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CKVWD-气动波纹管式调节阀

  • 产地
  • 所在地
  • 江苏无
  • 江苏无锡市

更新时间:2025-02-26

有效日期:还剩365

产品详情

气动调节阀的定义与基本结构

(一)定义

气动调节阀是一种以压缩空气为动力源,通过接收来自控制系统的控制信号,自动调节阀门开度,从而实现对管道内流体的流量、压力、液位等参数进行精确控制的自动化阀门。它是工业自动化控制系统中的重要执行元件,能够将各种工艺参数保持在设定的范围内,保证生产过程的顺利进行。

(二)基本结构

  1. 执行机构:执行机构是气动调节阀的动力部件,它接收控制系统发出的控制信号,并将其转换为相应的机械位移,以驱动阀体动作。执行机构主要由气缸、活塞、弹簧、膜片等部件组成,根据其工作原理和结构形式的不同,可分为薄膜式执行机构、活塞式执行机构和齿轮齿条式执行机构等。

    • 薄膜式执行机构:薄膜式执行机构是一种执行机构,它由膜片、压缩弹簧、推杆等部件组成。膜片将气缸分为上下两个腔室,当压缩空气进入上腔室时,膜片受到向下的压力,克服弹簧的弹力,推动推杆向下移动;当压缩空气进入下腔室时,膜片受到向上的压力,推动推杆向上移动。薄膜式执行机构结构简单、动作灵敏,但输出力较小,适用于小口径阀门和对控制精度要求较高的场合。

    • 活塞式执行机构:活塞式执行机构由活塞、气缸、推杆等部件组成。活塞在气缸内作往复运动,通过推杆将活塞的直线运动传递给阀体。活塞式执行机构输出力较大,适用于大口径阀门和高压、高温等恶劣工况的场合。

    • 齿轮齿条式执行机构:齿轮齿条式执行机构由齿轮、齿条、气缸等部件组成。气缸内的活塞通过齿条带动齿轮旋转,从而实现阀门的开启和关闭。齿轮齿条式执行机构具有结构紧凑、输出扭矩大、动作平稳等优点,适用于角行程阀门,如球阀、蝶阀等。

  1. 阀体:阀体是气动调节阀的主体部分,它直接与流体接触,通过改变阀芯与阀座的相对位置,实现对流体的控制。阀体主要由阀座、阀芯、阀杆、阀盖等部件组成,根据其结构形式和功能的不同,可分为直通单座阀、直通双座阀、角形阀、三通阀、隔膜阀、蝶阀、球阀等。

    • 直通单座阀:直通单座阀的阀芯与阀座为单密封结构,具有泄漏量小、调节精度高的优点,但由于阀芯受到的不平衡力较大,适用于小口径、低压差的场合。

    • 直通双座阀:直通双座阀有两个阀芯和阀座,流体从两侧进入,通过阀芯的上下移动来改变流通面积。由于两个阀芯所受的不平衡力方向相反,相互抵消,因此直通双座阀适用于大口径、高压差的场合,但泄漏量相对较大。

    • 角形阀:角形阀的阀体呈直角形,流体的进出口成 90° 角。角形阀适用于高粘度、含颗粒、纤维等介质的场合,以及需要改变流体流向的场合。

    • 三通阀:三通阀有三个进出口,可实现三种不同的流体控制方式,如合流、分流和换向。三通阀常用于热交换器的温度控制、流体的混合和分配等场合。

    • 隔膜阀:隔膜阀的阀芯与阀座之间采用隔膜密封,隔膜将流体与阀杆等部件隔开,具有耐腐蚀、无泄漏的优点,适用于腐蚀性介质、食品、医药等行业。

    • 蝶阀:蝶阀的阀芯为圆盘状,绕阀杆轴线旋转来改变阀门的开度。蝶阀具有结构简单、体积小、重量轻、流体阻力小等优点,适用于大口径、低压差的场合,如通风、空调系统等。

    • 球阀:球阀的阀芯为球体,球体上开有圆形通孔,通过球体的旋转来实现阀门的开启和关闭。球阀具有密封性能好、操作方便、开闭迅速等优点,适用于各种介质和工况条件,特别是对密封性能要求较高的场合。

