电动调节阀是工业自动化过程控制中的重要执行单元仪表。随着工业领域的自动化程度越来越高,正被越来越多的应用在各种工业生产领域中。与传统的气动调节阀相比具有明显的优点:电动调节阀节能(只在工作时才消耗电能),环保(无碳排放),安装快捷方便(无需复杂的气动管路和气泵工作站)。阀门按其所配执行机构使用的动力,按其功能和特性分为线性特性,等百分比特性及抛物线特性三种。
阀门结构
由电动执行机构和调节阀连接组合后经过机械连接装配、调试安装构成电动调节阀。
主要零件
零件材料:阀体、阀盖、填料压盖、阀杆、阀瓣、密封圈、指示标、阀杆螺母、螺帽套
材 料:灰铸铁、铸钢、不锈钢、黄铜
工作原理
工作电源:DC24V,AC220V,AC380V等电压等级。
输入控制信号:DC4-20MA或者DC1-5V。
反馈控制信号:DC4-20MA(负载电阻碍500欧姆以下)
通过接收工业自动化控制系统的信号(如:4~20mA)来驱动阀门改变阀芯和阀座之间的截面积大小控制管道介质的流量、温度、压力等工艺参数。实现自动化调节功能。
新型电动调节阀执行器内含饲服功能,接受统一的4-20mA或1-5V·DC的标准信号,将电流信号转变成相对应的直线位移,自动地控制调节阀开度,达到对管道内流体的压力、流量、温度、液位等工艺参数的连续调节。
流量特性
电动调节阀的流量特性,是在阀两端压差保持恒定的条件下,介质流经电动调节阀的相对流量与它的开度之间关系。
电动调节阀的流量特性有:线性特性,等百分比特性及抛物线特性三种。
应用领域
电力、化工、冶金、环保、水处理、轻工、建材等工业自动化系统领域。
安装
电动调节阀适宜安装为工作活塞上端在水平管线下部。温度传感器可安装在任何位置,整个长度必须浸入到被控介质中。
电动调节阀一般包括驱动器,接受驱动器信号(0-10V或4-20MA)来控制阀门进行调节,也可根据控制需要,组成智能化网络控制系统,优化控制实现远程监控。
电气原理
动作原理:电机电源220VAC 或者380VAC,控制信号4~20mA,阀里面有控制器,控制器把电流信号转换为步进电机的角行程信号,电机转动,由齿轮,杠杆,或者齿轮加杠杆,带动阀杆运作,实现直行程或角行程
反馈:电机运行,通过齿轮运转,由三接头的滑动变阻器输出阀门的定位信号,此外还有三根线的限位信号(全开,全闭。公共线)
分类
ZAZP型电动直通单座调节阀 ZAZN电动直通双座调节阀
ZAZM/P电动套筒调节阀
ZAZQX型电动三通合流(分流)调节阀
ZAZS型电动角型调节阀
ZAZS型电动角型调节阀
ZAZT、ZAZTC型电动隔膜调节阀
ZAZPF46-10W型电动衬氟波纹管调节阀
ZDLP型电子式电动单座调节阀
ZDLN型电子式电动双座调节阀
ZDLM(P)型电子式电动精小型套筒调节阀
ZDZDLPM型智能型电动调节阀
ZDLQ、ZDLX型电子式电动三通调节阀
ZDLW电子式电动调节阀
调节阀又名控制阀,在工业自动化过程控制领域中,通过接受调节控制单元输出的控制信号,借助动力操作去改变介质流量、压力、温度、液位等工艺参数的终控制元件。一般由执行机构和阀门组成。
阀型的选择:
(1)确定公称压力,不是用Pmax去套PN,而是由温度、压力、材质三个条件从表中找出相应的PN并满足于所选阀之PN值。
(2)确定的阀型,其泄漏量满足工艺要求。
(3)确定的阀型,其工作压差应小于阀的允许压差,如不行,则须从特殊角度考虑或另选它阀。
(4)介质的温度在阀的工作温度范围内,环境温度符合要求。
(5)根据介质的不干净情况考虑阀的防堵问题。
(6)根据介质的化学性能考虑阀的耐腐蚀问题。
(7)根据压差和含硬物介质,考虑阀的冲蚀及耐磨损问题。
(8)综合经济效果考虑的性能、价格比。需考虑三个问题:
a.结构简单(越简单可靠性越高)、维护方便、备件有来源;
b.使用寿命;
c.价格。
(9)优选秩序。
蝶阀-单座调节阀-双座调节阀-套筒调节阀-角形阀-三通调节阀-球阀-偏心旋转阀-隔膜调节阀。
执行机构的选择:
(1)简单的是气动薄膜式,不锈钢调节阀,其次是活塞式,后是电动式。
(2)电动执行机构主要优点是驱动源(电源)方便,但价格高,可靠性、防水防爆不如气动执行机构,所以应优先选用气动式。
(3)老电动执行机构笨重,我们已有电子式精小型高可靠性的电动执行机构提供(价格相应高)。
(4)老的ZMA、ZMB薄膜执行机构可以淘汰,由多弹簧轻型执行机构代之(性能提高,重量、高度下降约30%)。
(5)活塞执行机构品种规格较多,老的、又大又笨的建议不再选用,而选用轻的新的结构。
材料的选择:
(1)阀体耐压等级、使用温度和耐腐蚀性能等方面应不低于工艺连接管道的要求,并应优先选用制造厂定型产品。
