气动笼式单座调节阀

一、气动笼式调节阀 概述

气动笼式调节阀是一种压力平衡调节阀,采用笼式套筒导向、单座密封结构，配用多弹簧执行机构或者电动执行机构，流道呈S流线型，选用进口密封环。整体具有工作平稳、允许压差大、流量特性噪音低等特点。气动笼式调节阀特别适用于允许压差小、阀前后压差较大的工作场合。气动笼式调节阀有常温型、高温型、低温型、调节切断型、波纹管密封型等多种型式。产品公称压力等级有PN1.6、4.0 6.4、10.0；阀体口径范围DN20-DN300；适用流体温度-150℃ -+560℃范围内多种档次；气动笼式调节阀泄露等级氛分为Ⅳ级、Ⅴ级、Ⅵ级；流量特性有直线、等百分比。多种规格可供选择。

气动笼式单座调节阀工作原理

气动调节阀就是以压缩空气为动力源，以气缸为执行器，并借助于电气阀门定位器、转换器、电磁阀、保位阀等附件去驱动阀门，实现开关量或比例式调节，接收工业自动化控制系统的控制信号来完成调节管道介质的流量、压力、温度等各种工艺参数。气动调节阀的特点就是控制简单，反应快速，且本质安全，不需另外再采取防爆措施。

气动笼式单座调节阀的分类及应用

气动调节阀动作分气开型和气关型两种。气开型（Air to Open）是当膜头上空气压力增加时，阀门向增加开度方向动作，当达到输入气压上*，阀门处于全开状态。反过来，当空气压力减小时，阀门向关闭方向动作，在没有输入空气时，阀门全闭。故有时气开型阀门又称故障关闭型（Fail to Close FC）。气关型（Air to Close）动作方向正好与气开型相反。当空气压力增加时，阀门向关闭方向动作；空气压力减小或没有时，阀门向开启方向或全开为止。故有时又称为故障开启型（Fail to Open FO）。气动调节阀的气开或气关，通常是通过执行机构的正反作用和阀态结构的不同组装方式实现。   

气开气关的选择是根据工艺生产的安全角度出发来考虑。当气源切断时，调节阀是处于关闭位置安全还是开启位置安全？举例来说，一个加热炉的燃烧控制，调节阀安装在燃料气管道上，根据炉膛的温度或被加热物料在加热炉出口的温度来控制燃料的供应。这时，宜选用气开阀更安全些，因为一旦气源停止供给，阀门处于关闭比阀门处于全开更合适。如果气源中断，燃料阀全开，会使加热过量发生危险。又如一个用冷却水冷却的的换热设备，热物料在换热器内与冷却水进行热交换被冷却，调节阀安装在冷却水管上，用换热后的物料温度来控制冷却水量，在气源中断时，调节阀应处于开启位置更安全些，宜选用气关式（即FO）调节阀。   

气开式改变为气关式或气关式改变为气开式，如调节阀安装有智能式阀门定位器，在现场可以很容易进行互相切换。  

但也有一些场合，故障时不希望阀门处于全开或全关位置，操作不允许，而是希望故障时保持在断气前的原有位置处。这时，可采取一些其它措施，如采用保位阀或设置事故空气储缸设施来确保。  

    气动调节阀的维修：气动调节阀准确正常地工作对保证工艺装置的正常运行和安全生产有着十分重要的意义。因此加强气动调节阀的维修是必要的。同类产品还可以通过电动控制为电动笼式单座调节阀。

气动笼式单座调节阀常见故障及产生的原因 

1．气源系统故障

    仪表风线堵塞。由于球阀在仪表分支风线末端有节流作用，风线中赃物在此处易堆积堵塞。致使仪表风压过低，调节阀不能全开全关，甚至调节阀不动作。

    空气过滤减压阀故障。空气过滤减压阀长时间使用赃物太多，减压阀漏风，减压阀设定输出压力过底，使输出的仪表风压小于规定的压力。致使调节阀动作迟缓，不能全开全关甚至不动作。

铜管连接故障。铜管老化漏风，接头连接处松动或赃物堵死铜管使仪表信号风压低致使调节阀不动作，不能全开全关，手动状态阀位不稳定产生调节振荡。

仪表风系统故障。空压站异常，装置净化风罐异常，切水不及时使风线结冰，仪表风线漏风或被赃物堵死，造成装置仪表风压过低甚至无风。

仪表风支线阀门未开，造成调节阀不动作。常发生于装置大修，改造后开车期间。

2.电源系统故障

电源线接线端子处松动，短路，脱落，极性接反故障。由于现场振动，接线不牢造成接线松动或灰尘太多造成接触不良使控制室到达现场的信号时有时无，致使调节阀动作混乱产生调节振荡。由于接线失误，设备进水或受潮等原因使电源线接线处短路从而使调节阀接受到的信号比调节器的信号便低，造成调节阀不能全开全关。脱落及极性接反调节阀不动作。极性接反常发生于安装新表，从新接线，装置大修等情况。

