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氣動調節閥門的工作原理、安裝、檢修

浏覽:148 发表时间:2020-07-25 10:25:08


氣動調節閥介紹

工作原理:氣動調節閥就是以壓縮空氣爲動力源,以氣缸爲執行器,並借助于電氣閥門定位器、轉換器、電磁閥、保位閥等附件去驅動閥門,實現開關量或比例式調節,接收工業自動化控制系統的控制信號來完成調節管道介質的:流量、壓力、溫度等各種工藝參數。氣動調節閥的特點就是控制簡單,反應快速,且本質安全,不需另外再采取防爆措施。

氣動調節閥組成:氣動調節閥通常由氣動執行機構和調節閥連接安裝調試組成,氣動執行機構可分爲單作用式和雙作用式兩種,單作用執行器內有複位彈簧,而雙作用執行器內沒有複位彈簧。其中單作用執行器,可在失去起源或突然故障時,自動歸位到閥門初始所設置的開啓或關閉狀態。

氣動調節閥分類:氣動調節閥根據動作形式分氣開型和氣關型兩種,即所謂的常開型和常閉型,氣動調節閥的氣開或氣關,通常是通過執行機構的正反作用和閥態結構的不同組裝方式實現。

氣動調節閥作用方式:氣開型(常閉型)是當膜頭上空氣壓力增加時,閥門向增加開度方向動作,當達到輸入氣壓上限時,閥門處于全開狀態。反過來,當空氣壓力減小時,閥門向關閉方向動作,在沒有輸入空氣時,閥門全閉。所以通常我們稱氣開型調節閥爲故障關閉型閥門。

氣關型(常開型)動作方向正好與氣開型相反。當空氣壓力增加時,閥門向關閉方向動作;空氣壓力減小或沒有時,閥門向開啓方向或全開爲止。所以通常我們稱氣關型調節閥爲故障開啓型閥門。

氣開氣關的選擇是根據工藝生産的安全角度出發來考慮。當氣源切斷時,調節閥是處于關閉位置安全還是開啓位置安全。

舉例來說,一個加熱爐的燃燒控制,調節閥安裝在燃料氣管道上,根據爐膛的溫度或被加熱物料在加熱爐出口的溫度來控制燃料的供應。這時,宜選用氣開閥安全些,因爲一旦氣源停止供給,閥門處于關閉比閥門處于全開更合適。如果氣源中斷,燃料閥全開,會使加熱過量發生危險。又如一個用冷卻水冷卻的的換熱設備,熱物料在換熱器內與冷卻水進行熱交換被冷卻,調節閥安裝在冷卻水管上,用換熱後的物料溫度來控制冷卻水量,在氣源中斷時,調節閥應處于開啓位置安全些,宜選用氣關式(即FO)調節閥。

閥門定位器

閥門定位器是调节阀的主要附件,与气动调节阀大大配套使用,它接受调节器的输出信号,然后以它的输出信号去控制气动调节阀,当调节阀动作后,阀杆的位移又通过机械装置反馈到閥門定位器,阀位状况通过电信号传给上位系统。閥門定位器按其结构形式和工作原理可以分成气动閥門定位器、电-气閥門定位器和智能式閥門定位器。

閥門定位器能够调节阀的输出功率,减少调节信号的传递滞后,加快阀杆的移动速度,能够提高阀门的线性度,克服阀杆的磨擦力并消除不平衡力的影响,从而保证调节阀的正确定位。

用執行機構分氣動執行機構,電動執行機構,有直行程、角行程之分。用以自動、手動開閉各類閥門、風板等。

氣動調節閥安裝原則

(1)气动调节阀安装位置,距地面要求有一定的高度,阀的上下要留有一定空间,以便进行阀的拆装和修理。对于装有气动閥門定位器和手轮的调节阀,必须保证操作、观察和调整方便。

(2)调节阀应安装在水平管道上,并上下与管道垂直, 一般要在阀下加以支撑,保证稳固可靠。对于特殊场合下,需要调节阀水平安装在竖直的管道上时,也应将调节阀进行支撑(小口径调节阀除外)。安装时,要避免给调节阀带来附加应力)。

(3)调节阀的工作环境温度要在(-30~+ 60) 相对湿度不大于95% 95% ,相对湿度不大于95%。

(4)調節閥前後位置應有直管段,長度不小于10倍的管道直徑(10D),以避免閥的直管段太短而影響流量特性。

(5)調節閥的口徑與工藝管道不相同時,應采用異徑管連接。在小口徑調節閥安裝時,可用螺紋連接。閥體上流體方向箭頭應與流體方向一致。

(6)要设置旁通管道。目的是便于切换或手动操作, 可在不停车情况下对调节阀进行检修。

(7)調節閥在安裝前要清除管道內的異物,如汙垢、焊渣等。

常見故障及處理

調節閥不動作

首先確認氣源壓力是否正常,查找氣源故障。如果氣源壓力正常,則判斷定位器或電/氣轉換器的放大器有無輸出;若無輸出,則放大器恒節流孔堵塞,或壓縮空氣中的水分聚積于放大器球閥處。用小細鋼絲疏通恒節流孔,清除汙物或清潔氣源。如果以上皆正常,有信號而無動作,則執行機構故障或閥杆彎曲,或閥芯卡死。遇此情況,必須卸開閥門進一步檢查。

