浙江中特气动阀门成套有限公司
调节阀的应用与选型要点

1 工艺参数和要求

用机器代替人工,在现代化的工厂离不开调节阀的控制,配用仪器仪表使调节阀的精度越来越高,得到广泛的应用。在智能自动化工程过程是否能满足各项工艺控制指标,控制过程是否平稳,调节阀能否根据主体的意识而准确动作控制意识体现为温度,压力、流量、精确的控制,如:温度密度、最大流量和最小流量下进出压力差,对调节阀的选型必须充分掌握阀体的材料、结构形式、流量特性、方面特点要考虑压降、粘度,闪蒸、耐腐蚀,气蚀、泄漏量、噪音、,可调比。调节阀具有严格的流量特点和控制条件,要求做详细的参数计算和严格按计算参数,运行条件环境和控制连锁保护。要求进行选择,因此在选择时应详细了解调节阀在系统对调节阀的要求运行工业及系统中的作用。

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3 流量特性

等百分比、快开、抛物线、直线等,调节阀性能上讲,以等百分比特性为最优,调节性能最好,最大开度上工作,如90%。这样,汽蚀、冲蚀等破坏发生随着阀芯破坏,流量增加,相应阀再关一点,这样不断破坏,逐步关闭,使整个阀芯全部充分利用,直到阀芯根部及密封面破坏,不能使用为止。

同时,大开度工作节流间隙大,冲蚀减弱,这比一开始就让阀在中间开度和小开度上工作提高寿命1~5倍以上。更换小阀座直径的阀芯阀座,如将节流件dgl0更换为dg8,寿命提高了1倍。

增长调节流通道简单的就是加厚阀座,调节阀座孔增长,这样更长的节流通道。一方面可使流闭型节流后的突然扩大延后,起转移破坏位置,使之远离密封面的作用;另一方面,又增加了节流阻力,减小了压力的恢复程度,使汽蚀减弱。

有的把阀座孔内设计成台阶式、波浪式,就是为了增加阻力,削弱汽蚀。这种方法在引进装置中的高压阀上和将老的阀加以改进时经常使用,也十分有效。每个场合要求不同,选用的流量特性也不同,一般调节阀常用的开度30%到70%是最好,调节阀流量特性根据工艺的要求,选用实用的流量特性是最好的,同样一台阀选用的流量特性不一样给调节阀的精度有很大的差别,还有比值的选用,计算等要求,密封面,材料及其处理状态对泄露量有很大影响,密封面间的剩余隙的大小取决于密封表面微现不严度,如果使用钢制材料的密封圈会造成相同的密封程度,就必须有较大的比压。

当液体通过控制阀节流后流动液体的静压降到低于该液体饱和蒸汽压(PV)时,可能出现空化,液体流动的连续性被部分液体气化行程气泡打破当下压力高于流体的饱和蒸汽压时,气泡爆裂,回复为液体,这样液-气-液两级转化的过程称为空化,在控制阀内出现空化期间由于泡破裂不均匀,液体会产生微小喷射,高强度压力被与微小喷射对阀体阀芯阀座表面的冲击发生导致阀体阀芯阀座损坏还会带来噪音和震动,特别是高压降工况,阀两端压降越高空化越大,空化开始时控制阀内的压降被称为临界压降,如果实际压降高压临界压降下液压力高于液体的饱和蒸汽时将产生阻塞流。

4 智能定位器

(1)按照操作说明书将阀门连接;(2)检查并确认电路和气路的连接;(3)通电(4~20mA电流供电);(4)禁止电压供电。

初始化:没有经过初始化的定位器,接入电流信号后,LCD屏幕右下方出现闪烁细体“NOINI”字母,此时按上升键或下降键可以使执行机构动作,LCD屏幕能显示粗黑字体Pxx.x。在没有做初始化前,首先要做到按上升键使阀杆上升到最高,LCD屏幕显示的数值大约在P85~95%之间,按下降键;使阀杆下降到最低,LCD屏幕显示的数值大约在P5~10%之间,在中间的过程中不能出现P---.--情况,否则需要通过耦合调节轮等做一系列的调整。

