氣動薄膜調(diào)節(jié)閥流量特性說明:
隨著我國有色行業(yè)的迅猛發(fā)展,氣動薄膜調(diào)節(jié)閥由于結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、使用可靠、防火防爆等特點(diǎn),氣動薄膜調(diào)節(jié)閥廣泛應(yīng)用于氧化鋁的生產(chǎn)過程。而作為自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要一環(huán),它的工作狀態(tài)的好壞將直接影響自動控制過程,下面臺臣工詳細(xì)敘述氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的工作原理、結(jié)構(gòu)選型、流量特性、安裝及維修。
氣動薄膜調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)原理:
氣動薄膜調(diào)節(jié)閥是由氣動執(zhí)行器或電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩部分組成。氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括:氣動薄膜、氣動活塞、氣動長行程三種執(zhí)行機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)閥為:閥、閘板、調(diào)節(jié)閥等,有直、角行程2種。臺臣公司氣動薄膜調(diào)節(jié)閥工作原理:當(dāng)0.2~1kg/cm2 時的信號壓力輸人薄膜氣室中,產(chǎn)生推力使推桿部件移動、彈簧被壓縮產(chǎn)生的反作用力與信號壓力在薄膜上產(chǎn)生的推力相平衡。推桿的移動即是氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程。正作用式:當(dāng)薄膜氣室的信號壓力為零時,推桿部件位于下方,當(dāng)薄膜氣室內(nèi)輸人信號壓力時,使推桿部件向下移動;反作用式:當(dāng)薄膜氣室的信號壓力為零時,推桿部件位于上方,當(dāng)薄膜氣室內(nèi)輸人信號壓力時,使推桿部件向上移動。
氣動薄膜調(diào)節(jié)閥流量特性:
氣動薄膜調(diào)節(jié)閥流量特性是指閥位開度和流量大小的關(guān)系,直接影響調(diào)節(jié)質(zhì)量和系統(tǒng)的穩(wěn)定性,與被調(diào)參數(shù)和設(shè)備對象,工藝流程有關(guān)。
氣動薄膜調(diào)節(jié)閥理想流量特性:
氣動調(diào)節(jié)閥兩端壓差不變時相對流量與相對開度(行程)的關(guān)系:Q/Qmax=f×l/L式中,Q為某一開度時,調(diào)節(jié)閥的流量及閥桿行程;f為閥芯系數(shù);Qmax、L為調(diào)節(jié)閥全開時的最大流量及閥桿全行程。理想流量特性取決于閥芯的尺寸,不同的閥芯曲面得到不同的理想流量特性。
氣動薄膜調(diào)節(jié)閥工作流量特性分析:
氣動薄膜調(diào)節(jié)閥前后端壓差變化情況下得到的流量特性。分為直線特性、對數(shù)特點(diǎn)、拋物線特性等。拋物線特性介于直線和對數(shù)之間。經(jīng)計(jì)算、分析,直線特性調(diào)節(jié)閥工作在小開度時調(diào)節(jié)性強(qiáng),相對流量變化率過于激烈,不易控制,小干擾大克服容易過頭,引起系統(tǒng)振蕩,而在大開度時,相對變化率下,調(diào)節(jié)性能弱,太遲鈍,大的干擾不能很快克服;對數(shù)特性是指單位開度變化所引起的相對流量變化值與此點(diǎn)相對流量成正比.經(jīng)計(jì)算、分析,對數(shù)閥在小開度時放大倍數(shù)小,緩和平衡,利于操作控制,而在大開度時放大倍數(shù)大,工作能靈敏有效,是最常用的閥門。
氣動薄膜調(diào)節(jié)閥流量特性選擇規(guī)則:
工業(yè)生產(chǎn)中常用的調(diào)節(jié)閥如直線、對數(shù)、快開特性,一般選取直線、對數(shù)特性即可滿足工藝調(diào)節(jié)要求,快開特性適應(yīng)于二位調(diào)節(jié),對于比較難控制和要求較嚴(yán)的對象,從以下幾個方面考慮:
◎用調(diào)節(jié)閥的非線性去補(bǔ)償過程的非線性,使系統(tǒng)總的增益變化較小,穩(wěn)定;
◎工藝管道情況,考慮工藝管道阻力情況;
◎適應(yīng)系統(tǒng)的負(fù)荷波動;
◎考慮調(diào)節(jié)閥的工作條件和使用壽命;
◎調(diào)節(jié)閥工作特性改善。
◎流量能力C值的計(jì)算方法和調(diào)節(jié)閥口徑的確定C值的定義:我國規(guī)定在調(diào)節(jié)閥前后壓差為1kPa、液體重度為1kPa3 的情況下,以每小時通過調(diào)節(jié)閥門的流體m3 數(shù)值,表示流通能力C值的大?。ㄒ匝趸X料漿為例。)
調(diào)節(jié)閥壓差:S=ΔP/(∑ΔPF+ΔP)式中,ΔP為調(diào)節(jié)閥差壓;∑ΔPF 為最大流量時管路阻力降。
C=Q(r/ΔP)1/2=G/(ΔP * r)1/2式中,Q、G為工藝所提供的體積或重量流量;ΔP為閥門前后壓差;r為重度。C值的選取和公稱通徑Dg 及閥座直徑dg 的確定,由工藝提供的最大流量和對應(yīng)的最小壓差。計(jì)算出Cmax,便可選取合適的閥。
氣動薄膜調(diào)節(jié)閥反向動作和流量特性 :
在應(yīng)用過程中,由于生產(chǎn)需要將一臺氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥改成氣開式調(diào)節(jié)器,在以前就需將閥芯反裝,或采用反作用式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在現(xiàn)場改裝比較麻煩,而且需有一定的備品才行。采用閥門定位器后,正作用定位器的輸人信號從20~100kPa變化時,它的輸出信號從20~100kPa變?yōu)?00~20kPa即可。具體結(jié)構(gòu)中,用到一個凸輪和兩個噴嘴。左噴嘴用以實(shí)現(xiàn)正作用,右噴嘴實(shí)現(xiàn)反作用。左、右噴嘴與放大器的氣路用背壓切換板來溝通。調(diào)節(jié)閥的流量特性可以通過改變反饋凸輪的幾何形狀來改變。改變反饋凸輪的幾何形狀能夠改變調(diào)節(jié)閥的反饋量,使定位器的輸出特性發(fā)生變化,從而修正了流量特性。
氣動調(diào)節(jié)閥手動機(jī)構(gòu)的配置
當(dāng)氣源信號或電信號出現(xiàn)故障時,或者當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要元件(膜片、彈黃等)損壞時,就需把自動操作改為手動操作,需轉(zhuǎn)動手輪維持調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)功能;另一方面,這種機(jī)構(gòu)也可作為調(diào)節(jié)閥行程的限位器,當(dāng)信號壓力為零時,調(diào)節(jié)閥不是全開就是全關(guān),如果工藝過程要求調(diào)節(jié)閥有少量的流量,可利用手輪來達(dá)到目的。手輪機(jī)構(gòu)有頂裝式和側(cè)裝式,頂裝式只能為單方向限制行程,如果在選型或安裝時,選用側(cè)裝式可以根據(jù)工藝的要求安在左或右側(cè)實(shí)現(xiàn)限位??傊?,手動機(jī)構(gòu)可提高調(diào)節(jié)閥運(yùn)行的可靠性,特別是調(diào)節(jié)閥臺增設(shè)旁路,使用口徑較大的調(diào)節(jié)閥時,使用手輪機(jī)構(gòu)從投資費(fèi)用或占地面積都很合算。所以自動操作完成正常和執(zhí)行機(jī)構(gòu)無故障時,由于不使用手動機(jī)構(gòu),為此經(jīng)常要加油防銹。
氣動薄膜調(diào)節(jié)閥安裝注意問題:
△氣動調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在便于維護(hù)、修理的地方。
△當(dāng)選定調(diào)節(jié)閥的公稱通徑與工藝管徑不同時應(yīng)加裝異接頭進(jìn)行連接。
△安裝在有振源的場合,應(yīng)增加防振措施。
△安裝時,必須使閥體上或法蘭上的箭頭方向指向介質(zhì)方向。
△安裝前,需要認(rèn)真清洗管道內(nèi)焊渣和其它雜物,在安裝后,應(yīng)將閥芯處于最大開度,并對管道和閥再一次清洗,以防雜物卡住和損傷節(jié)流件。