(2)水蒸汽或含水较多的湿气体和易燃易爆介质,不宜选用铸铁阀。
(3)环境温度低于-20℃时(尤其是北方),手动不锈钢调节阀,不宜选用铸铁阀。
(4)对汽蚀、冲蚀较为严重的介质温度与压差构成的直角坐标中,其温度为300℃,压差为1.5MPa两点连线以外的区域时,对节流密封面应选用耐磨材料,如钴基合金或表面堆焊司特莱合金等。
(5)对强腐蚀性介质,选用耐蚀合金必须根据介质的种类、浓度、温度、压力的不同,选择合适的耐腐蚀材料。
(6)阀体与节流件分别对待,阀体内壁节流速度小并允许有一定的腐蚀,其腐蚀率可以在lmm/年左右;节流件受到高速冲刷、腐蚀会弓[起泄漏增大,不锈钢调节阀厂家,其腐蚀率应小于0.1mm/年。
(7)对衬里材料(橡胶、塑料)的选择时该工作介质的温度、压力、浓度都必须满足该材料的使用范围,并考虑阀动作时对它物理、机械的破坏(如剪切破坏)。
(8)真空阀不宜选用阀体内衬橡胶、塑料结构。
(9)水处理系统的两位切断阀不宜选用衬橡胶材料。
解决方法
1)研磨法
细的研磨,消除痕迹,减小或消除密封间隙,提高密封面的光洁度,以提高密封性能。
2)利用不平衡力增加密封比压法
执行机构对阀芯产生的密封压力一定,不平衡力对阀芯产生顶开趋势时,阀芯的密封力为两力相减,反之,对阀芯产生压闭趋势,阀芯的密封力为两力相加,这样就大大地增加了密封比压,密封效果可以比前者提高5~10倍以上.一般dg≥20的单密封类阀为前一种情况,通常为流开型,若认为密封效果不满意时,改为流闭型,密封性能将成倍增加.尤其是两位型的切断调节阀,一般均应按流闭型使用。
3)提高执行机构密封力法
提高执行机构对阀芯的密封力,也是保证阀关闭,增加密封比压,提高密封性能的常见方法。常用的方法有:
①移动弹簧工作范围;
②改用小刚度弹簧;
③增加附件,如带
④增加气源压力;
⑤改用具有更大推力的执行机构。
4)采用单密封、软密封法
对双密封使用的调节阀,可改用单密封,通常可提高10倍以上的密封效果,若不平衡力较大,应增加相应措施,对硬密封的阀可改用软密封,又可提高10倍以上密封效果。
5)改用密封性能好的阀
在不得已的情况下,可考虑改用具有更好的密封性能的阀.如将普通蝶阀改用椭圆蝶阀,进而还可改用切断型蝶阀、偏心旋转阀、球阀和为之专门设计的切断阀。
外泄解决方法
1)增加密封油脂法
对未使用密封油脂的阀,可考虑增加密封油脂来提高阀杆密封性能。
2)增加填料法
为提高填料对阀杆的密封性能,可采用增加填料的方法。通常是采用双层、多层混合填料形式,单纯增加数量,如将3片增到5片,效果并不明显。
3)更换石墨填料法
大量使用的四氟填料,因其工作温度在-20~+200范围内,当温度在上、下限,变化较大时,其密封性便明显下降,老化快,寿命短。柔性石墨填料可克服这些缺点且使用寿命长。因而有的工厂全部将四氟填料改为石墨填料,甚至新购回的调节阀也将其中的四氟填料换成石墨填料后使用。但使用石墨填料的回差大,初时有的还产生爬行现象,对此必须有所考虑。
4)改变流向,置P2在阀杆端法
当△P较大,P1又较大时,密封P1显然比密封P2困难.因此,可采取改变流向的方法,将P1在阀杆端改为P2在阀杆端,这对压力高、压差大的阀是较有效的.如波纹管阀就通常应考虑密封P2。
5)采用透镜垫密封法
对于上、下盖的密封,阀座与上、下阀体的密封.若为平面密封,在高温高压下,密封性差,引起外泄,可以改用透镜垫密封,能得到满意的效果。
6)更换密封垫片
至今,大部分密封垫片仍采用石棉板,在高温下,密封性能较差,寿命也短,引起外泄。遇到这种情况,可改用缠绕垫片,“O”形环等,许多厂已采用。
振动解决方法
1)增加刚度法
对振荡和轻微振动,可增大刚度来消除或减弱,如选用大刚度的弹簧,改用活塞执行机构等办法都是可行的。
2)增加阻尼法
增加阻尼即增加对振动的摩擦,如套筒阀的阀塞可采用“O”形圈密封,采用具有较大摩擦力的石墨填料等,这对消除或减弱轻微的振动还是有一定作用的。
3)增大导向尺寸,减小配合间隙法
轴塞形阀一般导向尺寸都较小,所有阀配合间隙一般都较大,有0.4~lmm,这对产生机械振动是有帮助.因此,在发生轻微的机械振动时,可通过增大导向尺寸,减小配合间隙来削弱振动。
4)改变节流件形状,不锈钢调节阀商家,消除共振法
因调节阀的所谓振源发生在高速流动、压力急剧变化的节流口,改变节流件的形状即可改变振源频率,在共振不强烈时比较容易解决。具体办法是将在振动开度范围内阀芯曲面车削0.5~1.0mm。如某厂家属区附近安装了一台自力式压力调节阀,因共振产生啸叫影响职工休息,我们将阀芯曲面车掉0.5mm后,共振啸叫声消失。
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