以调节阀为例:调节阀杠杆行程<20mm(阀门开度),气开阀。叙说如下:

(1)选择参数1.YFCT执行器类型为WAY2.YAGL反馈角度为33°,因为量程<=20mm(如果量程>=20mm就必须选择反馈角度为90°),分别利用调节轮和反馈杆长度调整PS2的零点和量程。

互锁齿轮置于33°(左下方黄颜色拨盘)(可参阅与定位器一起提供的资料)。参见图1。

(2)通电、通气后,按手键(组态键)>5秒,则会出现1.YFCT上方黑体显示WAY、再按一下出现2.YAGL,上方黑体显示33°,每按一下出现下一个新的参数值。

需要给定位器内的程序赋值;参数1设置在WAY,参数2设置在33°,参数3设置在20mm。

①将一字螺丝刀(4mm宽)插入黄颜色轮夹紧轮齿轮状部件内部,向右拨动,松开夹紧装置,向左或者向右转动耦合调节轮、在5%~10%左右,并记录其数值为P1。

②按上升键,使阀杆指针指向阀位刻度100%左右,使量程上限(液晶显示)数值连续上升不出现------的越限符号。液晶显示应在60%~95%左右,并记录其数值为P2。

(3)位置开关、轮状夹紧装置(黄颜色),都锁紧。(一字螺丝刀向左拨动,则锁紧夹紧装置)如不再需要其它相关参数,可直接进入(a)步骤。

(4)如需要更多的参数设置,可进入参数设置程序,并确认相关参数。

①将记录的数值P1或P2进行简单的运算;即:P1+(P2-P1)÷2。若;P1量程下限(液晶显示)在4.8%,P2量程上限(液晶显示)在95%,则:4.8+(95-4.8)÷2=49.9。用+健或—键操作,将阀门开度位置开到刻度值50%左右(液晶显示),开度在50%±5%左右(此时反馈杆应该水平,不然应调整定位器的安装位置)。

②自动初始化:在运行模式下,按手键>5秒,进入参数4,则PS2进入自动初始化,在按上升键>5秒,液晶显示“strt.”之后,随即右下方逐步出现(Run1、2、3、4、5)之后,右下方显示字体“FINSH”表示初始化已完成。此时按一下手键放开,再按手键>5秒,即可退出组态模式,进入运行模式,液晶右下方显示为;Man字样,表示进入了手动运行模式,按一下手键,液晶右下方显示为;Aut字样,表示进入了自动运行模式(再按一下手键又可回到手动运行模式,每按手键一下可在自动和手动之间切换一次)。此时,输入电流信号,执行机构的行程与将与4~20mA相一致。定位器可以正常运行了。

③手动初始化:在运行模式下,按手键>5秒,再进入参数5,则PS2进入手动初始化,在按上升键>5秒,液晶显示“strt.”,右下方显示为“INITM”字样5秒以后,粗体显示改变为Pxx.x,右下方显示为“YEND1”字样,此时,按上升键使阀杆指针指向阀位刻度100%左右P60~P95左右.。然后按手键确认后,右下方显示为“YEND2”按下降键使阀杆指针指向阀位刻度0%左右P5~P10左右,再次按手键,初始化立即从Run3步骤开始,直到右下方显示字体“FINSH”表示手动初始化已完成。按手键一下放开,再按手键>5秒退回到手动模式,再按一下手键可到自动模式。此时输入电流信号,执行机构的行程将与4~20mA相一致。定位器可以正常运行了。

补充说明:如果做(按上升键)后,仍继续按步骤做即可。以角行程调节阀为例:调节阀角行程>33°叙说如下;选择定位器内的33°←→90°切换开关置90°位置,左侧底部互锁齿轮置于90°(黄颜色拨轮)(可参阅与定位器一起提供的资料)。参见图1。