調節閥卡堵

如果阀杆往复行程动作迟钝,则阀体内或有黏性大的物质,结焦堵塞或填料压得过紧,或聚四氟乙烯填料老化,阀杆弯曲划伤等。調節閥卡堵故障大多出现在新投入运行的系统和大修投运初期,由于管道内焊渣、铁锈等在节流口和导向部位造成堵塞从而使介质流通不畅,或调节阀检修中填料过紧,造成摩擦力大,导致小信号不动作、大信号动作过头的现象。

遇到此類情況,可迅速開、關副線或調節閥,讓贓物從副線或調節閥處被介質沖跑。另外還可以用管鉗夾緊閥杆,在外加信號壓力的情況下,正反用力旋動閥杆,讓閥芯閃過卡處。若不能解決問題,可增加氣源壓力、增加驅動功率反複上下移動幾次,即可解決問題。如果還是不能動作,則需要對控制閥做解體處理,當然,這一工作需要很強的專業技能,一定要在專業技術人員協助下完成,否則後果更爲嚴重。

閥泄露

調節閥泄漏一般有調節閥內漏、填料泄漏和閥芯、閥座變形引起的泄漏幾種情況,下面分別加以分析。

1、閥內漏

閥杆長短不適,氣開閥閥杆太長,閥杆向上的(或向下)距離不夠,造成閥芯和閥座之間有空隙,不能充分接觸,導致不嚴而內漏。同樣氣關閥閥杆太短,也可導致閥芯和閥座之間有空隙,不能充分接觸,導致關不嚴而內漏。解決方法:應縮短(或延長)調節閥閥杆使調節閥長度合適,使其不再內漏。

2、填料泄漏

填料裝入填料函以後,經壓蓋對其施加軸向壓力。由于填料的塑性變形,使其産生徑向力,並與閥杆緊密接觸,但這種接觸並非十分均勻,有些部位接觸的松,有些部位接觸的較緊,甚至有些部位根本沒有接觸上。調節閥在使用過程中,閥杆同填料之間存在著相對運動,這個運動叫軸向運動。在使用過程中,隨著高溫、高壓和滲透性強的流體介質的影響,調節閥填料函也是發生泄漏現象較多的部位。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏,對于紡織填料還會出現滲漏(壓力介質沿著填料纖維之間的微小縫隙向外泄漏)。閥杆與填料間的界面泄漏是由于填料接觸壓力的逐漸衰減,填料自身老化等原因引起的,這時壓力介質就會沿著填料與閥杆之間的接觸間隙向外泄漏。

爲了使填料裝入方便,在填料函頂端倒角,在填料函底部放置耐沖蝕的間隙較小的金屬保護環,注意該保護環與填料的接觸面不能爲斜面,以防止填料被介質壓力推出。填料函與填料接觸部分的表面要精加工,以提高表面光潔度,減小填料磨損。填料選用柔性石墨,因爲它的氣密性好、摩擦力小,長期使用變化小,磨損的燒損小,易于維修,且壓蓋螺栓重新擰緊後摩擦力不發生變化,耐壓性和耐熱性良好,不受內部介質的侵蝕,與閥杆和填料函內部接觸的金屬不發生點蝕或腐蝕。這樣,有效地保護了閥杆填料函的密封,保證了填料密封的可靠性,使用壽命也有很大地提高。

3、閥芯、閥座變形泄漏

閥芯、閥座泄漏的主要原因是由于調節閥生産過程中的鑄造或鍛造缺陷可導致腐蝕的加強。而腐蝕介質的通過,流體介質的沖刷也會造成調節閥的泄漏。腐蝕主要以侵蝕或氣蝕的形式存在。當腐蝕性介質在通過調節閥時,便會産生對閥芯、閥座材料的侵蝕和沖擊,使閥芯、閥座成橢圓形或其他形狀,隨著時間的推移,導致閥芯、閥座不匹配,存在間隙,關不嚴而發生泄漏。

把好阀芯、阀座的材质选型关。选择耐腐蚀的材料,对存在麻点、沙眼等缺陷的産品要坚决剔除。若阀芯、阀座变形不太严重,可用细砂纸研磨,消除痕迹,提高密封光洁度,以提高密封性能。若损坏严重,则应重新更换新阀。

調節閥噪音大

當流體流經調節閥,如前後壓差過大就會産生針對閥芯、閥座等零部件的氣蝕現象,使流體産生噪聲。流通能力值選大了,必須重新選擇流通能力值合適的調節閥,以克服調節閥工作在小開度而引起的噪音,下面介紹幾種消除噪音的方法。

振蕩

调节阀的弹簧刚度不足,调节阀输出信号不稳定而急剧变动易引起调节阀振蕩。还有所选阀的频率与系统频率相同或管道、基座剧烈振动,使调节阀随之振动。选型不当,调节阀工作在小开度存在着剧烈的流阻、流速、压力的变化,当超过阀的刚度,稳定性变差,严重时产生振蕩。

由于产生振蕩的原因是多方面的,要具体问题具体分析。对振动轻微的,可增加刚度来消除,如选用大刚度弹簧的调节阀,改用活塞执行结构等;管道、基座剧烈振动,可通过增加支撑消除振动干扰;阀的频率与系统的频率相同时,更换不同结构的调节阀;工作在小开度造成的振蕩,则是选型不当造成的,具体说是由于阀的流通能力C值过大,必须重新选型,选择流通能力C值较小的或采用分程控制或采用子母阀以克服调节阀工作在小开度所产生的振蕩。



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