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1 ZXP氣動(dòng)調節閥控制原理引言
調節閥又名控制閥，調節閥的發(fā)展與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的發(fā)展密切相關(guān)。計算機科學(xué)和自動(dòng)化儀表等高新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了調節閥的發(fā)展。隨著(zhù)現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展與控制裝置的廣泛應用，調節閥也將開(kāi)放、智能和更可靠，要求越來(lái)越強烈，使工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制的功能更完善，精度更高和效果更明顯。

2 ZXP氣動(dòng)調節閥控制原理工作原理
氣動(dòng)調節閥由執行機構和調節機構組成。執行機構是調節閥的推力部件，以壓縮空氣為動(dòng)力源，以氣缸為執行器，并借助于電氣閥門(mén)定位器、轉換器、電磁閥、保位閥等附件去驅動(dòng)閥門(mén)，實(shí)現開(kāi)關(guān)量或比例式調節，接收工業(yè)自動(dòng)化控制系統的控制信號來(lái)產(chǎn)生相應的推力，推動(dòng)調節機構動(dòng)作，完成調節管道介質(zhì)的：流量、壓力、溫度等各種工藝參數。氣動(dòng)調節閥的特點(diǎn)就是控制簡(jiǎn)單，反應快速，且本質(zhì)安全，不需另外再采取防爆措施。

3 ZXP氣動(dòng)調節閥控制原理執行機構
氣動(dòng)薄膜式執行機構接受信號壓力后，根據其推桿動(dòng)作方向的不同，可分為正作用式和反作用式兩種。
3.1 正作用式執行機構
當信號壓力增大時(shí)，執行機構的推桿向下動(dòng)作，稱(chēng)作正作用式執行機構。當其信號壓力從0.002~0.1MPa時(shí)，推桿的位置從零走到全行程。其信號壓力與推桿位移的特性如圖1-a所示。正作用式執行機構的動(dòng)作原理如圖2-a所示。當信號壓力進(jìn)入氣室時(shí)，在其膜片上產(chǎn)生一個(gè)推力，這樣使其推動(dòng)部件位移，將彈簧壓縮，直到彈簧的反作用力與信號壓力在膜片上產(chǎn)生的推力相平衡。其平衡方程式為PS=KL
式中P---進(jìn)入薄膜式的信號壓力；
S---波紋膜片的有效面積；
K---彈簧剛度；
L---執行機構的推桿位移。
故 從上式可以看出，當執行機構的型號規格確定后，其中P、K均為常數，則L∝P。
3.2 反作用式執行機構
當信號壓力增大時(shí)，執行機構的推桿向上動(dòng)作的叫做反作用執行機構，如圖1-b、圖2-b所示。當信號壓力從0.02~0.1MPa時(shí)，推桿的位置從全行程走到零。其動(dòng)作原理和正作用式執行機構一樣，只不過(guò)其信號壓力進(jìn)入波紋膜片得下方，信號壓力增大時(shí)，波紋膜片向上移動(dòng)。

4 ZXP氣動(dòng)調節閥控制原理調節閥
調節閥的結構形式較多，包括直通單座調節閥、直通雙座調節閥、三通閥、角型調節閥、高壓調節閥、隔膜調節閥、小流量調節閥、蝶閥、球閥等。
4.1 調節閥對調節參數的調節
在自動(dòng)調節系統中有被調參數、調節參數、干擾參數。調節參數是靠調節閥進(jìn)行調節的。當調節系統中出現干擾時(shí)，被調參數將偏離給定值，調節器命調節閥對調節參數進(jìn)行調節，使被調參數回到給定值。
4.2 調節閥的結構形式
氣動(dòng)薄膜式調節閥閥分為正裝和反裝兩種。正裝時(shí)，閥芯向下位移，閥芯與閥座間的流通面積減小。反裝時(shí)，閥芯向下位移，閥芯與閥座間的流通面積增大。正裝與反裝時(shí)，閥芯與流通面積的關(guān)系如圖3所示。