通电、通气后,按手键(组态键)>5秒,则会出现1.YFCT上方黑体显示WAY(改选为turn),再按一下出现2.YAGL(反馈角度33°、90°选90°),上方黑体显示90°,每按一下出现下一个新的参数值。

这就是给定位器内的参数赋值;参数1设置在turn,参数2设置在90°。

①将一字螺丝刀(4mm宽)插入黄颜色夹紧轮齿轮状部件内部,向右拨动,则松开夹紧装置,向左或者向右转动耦合调节轮,阀门开度置0°左右时,(与下降键配合使用),使角度下端(液晶显示)在上方黑体显示P5~P10之间。并记录其数值为P1。

②按上升键,使阀阀门开度置顶端时,(液晶显示)数值连续上升不出现—的符号。数值约在P60~P95之间。并记录其数值为P2。

将位置开关、轮状夹紧装置(黄颜色),都锁紧。(一字螺丝刀向左拨动,则锁紧夹紧装置)如不再需要其它相关参数,可直接进入①步骤。

①将记录的数值P1和P2进行简单的运算;既:P1+(P2-P1)÷2。若;P1量程下限(液晶显示)在P4.8,P2量程上限(液晶显示)在P69,则:4.8+(69-4.8)÷2=36.9。用+、—键手动方式操作,将阀门开到标尺刻度值中间位置左右,液晶显示值开度约P37.±5%左右。其它操作步骤与直行程调节阀一样。

定位器的内部可能已被错误设置,可做参数55PRST。按上升键>5秒,恢复工厂设置,再重新做初始化,即可。

如果阀门定位器已经进化到4.00.00版本,做恢复工厂设置请选择参数50。操作方法同上。

定位器在做角行程初始化时,或者在初始化后的运行期间,显示角度与实际工况有误差。

(a)定位器进入小步区域调整,因阀门膜头或汽缸气渗量大无法继续调整;(b)阀杆干摩擦严重。

解答(a)定位器的压电阀内渗入了油污或者灰尘,使压电阀受到损害。

解答(b)装配组件6DR4004-8D耦合轮的锁紧螺钉与主轴松动形成空程所致。

主板固定在最上层,报警模块固定在第二插槽,位置反馈模块在第三插槽。带状的电缆线边缘有红颜色的朝向显示屏一面,带状电缆上下二个插头正好对准,将其插头推紧即可。

8A报警模块的相关参数如;AFCT、A1、A2由于版本的不同,第一列、第二列字母前的阿拉伯数字编号约有不同(这里没有编写)。报警功能的A1、A2的选择要与PLC的逻辑相匹配,A1、A2报警值的设置要与工艺要求相适宜。

如果调节阀是反作用,则需要将4mA对应100%开度、20mA对应0%开度,此时,只要将相关参数SDIR内的默认值rise改为full,即可。

在流体控制中得到平稳的应用,特别是用于高压差、流体、平衡和降噪音,防止汽蚀、振动的地方,重量轻,维修方便。

提高压力损失,提高阀的压力降,采用小通道多弯道,多流道方法来提高阀门的压力损失,具体公式有:falsefalse。小通道多弯道多流道采用钢片垫加挤压装配而成的圆柱筒,在每一层上,分布着多张钢片,相配靠紧的两片钢片之间构成一条一系列的直角弯道,这一系列直角弯道宽根据用户的实用设计,直角弯道的高度可用钢片厚度来保证,根据用户的压力,上下层钢片的直角弯道可错开布置,这样上下左右的钢片就构成了一条一系列直角弯道,关于圆柱筒的流道多少,流通的大小,直角弯道多少是根据用户的流量、压力降来定。

(5)阀门要求:无泄漏,又用于高压,所以阀前阀后的压力差很大,介质流速很高,当介质流过阀门时,会产生很大的声誉和振动,为减小噪音和振动,我们采用上述带有许多直角弯道的圆柱筒,当高速介质流经圆柱筒时,强制它流经一系列直角弯道使流速减慢,减少噪音和振动,防止气蚀发生。

