氣動薄膜調節閥

國際電工委員會 IEC 對調節閥（國外稱控制閥 Control Valve）的定義為：“工業過程控制系統中由動力操作的裝置形成的終端元件，它包括一個閥體部件，內部有一個改變過程流體流率的組件，閥體部件又與一個或多個執行機構相連。執行機構用來響應控制元件送來的信號。”可見，氣動薄膜調節閥是由執行機構和閥體部件兩部分組成，即：

氣動薄膜調節閥＝執行機構+閥體部件+附件

其中，執行機構是氣動薄膜調節閥的推動裝置，它按信號壓力的大小產生相應的推力，使推桿產生相應的位移，從而帶動氣動薄膜調節閥的閥芯動作；閥體部件是氣動薄膜調節閥的調節部份，它直接與介質接觸，通過執行機構推桿的位移，改變氣動薄膜調節閥的節流面積，達到調節的目的。

調節閥按其能源方式不同主要分為氣動調節閥、電動調節閥、液動調節閥三大類。它們的差別在于所配的執行機構上。前者配的是氣動執行機構，中間一種配的是電動執行機構，后者配的是液動執行機構。

氣動薄膜調節閥剖面結構圖

1-膜片;2-上閥蓋;3-閥芯;4-膜蓋;5-執行機構;6-閥桿;7-填料;8-閥體部件;9-閥座;

氣動薄膜調節閥在系統中的作用與重要性

氣動薄膜調節閥在調節系統中是必不可少的，它是組成工業自動化系統的重要環節，被稱之為生產過程自動化的“手腳” 。

如圖 下圖所示：

氣動薄膜調節閥的功能

1 、調節功能

1) 流量特性

流量特性是反映氣動薄膜調節閥的開度與流量的變化關系，以適應不同的系統特性要求，如對流量調節系統反應速度快需對數特性；對溫度調節系統反應速度慢，需直線流量特性。流量特性反映了氣動薄膜調節閥的調節品質。

2) 可調范圍R

可調范圍反映氣動薄膜調節閥可控制的流量范圍，用R＝Qmax：Qmin之比表示。R越大，調節流量的范圍越寬，性能指標就越好。通常閥的R＝30，好的閥，如V型球閥、全功能超輕型氣動薄膜調節閥，R可達100～200。

3) 小開度工作性能

有些閥受到結構的限制，小開度工作性能差，產生啟跳、振蕩，R變得很小 (即Qmin很大)，如雙座閥、襯膠蝶閥。好的閥小開度應有微調功能，即可滿足很小流量的調節，且工作又要求十分平衡，這類閥如V型球閥、偏心旋轉閥、全功能超輕型氣動薄膜調節閥。

4) 流量系數Cv或Kv

流量系數表示通過流量的能力，同口徑Kv值越大越好，尤其是球閥、蝶閥，它們的Cv/Kv值是單座閥、雙座閥、套筒閥的2～3倍。

5) 調節速度

滿足系統對閥動作的速度要求。

2 、切斷功能

切斷功能由閥的泄漏量指標來表示，切斷通常指泄漏量小于0.001％，它反映閥的內在的質量。在閥的使用中，對國產閥泄漏量大的呼聲反映很大。

3 、克服壓差功能

它通常用閥關閉時的允許壓差來表示，允許壓差越大，此功能也就越好。如果考慮不周到，閥芯就會被壓差頂開，造成閥關不到位，泄漏量超標。因此，保證閥切斷就必須克服閥關閉時的工作壓差。

4、 防堵功能

對不干凈介質的調節或者即使是干凈介質，管道中的焊渣等雜物都可能造成閥堵塞或被卡住，因此要求閥應有較好的防堵功能，使之正常調節。防堵性最好的是流路最簡單的單座角閥和旋轉類閥，如球閥、蝶閥、偏心閥；流路復雜的閥、上下襯套導向的閥，迷宮式多級降壓閥易造成堵卡。

5、 耐蝕功能

抵抗介質的腐蝕和沖蝕和氣蝕，以提高閥的使用壽命。閥的腐蝕是由介質的化學性能引起的材質腐蝕問題，通常選用耐腐蝕的材料來解決；沖蝕是由高速流動的介質、含顆粒的 介質所致。解決的途徑是選用耐磨的材料，如堆焊斯泰萊合金或碳化鎢。氣蝕則要在機構結構上采用反汽蝕措施，對高壓閥、大壓差工作的氣動薄膜調節閥 要采用多級降壓的形式。

6 、耐壓功能

它反映閥的強度和安全指標，即介質不能通過密封處和閥體缺陷處向外滲漏。出廠時通常用1.5倍公稱壓力作試驗來檢驗。對高壓介質最好是采用鍛件結構；鑄鐵閥的耐壓強度是最低的，通常應選鑄鋼閥。

7 、耐溫功能

滿足不同溫度條件下閥的強度和性能，溫度的較大變化會使閥體材質的強度降低，因此閥必須滿足介質的溫度變化范圍的要求，使閥在工作溫度下有較好的強度和安全保證。

8 、外觀和重量

反映閥的外觀質量且要求儀表化、輕型化、小型化。其重量應越輕越好，以方便使用，如起吊、安裝、維護等。

各類調節閥的功能優劣比較

九大類產品/功能		調節	切斷	克服壓差	防堵	耐蝕	耐壓	耐溫	重量
直行程	單座閥	√	0	×	0	√	√	√	×
	雙座閥	√	×	√	×	0	√	√	×
	套筒閥	√	0	√	×	0	√	√	×
	角形閥	√	0	×	0	√	√	√	×
	三通閥	√	0	×	×	×	√	√	×
	隔膜閥	×	√	×	√	0	×	×	×
角行程	蝶閥	×	√	×	√	0	√	√	√
	球閥	×	√	√	√	√	√	√	×
	偏心旋轉閥	0	√	√	√	√	√	√	×

符號說明：“√”表示最佳；“0”表示基本可以；“×”表示差。

氣動薄膜調節閥性能指標

依據氣動調節閥的國標：GB/T4213-92，共計14個性能指標：

1基本誤差；2回差；3死區；4始終點偏差；5額定行程偏差；6泄漏量；7填料函及其它連接處的密封性：8氣室的密封性；9耐壓強度；10額定流量系數；11固有流量特性；12抗振動性；13動作壽命；14外觀。

對氣動薄膜調節閥氣源和環境溫度的要求

氣源應為清潔、干燥的空氣，不含有明顯的腐蝕性氣體、溶劑或其他液體。帶定位器的氣動薄膜調節閥，其氣源所含固體微粒數量應少于0.1g/m，且微粒直徑應大于3μm，含油量應小于1ppm。

定位器氣源不干凈是造成定位器工作不正常的主要原因，占故障率的2/3以上，應特別注意這一點。

氣動薄膜調節閥環境溫度為-25～+55℃或－40～+70℃。

氣動薄膜調節閥工作時應滿足上述要求。