HSC-16C型气动笼式调节阀 蒸汽自力式调节阀

HSC型气动笼式调节阀气动执行机构

气动执行构主要分为薄膜式和活塞式，另外还有长行程执行机构、滚动膜片执行机构等。

气动薄膜执行机构是一种zui常用的机构，它的传统结构如图２所示。它的结构简单，动作可靠，维修方便，价格低廉。

气动薄膜执行机构分正作用和反作用两种形式，国产型号为ZMA型（正作用）和ZMB型（反作用）。信号压力一般是20～100kPa，气源压力的zui大值为500kPa。信号压力增加时推杆向下动作的叫正作用执行机构；信号压力增加时推杆向上动作的叫反作用执行机构。

正、反作用执行机构基本相同，均由上、下膜盖、波纹薄膜、推杆、支架、压缩弹簧、弹簧座、调节件、标尺等组成。在正作用执行机构上加一个装Ｏ形密封圈的填块，只要更换个别零件，即可变为反作用执行机构。

这种执行机构的输出特性是比例式的，即输出位移与输入的气压信号成比例关系。当信号压力通入薄膜气室时，在薄膜上产生一个推力，使推杆移动并压缩弹簧。当弹簧的反作用力与信号压力在薄膜上产生的推力相平衡时，推杆稳定在一个新的位置。信号压力越大，在薄膜上产生的推力就越大，则与它平衡的弹簧反力也越大，即推杆的位移量越大。推杆的位移就是执行机构的直线输出位移，也称为行程。

国产气动薄膜弹簧执行机构的行程规格有10、16、25、40、60、100mm等。薄膜的有效面积有200、280、400、630、1000、1600cm2六种规格。有效面积越大，执行机构的位移和推力也越大，可根据实际需要进行选择。

活塞式执行机构

没有弹簧的气动活塞式执行机构如图３所示。它的活塞随气缸两侧的压差而移动，在气缸两侧输入一个固定的信号和一个变动信号，或者在两侧都输入变动信号。

气动活塞式执行机构的气缸允许操作压力可达700kPa，因为没有弹簧抵消推力，所以有很大的输出推力，特别适用于高静压、高压差的工艺条件。这是一种较为重要而常用的气动执行机构。它的输出特性有比例式及两位式两种。

比例式是指输入信号压力与推杆的行程成比例关系，这时它必须带有阀门定位器。两位式是根据输入执行机构活塞两侧的操作压力差来完成的。活塞由高压侧推向低压侧，就使推杆由一个位置推移到另一个位置。所以，两位式执行机构控制阀门的开关动作。这种执行机构的行程一般为25～100mm。

5、HSC型气动笼式调节阀附件

定位器、手轮机构、气动阀位传送器等。[气源连接]定位器的气源接口（SUP、OUT1及OUT2）为RC1/4（PT1/4）及1/4NPT，根据其规格选用合适的联接件。 接管时应防止泄漏及将密封胶带进入定位器气路中。在双动作型场合，接口OUT1、OUT2均与执行器连接，输入信号增加，接口OUT1的压力增加，接口OUT2的压力下降（参照动作原理，双动作型）。[电气连接]输入信号的正、负接线要正确，可靠（接线柱螺钉为M4）接线盒内外均有接地线柱。接线完毕应将接线盒拧紧。

6、HSC型气动笼式调节阀性能

7、HSC型气动笼式调节阀主要性能及测试:

