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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。