氣動單座調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)和原理

氣動單座調(diào)節(jié)閥是氣動調(diào)節(jié)閥常用的一種。它以壓縮空氣作為動力，接受控制系統(tǒng)的壓力信號，按照信號變化比例調(diào)節(jié)管道內(nèi)介質(zhì)的流量，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)控制的自動化過程。由氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和單座調(diào)節(jié)閥兩部分組成。
 

　　作用方式種類：分為氣開式和氣關(guān)式
 

　　氣開式(FC)：氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)不通氣時(shí)調(diào)節(jié)閥保持常閉，隨著控制信號的增加逐漸打開，一般用K表示氣開式。
 

　　氣關(guān)式(FO)：氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)不通氣時(shí)調(diào)節(jié)閥保持常開，隨著控制信號的增加逐漸關(guān)閉，一般用B表示氣關(guān)式。
 

　　工作原理：控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號4-20mA。經(jīng)過閥門定位器轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈮盒盘?0-100KPa，或40-200KPa，80-240KPa后，進(jìn)入氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)，推動推桿動作，因?yàn)橥茥U和調(diào)節(jié)閥閥桿連接為一體，進(jìn)而帶動調(diào)節(jié)閥閥桿，閥芯動作，完成對管道內(nèi)介質(zhì)的調(diào)節(jié)過程。定位器的反饋桿裝在調(diào)節(jié)閥的閥桿上，隨著調(diào)節(jié)閥開度動作，反饋桿轉(zhuǎn)動時(shí)給定位器一個(gè)反饋信號，當(dāng)和輸入信號平衡式，閥門停止動作，對閥門起到定位作用?？刂菩盘?mA時(shí)，閥門位置為零點(diǎn)。12mA時(shí)，閥門行程為50%。20mA時(shí)，行程為100%?？刂菩谐膛c控制信號一一對應(yīng)，進(jìn)行比例調(diào)節(jié)。
 

　　調(diào)節(jié)方式分類：分為調(diào)節(jié)型，調(diào)節(jié)切斷型。調(diào)節(jié)型注重調(diào)節(jié)過程，不要求嚴(yán)格關(guān)閉。調(diào)節(jié)切斷型不光要調(diào)節(jié)過程，還要在關(guān)閉時(shí)保持密封性良好，盡可能減少泄漏量。
 

　　氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)種類：分為氣動薄膜式和氣動活塞式。
 

　　氣動薄膜式又分為氣動薄膜精小型多彈簧結(jié)構(gòu)，和氣動薄膜單彈簧結(jié)構(gòu)。精小型多彈簧結(jié)構(gòu)氣動執(zhí)行器外形高度比單彈簧結(jié)構(gòu)高度尺寸降低一半左右，重量也減輕很多。是現(xiàn)在氣動薄膜調(diào)節(jié)閥主要使用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。單彈簧機(jī)構(gòu)基本淘汰了。
 

　　氣動活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)特點(diǎn)是輸出力大，因?yàn)榛钊浇Y(jié)構(gòu)可以使用氣源壓力達(dá)0.5MPa左右。而薄膜式機(jī)構(gòu)由于橡膠膜片耐壓較低，一般0.25MPa左右。所以同尺寸執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以輸出更大的力，更適用于高壓調(diào)節(jié)閥。采用雙作用式活塞執(zhí)行器比單作用活塞式執(zhí)行器輸出力更大，是因?yàn)閮?nèi)部沒有彈簧，降低了阻力。
 

　　氣動薄型執(zhí)行機(jī)構(gòu)的手輪機(jī)構(gòu)：一般分為側(cè)裝手輪和頂裝手輪兩種。當(dāng)氣動執(zhí)行器停氣或信號故障時(shí)，膜片破損時(shí)?？梢酝ㄟ^手輪機(jī)構(gòu)來完成調(diào)節(jié)閥的開關(guān)。同時(shí)還可以限制調(diào)節(jié)閥的開度，使其保持在一定范圍內(nèi)。
 

　　側(cè)裝手輪是安裝在氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的側(cè)面，操作時(shí)比較方便，安裝維護(hù)也比較方便。頂裝手輪在氣動執(zhí)行器頂端，操作時(shí)比較費(fèi)力，會有夠不到的情況，占用調(diào)節(jié)閥的高度空間。
 

　　單座調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)：主要由閥體，閥蓋。閥座，閥芯，閥桿，導(dǎo)向座，填料，壓蓋等零件組成。
 

　　單座調(diào)節(jié)閥大優(yōu)點(diǎn)是泄露量小，因?yàn)槠渲挥幸坏烂芊饩€，比起雙座調(diào)節(jié)閥和套筒調(diào)節(jié)閥，后者都是二道密封線，考慮到加工誤差和變形等原因，泄漏量都比單座調(diào)節(jié)閥大。由于其只有一個(gè)閥芯，介質(zhì)推力都作用在上面，所以閥芯不平衡力較大，尤其高壓，大口徑時(shí)更加明顯。需要配活塞式氣動機(jī)構(gòu)和閥門定位器來控制。這時(shí)可以選用雙座調(diào)節(jié)閥和套筒調(diào)節(jié)閥效果會更好。
 

　　上閥蓋形式：主要分為常溫型，介質(zhì)溫度范圍-20～200℃，應(yīng)用廣泛。高溫型-60～450℃，閥蓋上有多層散熱片。使閥門的高溫散掉，避免填料高溫失效，保持氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)在允許溫度內(nèi)工作，防止橡膠膜片和O型圈高溫失效。低溫型-60～-250℃，上閥蓋為長頸型，可以避免低溫時(shí)填料密封失效。溫度越低，長頸越長。波紋管密封型，對于有毒，易揮發(fā)，易滲透，貴重工藝介質(zhì)，閥桿采用波紋管密封，同時(shí)還有填料密封作為保障，防止波紋管破損時(shí)介質(zhì)外漏。要根據(jù)介質(zhì)和溫度來綜合選用上閥蓋形式。
 

　　流量特性：常用的有直線和等百分比兩種，調(diào)節(jié)閥的流量特性指流過閥門的相對流量和相對行程的關(guān)系。
 

　　附件選用：閥門定位器，過濾減壓閥，手輪機(jī)構(gòu)，保位閥，快速排氣閥，電磁閥等。
 

　　氣動單座調(diào)節(jié)閥選用時(shí)要提供：產(chǎn)品型號。公稱通徑。閥座直徑。信號壓力。彈簧范圍。流量特性。閥前后壓力。介質(zhì)種類。溫度范圍。閥體，閥芯，閥座材質(zhì)。是否帶手輪機(jī)構(gòu)，定位器，過濾減壓閥等附件。是否有防爆，禁油，禁銅要求等。