  气动调节阀的性能指标有：基本误差、回差、死区、始终点偏差、额定行程偏差、泄漏量、密封性、耐压强度、外观、额定流量系数、固有流量特性、耐振动性能、动作寿命，计13项、前9项为出厂检验项目。
   由于调节阀的运输、工作弹簧范围的调整等因素，安装前往往需要对如下性能进行调整、检验：
  1）基本误差
  将规定的输入信号平稳地按增大和减小方向输入执行机构气室（或定位器），测量各点所对应的行程值，计算出实际“信号－行程”关系与理论关系之间的各点误差。其zui大值即为基本误差。试验点应至少包括信号范围0、25％、50％、75％、100％这5个点。测量仪表基本误差限应小于被试阀基本误差限的1/4。
   2）回差
   试验程序与上面第1）点所述相同。在同一输入信号上所测得的正反行程的zui大差值即为回差。
   3）始终点偏差
   方法同第1）点。信号的上限（始点）处的基本误差即为始点偏差；信号的下限（终点）处的基本误差为终点偏差。
  4）额定行程偏差
   将额定输入信号加入气动执行机构气室（或定位器），使阀杆走*程，实际行程与额定行程之差与额定行程之比即为额定行程偏差。实际行程必须大于额定行程。
  5）泄漏量
   试验介质为10～50℃的清洁气体（空气和氮气）或液体（水或煤油）；试验压力A程序为：当阀的允许压差大于350KPa时，试验压力均按350KPa做，小于350KPa时按允许压差做；B试验程序按阀的zui大工作压差做。试验信号压力应确保阀处于关闭状态。在A试验程序时，气开阀执行机构信号压力为零；气闭阀执行机构信号压力为输入信号上限值加20KPa；两位式阀执行机构信号压力应为设计规定值。在B试验程序时，执行机构的信号压力应为设计规定值。试验介质应按规定流向加入阀内，阀出口可直接通大气或连接出口通大气的低压头损失的测量装置，当确认阀和下游各连接管道*充满介质后方可测取泄漏。