电源线中间接头或中间受伤处故障。电源线受环境的振动、外力的拉扯，绝缘胶带失效绝缘性能下降及接头进水高温烘烤等原因使电源线接头松动或似断非断，电源线之间短路或对地短路，接线头或电源线断裂。致使调节阀动作不连续，不能全开全关，不动作。在维修过程中电源线中间接头接反，造成调节阀不动作。

调节阀不受调节器控制故障。在装置大修，改造后开车过程中电源线接错或控制室内组态有错误造成调节阀不受调节器控制。

3.电气转换器故障 

零点、量程不准。由于安装调试不准或现场振动、温度变化等原因使转换器输出信号的零点、量程不准。致使调节阀不能全开全关，泄露量大，*等现象。在对转换器现场调校中首先应保证转换器信号小表指示准确。平常应对信号小表进行维护。

节流孔堵塞。仪表风赃物堵塞节流小孔。致使调节阀不动作。

输出不线性。由于转换器中的线圈、部件老化或受现场振动、环境温度的影响，使转换器的输出不线性，致使在对其进行零点、量程调节过程中不能达到要求值，调节阀动作不线性，不能全开全关。

4.阀门定位器故障 

1）电气阀门定位器

零点、量程不准。由于定位器安装过程中调试不准或现场振动、温度变化及调节阀阀杆行程改变，反馈杆位置的改变等原因使调节阀zui小开度和zui大开度与控制室的信号不一致。致使阀门定位器输出的信号不能使调节阀全开全关，造成泄露量大，*等现象。在对定位器现场调校中首先应保证调节阀动作良好，反馈系统安装牢固动作良好，然后通过标准信号来进行调整。使调节阀的行程与控制信号一致。

节流孔堵塞。赃物堵塞节流孔。使定位器无输出信号，导致调节阀不动作。

喷嘴、挡板间有赃物。受现场环境的影响，定位器使用一段时间后会附着一层灰尘，影响喷嘴挡板的背压，从而影响定位器的输出。造成调节阀状态不稳，产生震荡。

密封不好。*使用的定位器各种紧固螺母、密封垫片易发生松动、老化现象，造成定位器漏风。使调节阀不能全开全关，阀位不稳，产生调节振荡。

反馈杆故障。*运行中反馈杆紧固螺母逐渐松动甚至脱落，造成反馈杆松动、歪斜、与固定件卡碰、脱落。使调节阀动作迟缓，波动频繁，调节阀限位甚至失去控制。反馈板上的限位弹簧脱落，或反馈杆从中脱出，造成反馈杆与反馈板接触不良，产生滞后，造成调节阀动作频繁。使被控参数难以稳定特别在调节阀动作要求准确的温度控制中产生较大影响。

固定螺母松动。定位器固定螺母安装不牢产生松动，造成定位器歪斜，影响反馈杆动作，造成卡碰现象。使调节阀动作不稳定，产生限位等现象。定位器中各种弹簧的紧固螺丝在震动环境下松动，改变了弹簧的预紧量，影响弹簧的张力和状态。使定位器的零点量程发生改变，定位器不线性，致使调节阀不能全开全关，调节阀动作不线性。

*磁铁位置发生变化。由于受到外力作用，使两块磁铁的位置发生变化，改变了磁场的位置，是线圈受力不平衡，定位器输出不线性，致使调节阀动作不线性。磁铁吸附杂质如铁销等，形成卡碰阻碍挡板的移动，使定位器的输出不准，从而使调节阀动作与控制信号不一致。上海申弘阀门有限公司主营阀门有：减压阀(气体减压阀,可调式减压阀,波纹管减压阀,活塞式减压阀,蒸汽减压阀,先导式减压阀,空气减压阀,氮气减压阀,水用减压阀,自力式减压阀,比例减压阀)、安全阀、保温阀、低温阀、球阀、截止阀、闸阀、止回阀、蝶阀、过滤器、放料阀、隔膜阀、旋塞阀、柱塞阀、平衡阀、调节阀、疏水阀、管夹阀、排污阀、排气阀、排泥阀、气动阀门、电动阀门、高压阀门、中压阀门、低压阀门、水力控制阀、真空阀门、衬胶阀门、衬氟阀门。