二、工作原理

气动调节阀的工作原理是基于力平衡原理。当控制系统发出控制信号时,执行机构接收信号后,根据信号的大小改变压缩空气的压力和流量,从而使执行机构产生相应的输出力。这个输出力通过推杆或阀杆传递给阀体,带动阀芯上下移动或旋转,改变阀芯与阀座之间的流通面积,进而调节流体的流量、压力、液位等参数。
例如,在流量控制系统中,当需要增大流量时,控制系统发出增大信号,执行机构接收到信号后,使压缩空气进入气缸,推动活塞或膜片向下移动,带动阀芯向下移动,增大阀芯与阀座之间的流通面积,从而使流量增大;当需要减小流量时,控制系统发出减小信号,执行机构使压缩空气排出气缸,在弹簧的作用下,活塞或膜片向上移动,带动阀芯向上移动,减小阀芯与阀座之间的流通面积,从而使流量减小。通过不断地调整控制信号,使执行机构的输出力与作用在阀芯上的流体力相平衡,从而实现对流量的精确控制。

三、分类

(一)按结构形式分类

  1. 直行程调节阀:直行程调节阀的阀芯在阀体内作直线运动,通过改变阀芯与阀座之间的轴向距离来调节流体的流量。直行程调节阀包括直通单座阀、直通双座阀、角形阀、三通阀等。

  1. 角行程调节阀:角行程调节阀的阀芯在阀体内作旋转运动,通过改变阀芯的旋转角度来调节流体的流量。角行程调节阀包括蝶阀、球阀、偏心旋转阀等。

  1. 隔膜调节阀:隔膜调节阀利用隔膜将流体与阀杆等部件隔开,通过隔膜的变形来调节流体的流量。隔膜调节阀适用于腐蚀性介质、食品、医药等行业。

(二)按控制方式分类

  1. 气开式调节阀:气开式调节阀是指当压缩空气进入执行机构时,阀门打开;当压缩空气停止供应时,阀门在弹簧的作用下关闭。气开式调节阀适用于需要在气源故障时自动关闭的场合,如易燃、易爆、有毒等介质的管道系统。

  1. 气关式调节阀:气关式调节阀是指当压缩空气进入执行机构时,阀门关闭;当压缩空气停止供应时,阀门在弹簧的作用下打开。气关式调节阀适用于需要在气源故障时自动打开的场合,如锅炉的给水系统、通风系统等。

(三)按流量特性分类

  1. 线性流量特性:线性流量特性是指调节阀的相对流量与相对开度成线性关系,即单位开度变化所引起的流量变化是常数。线性流量特性适用于流量调节范围较大、调节精度要求较高的场合。

  1. 等百分比流量特性:等百分比流量特性是指调节阀的相对流量与相对开度成对数关系,即单位开度变化所引起的流量变化与当时的流量成正比。等百分比流量特性适用于流量变化较大、调节精度要求较高的场合,如锅炉的燃烧控制系统、热交换器的温度控制系统等。

  1. 快开流量特性:快开流量特性是指调节阀在开度较小时,流量就有较大的变化,随着开度的增大,流量变化逐渐减小。快开流量特性适用于需要快速开启或关闭的场合,如紧急切断阀、安全阀等。

四、特点

(一)优点

  1. 响应速度快:气动调节阀以压缩空气为动力源,其响应速度比电动调节阀快,能够快速地对控制信号做出反应,实现对流体参数的及时调节。在一些对控制响应速度要求较高的场合,如化工生产中的反应过程控制、电力系统中的负荷调节等,气动调节阀的快速响应特性能够有效地提高生产效率和系统的稳定性。

  1. 动作稳定:气动调节阀的执行机构采用气体作为工作介质,气体具有良好的可压缩性和流动性,使得执行机构的动作更加平稳、可靠。与电动调节阀相比,气动调节阀在运行过程中不易受到电磁干扰,能够在恶劣的环境条件下稳定工作。

