动；阀杆或因阀体内含有粘性大的介质等物料堵塞等情况而引起调节阀误动作。

解决的相应办法: 调节阀应根据装置的检修计划或装置的间歇停车，要及时对调节阀做出相应的检修计划予以解体检查或下线检修，检查或检修时应根据填料情况应及时更换填料；若检查阀杆有轻微划伤时，应用油石修磨光滑。若阀杆划伤严重时，要及时更换阀杆；解体检查发现阀杆或因阀体内含有粘性大的介质等物料堵塞时，应根据物料来选择蒸汽、水等办法来清除堵塞的物料。

1.4阀芯、阀座的严重腐蚀或阀芯、阀座间有硬物垫住损伤密封面

主要原因有：阀芯、阀座的严重腐蚀或因阀芯、阀座间有硬物垫住损伤密封面，会造成介质的大量泄漏，这是调节阀常见的故障之一。

解决的办法：一是通常通过拆检该阀，对严重腐蚀的阀芯、阀座进行堆焊硬质合金的办法或通过直接更换阀芯、阀座等内件的办法恢复该阀原来的密封效果。二是当发现该阀拆检后的阀芯、阀座间有硬物垫住损伤密封面时,应通过车削密封面和研磨的方法来恢复该阀原来的密封效果。

1.5阀门定位器和电器转换器辅助装置

主要原因：因为阀门定位器和电器转换器等是调节阀的辅助装置，它们接受调节器的输人信号，然后以它自己输出信号来控制调节阀。特别是阀门定位器，与气动阀配套使用构成一闭环控制回路，用以提高调节阀控制精度。克服填料函与阀杆的摩擦力，提高阀门动作速度，可实现分段控制来改变调节阀的流量。

解决办法：因此，要想取得理想的调节效果，必须使调节阀与定位器配合好，应用阀门定位器以提高调节阀的定位精度及工作可靠性，确保调节质量。

为此，要通过对阀门定位器和电器转换器等调节阀的辅助装置的定期的检查，或通过定期的大修进行系统的检查和调试维修。

气动单座调节阀作为工业自动化控制系统中的重要执行元件，广泛应用于石油、化工、电力、冶金等行业的流程控制中。其安装与调试质量直接关系到整个控制系统的稳定性和精确性。本文将详细介绍气动单座调节阀的安装步骤与调试方法，为工程技术人员提供实用参考。

ZJHP气动薄膜调节阀选型分析

• 确认管道系统已清洁，无焊渣、铁屑等杂质

• 检查阀门规格型号是否符合设计要求

• 核对阀门流向标志与工艺介质流向是否一致

• 确认工作环境温度、压力、介质特性符合阀门设计要求

• 安装工具：扳手、螺丝刀、水平仪、法兰对中工具等

• 密封材料：垫片、密封胶（根据介质特性选择合适材质）

• 辅助设备：气源管路、过滤器减压阀、定位器等

• 手动操作检查阀杆运动是否灵活无卡涩

• 检查阀体各连接部位有无泄漏

• 确认气动执行机构动作方向与阀门开关方向一致

• 确定安装位置，考虑操作维护空间要求（一般阀体上方留出阀杆全行程1.5倍空间）

• 对于高温介质，应考虑热膨胀影响，预留适当空间

• 安装位置应便于观察和操作手轮（如有）

• 法兰连接：使用合适材质和规格的垫片对角均匀紧固螺栓，避免单边受力法兰平行度偏差不超过0.2mm

• 螺纹连接：使用密封带或密封胶时，避免堵塞流道注意不要过度拧紧导致阀体变形

• 确保执行机构与阀体连接牢固

• 检查执行机构气源接口方向是否符合现场布置

• 安装定位器（如配备）时注意防震防潮

• 使用合适管径的气源管路（一般不小于6mm）

• 安装过滤器减压阀，确保气源清洁干燥（露点至少比环境温度低10℃）

• 气源压力调整至执行机构额定工作压力（通常0.4-0.6MPa）

• 按接线图正确连接信号线（4-20mA）

• 做好电缆屏蔽和接地处理

• 检查电源电压是否符合要求

  
  

ZJHP气动薄膜调节阀选型分析

1. 手动测试：切换至手动模式，操作手轮检查全开全闭位置确认阀杆运动平稳无卡涩检查阀门开度指示与实际位置是否一致

2. 行程调整：调整执行机构行程限位螺钉确保阀门能关闭（必要时进行阀座研磨）确认全开位置不超程

3. 基本功能测试：切换至自动模式输入4mA信号，确认阀门处于全闭位置（或设计起始位置）输入20mA信号，确认阀门处于全开位置

4. 泄漏测试：在额定压差下测试关闭时的泄漏量单座阀一般要求泄漏等级达到ANSI IV级或更高

5. 自动校准：执行定位器自动校准程序（各品牌操作不同）检查校准后阀位与信号对应关系

6. 参数设置：设置动作特性（线性、等百分比等）调整灵敏度参数，避免振荡设置故障安全位置（FO/FC）

1. 阶跃响应测试：输入阶跃信号（如从10%到90%）记录响应时间和超调量典型响应时间应在1-10秒范围内（视阀门尺寸而定）

2. 控制回路测试：接入实际控制系统观察在不同设定值变化时的跟踪性能调整PID参数优化控制效果

3. 定期检查填料函泄漏情况（一般不超过6个月）

4. 定期润滑阀杆（视使用频率每3-12个月一次）

5. 定期检查气源过滤器，及时排水（建议每周检查）

6. 长期停用时应排空阀腔内介质，加防护措施

7. 建立阀门维护档案，记录每次检修情况

   
   

8. 

气动单座调节阀的正确安装与精细调试是保证其长期稳定运行的关键。工程人员应充分理解阀门工作原理，严格按照操作规程执行，并结合实际工况进行适当调整。通过规范的安装调试和定期维护，可显著提高调节阀的使用寿命和控制性能，为生产过程自动化提供可靠保障。