2）智能定位器

    反馈杆故障。反馈杆紧固螺母松动甚至脱落，造成反馈杆松动、歪斜、与固定件卡碰、脱落。使调节阀动作迟缓，波动频繁，调节阀限位甚至失去控制。定位器固定不牢发生歪斜松动，影响反馈杆的活动，造成卡碰现象使调节阀限位。反馈板上的限位弹簧脱落，或反馈杆从中脱出，造成反馈杆与反馈板接触不良，产生滞后，造成调节阀动作频繁。使被控参数难以稳定特别在调节阀动作要求准确的温度控制中产生较大影响

    定位器调校不好。调校中中间位置没有找好，手动输出时调节阀没有去开全关，气开气关选择不对等。使调节阀不能全开全关，造成泄漏量大，限位等现象。

    由于智能定位器的调校复杂，时间长，而且需要多次全开全关，对工艺波动大，因此调校时应把调节阀切出，特别是在调校控制温度的调节阀一定要离线调整。

减压阀是用节流方法使出口压力低于进口压力, 并保持出口压力近于恒定的一种压力控制阀。是一种自动降低管路工作压力的专门装置，它可将阀前管路较高的液体压力减少至阀后管路所需的水平。这里的传输介质主要是水。减压阀广泛用于高层建筑、城市给水管网水压过高的区域、矿井及其他场合，以保证给水系统中各用水点获得适当的服务水压和流量。鉴于水的漏失率和浪费程度几乎同给水系统的水压大小成正比，因此减压阀具有改善系统运行工况和潜在节水作用，据统计其节水效果约为30%。 减压阀的构造类型很多，以往常见的有薄膜式、内弹簧活塞式等。减压阀的基本作用原理是靠阀内流道对水流的局部阻力降低水压，水压降的范围由连接阀瓣的薄膜或活塞两侧的进出口水压差自动调节。2007年以来又出现一些新型减压阀，如定比式减压阀。定比减压原理是利用阀体中浮动活塞的水压比控制，进出口端减压比与进出口侧活塞面积比成反比。这种减压阀工作平稳无振动；阀体内无弹簧，故无弹簧锈蚀、金属疲劳失效之虑；密封性能良好不渗漏，因而既减动压（水流动时）又减静压（流量为0时）；特别是在减压的同时不影响水流量。减压阀通常有DN15～DN100等多种规格，阀前、后的工作压力分别为<1MPa和0．1～0．5MPa，调压范围误差为±5%～10%。 减压阀，是为了满足工况压降需求，通过将进口压力减至某一需要的出口压力，并依靠介质本身的能量，使出口压力自动保持稳定的工业控制阀门。广泛用在蒸汽、压缩空气、工业用气、水、油和许多其他液体介质的设备和管路上*阀门之一。
    减压阀选型参考：
    1、小口径水管路中，一般选用丝扣铜减压阀。（如需测定压力，用带压力表减压阀）
    2、高层建筑水力管道，一般采用薄膜弹簧式减压阀或200X水力减压阀。
    3、一般蒸汽管路中用蒸汽减压阀。
    4、在低压、中小口径的蒸汽介质，可以用波纹管直接作用式减压阀。
    5、在介质工作温度比较高的场合，一般选用先导活塞式减压阀或先导波纹管式减压阀
    6、气体减压阀一般用于控制空气、氧气、氮气、氨气等介质。
    7、压降比例在2:1、3:1、3:2、4:1、5:2时，使用比例式减压阀。
    8、钢制瓶罐非腐蚀性气体，一般选用气体减压器。
    9、实验室、气体吹扫系统、气体汇流排、测试设备等，一般采用不锈钢背压器。
（注：选型时，软密封结构，在规定的时间内不得有渗漏；金属硬密封结构，其渗漏量应不大于zui大流量的0.5%）

气动笼式单座调节阀故障

1）调节阀漏量大，调节阀全关时阀芯与阀座之间有空隙，造成阀全关时介质的流量大，被控参数难以稳定。

    在调节阀调校中调节阀行程调节不当或阀芯长时间使用造成阀芯头部磨损腐蚀。通常向下调节阀杆减小空隙达到减少泄漏的目的。

阀芯周围受到介质的腐蚀比较严重，阀芯受介质中焊渣、铁锈、渣子等划伤产生伤痕。应取出阀芯进行研磨，严重的应该更换新阀芯。

阀座受到介质的腐蚀比较严重，或介质中焊渣、铁锈、渣子等划伤产生伤痕，阀座与阀体间的密封被破坏。应取出阀座进行研磨，更换密封垫片，严重的应该更换新阀。

阀内有焊渣、铁锈、渣子等赃物堵塞，使调节阀不能全关，应拆卸调节阀进行清洗，同时观察阀芯阀座是否有划伤磨损现象。