5 ZXP氣動(dòng)調節閥控制原理組合方式
從執行機構和調節機構的分析中可以看到，氣動(dòng)執行機構有正作用式和反作用式兩種，調節閥有正裝和反裝兩種，故此，氣動(dòng)執行器的氣開(kāi)、氣關(guān)的兩種形式是由執行機構的正、反作用及調節閥的正、反裝綜合確定的。其組合方式有四種，如表1所示。

ZXP氣動(dòng)調節閥控制原理主要技術(shù)參數

注：①彈簧范圍：氣開(kāi)式優(yōu)先選用40-200Kpa及80-240Kpa；氣閉式優(yōu)先選用20-100KPa及40-200Kpa，可選用其它彈簧范圍。
        ②工作溫度劃分是根據閥體材料的壓力-溫度等級、使用工況、閥門(mén)的密封件材料等綜合因素來(lái)劃分的，各國劃分是有細微區別的，甚至每個(gè)廠(chǎng)家因使用的材料不一也會(huì )導致溫度劃分不一樣。

□ ZXP氣動(dòng)調節閥主要零件材料

注：可根據工況選用其它材料

□ZXP氣動(dòng)調節閥控制原理閥蓋型式

□ ZXP氣動(dòng)調節閥控制原理型號編制說(shuō)明

ZXP-□□K(B)
Z：執行器大類(lèi)，    X：新系列   P：?jiǎn)巫{節閥
-□□：壓力級別：  如 16：1.6MPa   K(B)氣開(kāi)(關(guān))式
ZXPQ-□□K(B)   Q：調節切斷型
ZXP-□□K(B)G   G：高溫型
ZXP-□□K(B)W   W：波紋管密封型
ZXP-□□K(B)J   J：夾套保溫型
ZXP-□□K(B)D   D：低溫型
ZXP-□□K(B)S   S：散熱型
備注：按國產(chǎn)調節閥統設標準編制，言簡(jiǎn)意明，避免市場(chǎng)上型號混亂，人為造成選型、采購、使用困難。

□ ZXP氣動(dòng)調節閥允許壓差
1.氣開(kāi)式                                                                    單位：MPa

注：① P：閥門(mén)定位器(氣開(kāi)式帶不帶定位器是不影響允許壓差的)
        ② 對于 ZXPW 型單座波紋管密封調節閥，最大允許壓差為 1.0MPa，表中數據若數值小于1.0MPa 則不變， 若數值大于1.0MPa，則取值1.0MPa
        ③ 允許壓差僅僅指按標準執行機構配置的數值，可根據具體工況條件另配執行機構來(lái)滿(mǎn)足使用要求
        ④ 同一閥門(mén)選用 80-240Kpa 彈簧其允許壓差是 40-200Kpa 彈簧允許壓差的 2 倍，由以上數據可知，氣開(kāi)式單座調節閥盡量使用 40-200Kpa 彈簧或 80-240Kpa 彈簧
        ⑤ 以上數據是根據閥關(guān)閉時(shí)，閥后壓力 P2=0 時(shí)的計算值，在調節時(shí)允許壓差更大

6 ZXP氣動(dòng)調節閥控制原理使用管理
操作是否正常，與調節閥的質(zhì)量及產(chǎn)生故障后的維修工作有很大的關(guān)系。由于調節閥的質(zhì)量原因，產(chǎn)生的故障多種多樣。而某一種故障的出現，也可能有不同的原因。