8、HSC型气动笼式调节阀Cv值和行程

A、高容量套筒

B、高精度特性套筒和普通流量特性套筒

调节阀选型计算：
       调节阀是自控系统中的执行器，智能调节阀在化工行业的广泛应用，是提高生产过程自动化程度的重要环节。调节阀的应用效果直接表现在系统的调节品质上。作为过程控制的终端元件，除调节阀自身品质、用户的正确安装、使用和维护外，正确地计算相关参数值和恰当的选型十分关键。
       调节阀按其所用能源可分为气动、电动和液动。调节阀包括执行机构和阀两部分。气动执行机构有薄膜式和活塞式两种。笔者主要介绍CV3000气动薄膜式调节阀的选型与相关参数的选择和计算。调节阀的选型是一种很繁琐的工作，它不仅在其自身的计算和选择，更需要有多专业的协调和配合，还应考虑安装的规范等。下面台臣阀门为大家详细介绍一下调节阀选型原则。上海申弘阀门有限公司主营阀门有：减压阀(气体减压阀,可调式减压阀,波纹管减压阀,活塞式减压阀,蒸汽减压阀,先导式减压阀,空气减压阀,氮气减压阀,水用减压阀,自力式减压阀,比例减压阀)、安全阀、保温阀、低温阀、球阀、截止阀、闸阀、止回阀、蝶阀、过滤器、放料阀、隔膜阀、旋塞阀、柱塞阀、平衡阀、调节阀、疏水阀、管夹阀、排污阀、排气阀、排泥阀、气动阀门、电动阀门、高压阀门、中压阀门、低压阀门、水力控制阀、真空阀门、衬胶阀门、衬氟阀门。
调节阀选型原则：
【固有流量特性】化工行业过程控制中，要求调节阀有大的调节范围，开度和阀的压差变化也要相对较大，因此大部分调节阀均采用等百分比流量特性。
【调节阀材料选择】阀体耐压等级、使用温度范围、耐腐蚀性能和材料都不应低于工艺连接管道材料的要求，一般选用铸钢和铸不锈钢材料阀体。如果介质为水蒸气、含水较多的湿气体或易燃流体，则不宜采用铸钢阀体。到目前为止，zui耐腐蚀的材料为聚四氟乙烯，且衬聚四氟乙烯阀的成本相对特殊合金材料阀的价格优势明显。因此，在耐腐蚀方面，应*衬聚四氟乙烯的产品；但温度大于180℃，PN大于1.6MPa时应选用特殊合金材料，且应包含接触介质的部分。
【型式、泄漏量、流向和填料材料】在化工生产过程控制中，工艺介质的控制要求一般为泄漏量小、流量控制也小且并阀的前后压差也要小，因此大部分采用单座阀；但在一些特殊工况或公用工程的控制中要求阀前后的压差大且泄漏量要求不严时，则采用套筒阀；泄漏量高且温度不高的采用软阀座，反之采用金属阀座；其他也会有些特殊的阀门，如切断式O型球阀等，此处不再赘述。
重点讨论化工行业中主要采用的单座阀。单座阀的流向一般采用流开型。单座阀填料一般采用V型聚四氟乙烯，高温环境中采用柔性石墨。
【上阀盖型式】结合工艺过程，介质温度低于－20℃的采用长颈型阀盖，介质温度高于200℃的采用散热型阀盖，有毒有害且耐压等级要求不高的采用波纹管密封型阀盖，其他则采用普通型阀盖。
CV3000调节阀分为常温型、伸长型（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）和波纹管密封型，阀盖型式的选择与介质温度、特性相关，根据具体选型确定。
【口径的确定原则】根据标准HG/T20507-2014，选择阀尺寸的原则有：一是阀全开时，应至少通过正常流量的1.25倍；二是阀的特性和经济性。一般情况下，希望在正常流量时阀的开度范围：线性阀位70%，等百分比阀位80%。然后计算出流量系数C计值（C计值是基于正常流量Q和正常流量时阀上的压差Δp计算所得），适当放大后圆整为C选，zui后以C选与阀门的选型资料比较来确定阀的口径。其中圆整放大系数m=C选/C计，线性阀的m值不小于1.63，等百分比阀的m值不小于1.97。
结合CV3000调节阀的选型材料，引入Cv值，Cv值是阀处于全开状态，两端压差为0.07kgf/cm2的条件下，60℉（15.6℃）的清水每分钟通过阀的美加仑数。现给出化工行业常用的3种相态介质的Cv值计算方法：
a.液相其中G为比重，水的比重为1；p1、p2为阀全开时进、出口压力，kPa；Q为zui大流量，m3/h。
b.气相Cv值的计算，当Δp＜p1/p2时Cv=；当Δp≥p1/p2时。其中Q为标准状态下zui大流量，Nm3/h；T为流体温度，℃；Δp=p1－p2。水蒸气Cv值的计算，当Δp＜p1/2时当Δp≥p1/2时Cv=WK/（0.1205p1）。其中W为zui大流量，kg/h；K=1+（0.0013×过热温度）。过热温度是进口侧压力（p1）下饱和温度（Ts）和介质入口温度（T1）之差；饱和蒸汽场合的过热温度为0。由于化工行业采用的水蒸气基本为饱和蒸汽，则以K=1作为计算依据。