  2. 防爆性能好:由于气动调节阀使用的是压缩空气作为动力源,不存在电火花等火源,因此具有良好的防爆性能。在易燃易爆的场合,如石油、化工、天然气等行业,气动调节阀控制设备之一,能够确保生产过程的安全运行。

  3. 结构简单:气动调节阀的结构相对简单,零部件数量较少,制造和维修成本较低。与其他类型的调节阀相比,气动调节阀的安装和调试也较为方便,能够降低设备的维护和管理成本。

    1. 适用范围广:气动调节阀能够适应各种不同的介质和工况条件,如高温、高压、低温、强腐蚀、高粘度等。通过选择合适的阀体材料、阀芯结构和密封形式,气动调节阀可以满足不同行业的需求,广泛应用于石油、化工、电力、冶金、制药、食品等众多领域。

    (二)缺点

    1. 需要气源:气动调节阀需要配备压缩空气气源系统,包括空气压缩机、过滤器、干燥器、减压阀等设备,增加了设备投资和运行成本。同时,气源系统的稳定性和可靠性也会影响气动调节阀的正常工作,如果气源出现故障,如气压不足、气体杂质过多等,会导致调节阀的动作异常。

    2. 控制精度有限:虽然气动调节阀能够实现对流体参数的精确控制,但由于气体的可压缩性和执行机构的摩擦力等因素的影响,其控制精度相对电动调节阀来说略低。在一些对控制精度要求场合,如精密仪器制造、电子芯片生产等,可能需要采用其他类型的调节阀。

    3. 输出力有限:气动调节阀的输出力受到气源压力和执行机构尺寸的限制,对于一些大口径、高压差的阀门,可能需要较大的气源压力或采用特殊的执行机构设计,以满足阀门的操作要求。在这种情况下,气动调节阀的成本会相应增加,并且系统的复杂性也会提高。

      五、应用领域

      (一)石油化工行业

      在石油化工行业中,气动调节阀广泛应用于各种生产过程的控制。例如,在原油开采和输送过程中,用于控制原油的流量、压力和液位,确保原油的安全输送;在炼油厂中,用于各种塔器、反应器、换热器等设备的进出口管道,以及油品的储存和装卸系统,实现对油品的流量、温度、压力等参数的精确控制;在化工生产中,用于各种化学反应装置、物料输送管道的流量控制和紧急切断,确保生产过程的安全和稳定。在石油化工行业中,由于介质大多具有腐蚀性、易燃易爆等特点,对气动调节阀的耐腐蚀性能、防爆性能和密封性能要求较高。

      (二)电力行业

      在电力行业中,气动调节阀主要应用于火力发电、水力发电和核电站等领域。在火力发电厂中,用于锅炉的给水系统、蒸汽系统、燃油系统等,控制水、蒸汽和燃油的流量、压力和温度,确保锅炉的正常运行和安全;在水力发电厂中,用于水轮机的进水口、出水口,以及水库的闸门控制系统,实现对水流的调节和截断,保证水轮机的正常工作和发电效率;在核电站中,用于核反应堆的冷却剂系统、蒸汽发生器系统等,确保系统的安全运行。电力行业对气动调节阀的可靠性和稳定性要求,其精确的控制性能能够保证电力生产过程的稳定和高效。

      (三)冶金行业

      在冶金行业中,气动调节阀用于各种金属冶炼和加工过程中的流体控制。例如,在钢铁生产中,用于高炉的煤气管道、热风管道、冷却水管道等,控制煤气、热风和冷却水的流量、压力和温度,保障高炉的正常运行和安全生产;在有色金属冶炼中,用于各种熔炼炉、电解槽的进出口管道,以及电解液的输送系统,实现对介质的精确控制,提高生产效率和产品质量。冶金行业的工况条件较为恶劣,对气动调节阀的耐高温、耐磨损和耐腐蚀性能要求较高。