6.1 氣動(dòng)執行機構主要故障元件
（1）膜片。對于薄膜式氣動(dòng)機構來(lái)說(shuō)，膜片是最重要的元件。在氣源系統正常工作的情況下，如果執行機構不動(dòng)作，首先應想到膜片是否安裝好，是否破裂。當金屬接觸面有尖角、毛刺等缺陷時(shí)，會(huì )把膜片扎破，而膜片絕對不能有泄漏。另外，如果膜片使用時(shí)間過(guò)長(cháng)，因橡膠材料老化也會(huì )影響性能。
（2）彈簧。彈簧是調節閥的主要調節元件。如果制造、熱處理、材料選擇不當，會(huì )使彈簧疲勞或斷裂。有引起彈簧在過(guò)大的載荷作用下，可能會(huì )產(chǎn)生斷裂。
（3）接氣管路。這是輸入氣壓通向執行機構的通路，不能泄漏。因此，要經(jīng)常檢查是否泄漏。
（4）推桿。這是確保有足夠的行程來(lái)關(guān)閉調節閥。如推桿有彎曲、變形、會(huì )影響調節閥的調節性能。

6.2 調節閥的主要故障元件
（1）閥芯：它是調節閥起調節作用和密封作用的活動(dòng)元件，直接與介質(zhì)接觸，易受介質(zhì)的沖刷和腐蝕、磨蝕。在高壓差情況下更易損壞。所以要檢查它的磨損、沖刷及腐蝕情況，是否需要維修和更換。
（2）閥座：閥座密封面是保證閥門(mén)密封的關(guān)鍵部位。受介質(zhì)的沖刷、磨損和腐蝕，要檢查閥座的損壞情況。
（3）閥桿：閥桿與閥芯、推桿的連接，直接影響調節閥的性能。因此要檢查閥桿與閥芯、推桿的連接質(zhì)量，以及閥桿本身有無(wú)彎曲、變形。
（4）填料：檢查填料是否老化、缺油，填料是否壓緊。
（5）墊片及O形圈：墊片和O形圈是否老化變硬，影響密封性能。

6.3 ZXP氣動(dòng)調節閥控制原理閥門(mén)定位器元件故障
（1）閥位行程傳感器失調造成調節閥閥位失調。閥位傳感器為一精密多圈電阻，內置于閥桿套筒內，由緊固件和閥桿相連，作用是輸出閥位反饋信號。當閥行程傳感器的緊固件松動(dòng)后，會(huì )使閥行程零位時(shí)閥位傳感器的精密多圈電阻值超出正常范圍（正常為1950~2050Ω），造成調節閥閥位失靈，無(wú)法完成手/自動(dòng)校準程序，閥位自動(dòng)運動(dòng)到全開(kāi)/全關(guān)位置。對發(fā)生連接緊固件松動(dòng)故障的定位器處理方法為：拆下，把反饋臂定位在零位，用萬(wàn)用表測量閥位傳感器的精密多圈電阻值，調整閥位傳感器的連接軸，使萬(wàn)用表指示在1950~2050Ω，然后鎖定連接軸，安裝閥行程傳感器緊固件和閥桿相連，問(wèn)題得以解決。
（2）氣源不干凈致使閥門(mén)定位器內部氣路堵塞造成調節閥閥位失調。對于發(fā)生氣路堵塞故障的處理方法為：拆下閥門(mén)定位器，對其氣路部分進(jìn)行清洗，保證氣路暢通，問(wèn)題得以解決。
（3）I/P轉換部件問(wèn)題造成調節閥閥位失調。當I/P轉換部件燒毀時(shí)，閥門(mén)定位器氣動(dòng)中繼器就無(wú)法感受?chē)娮焖统龅膲毫ψ兓簿蜔o(wú)法去閥位進(jìn)行調節。由于I/P部件問(wèn)題導致閥位失調的情況，更換I/P部件得以解決。
（4）反饋臂脫落造成調節閥閥位失調。對反饋臂脫落情況的處理方法：在零信號位置，對應實(shí)際閥位將反饋臂重新緊固便能解決問(wèn)題。

7 ZXP氣動(dòng)調節閥控制原理結束語(yǔ)
依據工作原理，結合自動(dòng)化儀表管理工程一線(xiàn)的運管實(shí)際經(jīng)驗，根據真實(shí)的工程需求，總結調節閥故障處理技術(shù)。