根据以上不同相态介质Cv值的计算式可以计算出Cv值，再根据Cv进行相应的对比选择，选出更适合的额定Cv值。虽然Cv值的计算结果是*的，但调节阀的类别选择却不是*的，因此在选择过程中需要有一定的现场经验，并结合实际情况进行相应的抉择。
调节阀执行机构作用形式：
      执行机构的选择重点要考虑阀全关的输出推力满足一定要求，控制阀关闭时应有足够的阀座密封压力。结合CV3000调节阀选型，主要可以考虑阀座的允许压差，即控制阀关闭时的密封压力，但由于阀进出口压力条件不准确，因此可以阀前zui大压力的一定安全倍数下（一般1.5倍）的允许压差来选择执行机构。
      气开和气关主要是从工艺安全的角度进行考虑的，在CV3000调节阀选型中，执行机构的选择已经考虑了气开和气关。执行机构的选择还涉及弹簧范围的选择，确定工作弹簧范围涉及计算输出力去克服不平衡力。若有困难，应将条件（主要是阀关时的压差）告诉制造厂，协助计算并调好弹簧和工作范围后再出厂。
调节阀附件选择：
      调节阀的附件有很多，常用的有保位阀、减压阀、电气阀门定位器及手轮等。减压阀主要用于稳定接入调节阀的气源压力，保证阀门的正常运行；电气阀门定位器能使调节阀的执行机构进行相应准确的调节，且重要场合需要定位器自带阀位反馈；保位阀的应用也主要是满足工艺要求，保证阀门事故状态处于原开度，维持工艺控制稳定；手轮的选择主要用于大口径、贵金属阀门及需要限制开度等的场合，但工艺安全联锁和危险区域不应设置。且气源接口规格也应进行核实，为气源管的选择提供有效帮助。
调节阀选型实例：
      在化工公用工程中，水蒸气的运用颇为广泛。现以水蒸气介质为例进行调节阀的选型说明。一个罐体设备夹套加热控制阀的条件：介质为饱和水蒸气，操作温度150℃，操作密度2.547kg/m3，动力粘度0.014mPa·s，泄漏等级10-3；信号中断时阀位有FC（初始为关闭），zui大、正常状态；zui小流量为60、35、0kg/h，阀前全关/正常/全开压力（表压）为0.5/0.4/0.3MPa，阀后全关/正常/全开压力（表压）为0.4/0.3/0.2MPa，管道材料20#碳钢，管道规格Φ32mm×3mm（DN25mm）。
结合以上选型原则和CV3000的选型资料，进行相应的Cv值计算和其他项的选择。
       根据以上选型原则，需采用流量特性为等百分比、流向为流开型、阀体WCB（铸钢），阀内件不锈钢，阀上盖型式常温型，填料材料V型聚四氟乙烯的调节阀，由于泄漏量要求不高且温度偏高则选择金属阀座（泄漏量可达10-4），再根据阀工作压力选择阀的公称压力为PN16，然后通过Cv值确定调节阀阀型式、口径，执行机构和气开关的选择。
Cv值的计算。因p1=0.5×100+98.067=598.067kPa，p2=0.4×100+98.067=498.067kPa，Δp=p1－p2=100kPa，p1/2=598.067/2=299.0335kPa，则Δp＜p1/2；因为是饱和蒸汽，其过热温度为0，则K=1。
当Δp＜p1/2时，p1+p2=1096.134kPa，Cv=，通过圆整放大系数m=C选/C计，从而按选型资料进行圆整确定额定Cv值。
由于选用的是等百分比，则m应不小于1.97，则圆整后的选型Cv=1.411×1.97≈2.78。其中W为zui大流量，kg/h，有65kg/h≥35×1.25=43.75kg/h，则选择zui大流量65kg/h；R为可调比（一般可选择50∶1）；98.067kPa为标准大气压的压力值。
与台臣公司生产的气动调节阀的选型样本资料对比，确定额定Cv=4.0。再根据经济性考虑，应选择公称通径DN×阀座直径dn=25×14。
调节阀参数的选择：
      由于工艺要求信号中断时阀位为关，则应选择气开阀，再结合厂家的标准配置，选择为小口径单座阀HLS，执行机构HA2R，供气压力140kPa，弹簧压力20～100kPa，对应的允许压差2MPa，已满足阀前zui大压力的一定倍数（此倍数可按现场经验进行确定，一般按大于1.5倍选择）。附件根据实际要求进行相应的选择，可选性价比高的电气阀门定位器及减压阀等。综上所述，zui后确定的调节阀：小口径单座阀HLS-16K，Cv值为4.0，公称通径×阀座直径=25×14，执行机构为HA2R，供气压力140kPa，等百分比流量特性，泄漏量10-4，V型聚四氟乙烯，常温型上阀盖型式，金属阀座，阀体/座/芯材料为WCB/不锈钢/不锈钢。附件根据工艺要求进行合理的选择，且气源接口也应进行核实确定。

9、HSC型气动笼式调节阀允许压差

A、气-关式阀100KPa