高压差控制阀很容易产生气蚀,我们一方面采用带直角弯道的圆柱筒来降低介质流速,降低气蚀发生,同时我们采用耐气蚀性好的材料来做阀座和阀瓣,在阀座密封面上,我们采用D812硬质合金,在阀瓣表面上我们采用堆焊D802硬质合金。

因为高压差阀门的气蚀现象严重,虽然采用了以上措施来防止汽蚀,振动的产生,但也难免不发生,所以我们采用了以上措施外,再把阀座作为易损件,使它可以维修更换,具体的结构采用了螺钉安装方式把阀座固定在阀体上,可以互换阀的内体。

分摊压差的反汽蚀措施,是长期以来高压阀寿命短“老大难”问题得到了解决,能耐汽蚀,抗冲蚀的材料,为抗气蚀(破坏形状如蜂窝状小点)和冲刷可改用耐气蚀和冲刷的特殊材料来制造这种特殊材料,司特菜硬质合金等,为抗腐蚀,可用更耐腐蚀,并有一定机械性能材料,如蒙乃尔、哈氏合金等材料。

增长节流通道,使阀座孔增长形成更长的节流通道,这一方面可使流闭型节流后的突然扩大延后,起转移破坏位置使之远离密封面的作用,另一方面又增加了节流阻力,减小了压力的恢复移度,使气蚀减弱,增加阻力,削弱气蚀,进一步提高了寿命,计算与选型比较而言,选型要重要得多,复杂得多,而在于所给定的工艺参数是否准确。

(6)填料选择:通常情况下,选用“V”形四氟填料,波纹管密封方式,石墨填料,普通型上阀盖;介质温度<450℃时,选用“V”型四氟填料,但必须是散热阀盖。

(7)阀体结构形式:阀门的分类:单座阀、双座阀、套筒阀、三通阀、四通阀、特殊、耐磨耐腐蚀阀;全四氟耐蚀、合金阀、结构见简单,拆装维护非常方便,尺寸小,重量轻,解决合成氨液控制系统和油田,化工,电力系统的高压调节阀,先后被数百家工厂选用,时间证明在我们的高压调节阀中是比较理想的产品。

(8)高温材质耐温:温度为550~650℃,定为高温Ⅱ级(简称为PⅡ级)。为ASTMA351标准中的CF8为基形的“高温Ⅱ级中碳铬镍稀土钛钽强化型耐热钢”。

温度为650~730℃,定为高温Ⅲ级(简称为PⅢ级)。为ASTMA351标准中的CF8M为基形的“高温Ⅲ级中碳铬镍钼稀土钛钽强化型耐热钢”。

温度为730~816℃,定为高温Ⅳ级(简称为PⅣ级)。标准ASMEB16134压力,温度超过816℃以后,及F310H等耐热不锈钢。

电磁阀——实现气路的自动切换,行程开关——显示调节阀上、下限的行程工作位置;手动机构——系统故障时可切换手动操作;气动保位阀——气源故障时保持阀门当时位置。单气控用二位三;双气控用二位五通。

阀门附件的选择要实用,但是关键的附件,还是要选用,可靠的没有必要的就尽量不选用。

在2015年里带领团队为山东的客户解决了一个高精度的调节阀控制要求;因客户来电要求调节阀的控制精度不够;要求控制压力的精度在0.1%以内。后经我们以及所带领的技术部门、生产部门到客户现场详细了解工艺情况后;帮助客户重新设计定做调节阀的CV值与流量特性;我们采用CAD软件画图,计算、按客户的现场的实际工作压力、阀前压力、阀后压力,压差,实际的工作温度,和流量,介质密度,流通能力,我采用了奥氏体不锈钢材质,能够耐高、低、温的环境和耐腐蚀中正常实用,用数控加工能保证阀座、阀心、阀杆、的精密度,采用等百分比流量特性、波纹管双重密封并配置高精度多弹簧的执行机构与智能阀门定位器,产品到现场经测试精度达到0.03%,完全满足了客户的要求并得到客户的肯定。

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