      (四)制药行业

      在制药行业中,对药品的质量和生产环境的要求非常严格。气动调节阀由于其良好的密封性能、耐腐蚀性能和易清洁性,被广泛应用于药品生产过程中的各种流体输送和控制,如药液的配制、输送和灌装,以及洁净气体的供应系统。在制药行业中,通常选用卫生级的气动调节阀,其材质一般为不锈钢,表面经过抛光处理,以满足药品生产的卫生标准要求。

      (五)食品饮料行业

      在食品饮料行业中,气动调节阀同样用于各种食品原料、饮料的输送和控制,以及生产设备的清洗和消毒系统。为了确保食品饮料的安全和卫生,食品饮料行业使用的气动调节阀也必须符合相应的卫生标准,采用无毒、无污染的材料制造,并且易于拆卸、清洗和维护。

      (六)其他领域

      除了上述行业外,气动调节阀还在城市给排水、污水处理、建筑暖通、船舶制造、航空航天等领域得到了广泛的应用。例如,在城市给排水系统中,用于控制水的流量、压力和液位,确保城市供水和排水的正常运行;在污水处理厂中,用于控制污水的流量、pH 值、溶解氧等参数,实现对污水的有效处理;在建筑暖通系统中,用于控制空调系统、供暖系统的水流量和温度,提高室内的舒适度;在船舶制造和航空航天领域,用于控制各种流体的流量和压力,保障船舶和飞行器的正常运行。

      六、选型要点

      (一)确定阀门类型

      根据实际使用工况和要求,选择合适的气动调节阀类型。例如,对于小口径、低压差的场合,可选择直通单座阀;对于大口径、高压差的场合,可选择直通双座阀或角形阀;对于需要改变流体流向的场合,可选择三通阀或角形阀;对于腐蚀性介质,可选择隔膜阀;对于大口径、低压差的场合,可选择蝶阀或球阀;对于易燃易爆的场合,应选择具有防爆性能的气动调节阀。

      (二)计算阀门口径

      根据管道系统的流量、流速和压力降等参数,计算出所需气动调节阀的口径。阀门口径应与管道内径相匹配,以确保流体的顺畅流动和阀门的正常工作。在计算阀门口径时,需要考虑一定的余量,以适应系统未来可能的变化和发展。同时,还需考虑阀门的流量特性和调节精度要求,选择合适的阀门尺寸。

      (三)选择合适的压力等级

      根据管道系统的工作压力,选择合适压力等级的气动调节阀。阀门的压力等级应大于或等于管道系统的工作压力,以确保阀门在工作过程中的安全性和可靠性。在选择压力等级时,还需考虑系统可能出现的压力波动和水锤现象,适当提高阀门的压力等级,以防止阀门因超压而损坏。

      (四)考虑介质特性

      根据介质的性质,如温度、腐蚀性、粘度等,选择合适材料的气动调节阀。对于高温介质,应选择耐高温材料的阀门;对于腐蚀性介质,应选择耐腐蚀材料的阀门;对于高粘度介质,应选择流道通畅、阻力小的阀门。同时,还需考虑介质的清洁度,对于含有颗粒、杂质的介质,应选择具有抗磨损性能的阀门。

      (五)确定控制方式

      根据生产过程的要求,选择合适的控制方式,如气开式或气关式。气开式调节阀适用于需要在气源故障时自动关闭的场合,气关式调节阀适用于需要在气源故障时自动打开的场合。在选择控制方式时,还需考虑控制系统的要求和安全性。

      (六)选择合适的流量特性

      根据生产过程的特点和控制要求,选择合适的流量特性,如线性流量特性、等百分比流量特性或快开流量特性。线性流量特性适用于流量调节范围较大、调节精度要求较高的场合;等百分比流量特性适用于流量变化较大、调节精度要求较高的场合;快开流量特性适用于需要快速开启或关闭的场合。

      (七)关注阀门的质量和品牌

      选择质量可靠、信誉良好的阀门品牌,以确保阀门的性能和使用寿命。优质的阀门在材料选择、制造工艺、质量检测等方面都有严格的标准和控制,能够提供更好的产品质量和售后服务。在选择阀门时,可以参考其他用户的使用经验和评价,以及相关的行业标准和认证。




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