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气动衬氟调节阀

一、气动衬氟调节阀 概述

是由气动薄膜执行机构和直通单座衬氟塑阀两部分组成。接触腐蚀介质的部位均采用耐腐蚀、抗老化的聚全氟乙丙烯，高压衬氟塑工艺，又采用聚四氟乙烯波纹管密封。

上海申弘阀门有限公司主营阀门有：减压阀(组合式减压阀,可调式减压阀,自力式减压阀

阀门气动装置安全、可靠、成本低，使用维修方便，是阀门驱动结构中的一大分支。目前气动装置在具有防爆要求的场合应用较多。阀门气动装置采用气源的工作压较低，一般不大于 0.82MPa。又因结构尺寸不宜过大，因而阀门气动装置的总推力不可能很大。 
超高压气动减压阀的工作原理如图1所示。当压头无外力作用时，气源来的气体由输入口进入阀体下部气室，进气阀门在气压和复位弹簧的作用下与进气阀门座压紧，阀输出口无气体输出。当压头受外力F作用时，压头下移，通过平衡弹簧压缩复位弹簧1，将排气阀门压下与排气阀门座接触，使输出口与大气隔离，压头继续下移，顶开进气阀门，压缩空气由进气阀门控制的通道进入阀后面的执行元件气缸。随着气缸压力的增加，进气阀门的开度逐渐减小，直到输出口压力p2与压头上的作用力相平衡时进气阀门关闭。当外力消除后，进气阀门在气压和复位弹簧2的力作用下，向上移动关闭。与此同时，压头与排气阀门在复位弹簧1的力及排气压力的作用下复位，排气口开启，原输出的气体由排气阀门经消声器排入大气。
现在再来研究排气阀门处于某一平衡位置时的状态。忽略压头、排气阀门等的重力和摩擦力，排气阀门受力平衡方程为：
F=p1A1+p2(A2-A1)+Fs+Ff(1)
式中：Fs――两个复位弹簧的弹力之和;
Ff――密封圈的摩擦力;
A1、A2――分别为进、排气阀门的有效受压面积，
A1=π(d12-d012)/4，
A2=π(d22-d022)/4;
d――排气阀门座直径;
d01――顶杆下段直径;
d02――顶杆上段直径。
由式(1)知，阀的输出压力p2与压头上的作用力F成比例。
超高压气动减压阀的工作原理
3、设计和计算
设计超高压气动减压阀一般是先根据给定的设计参数和工作条件，选择阀的结构型式，然后进行结构参数的选择和计算。
通常给定的参数有：气源压力、阀zui大输出压力、通气能力、zui大操纵力和行程等。设计和计算的内容有：选择的结构型式，据通气能力和工作压力确定阀的结构尺寸，据行程和操纵力设计平衡弹簧等。
阀的结构设计重点在于进气阀门、排气阀门和活门座的密封结构，因为气体粘度小，且工作压力高，容易泄漏。阀的结构见图1。
(1)通气能力计算
阀的通气能力是指在给定的气源压力、阀输出压力、执行元件气缸及阀后管道的容积的情况下，阀的充气、排气时间。
通气能力取决于进气通道和排气通道的面积。阀在充气和排气过程中时间很短，我们忽略热交换的影响，即绝热充气和绝热排气。另外，根据阀的工作压力，阀是以音速充气和音速排气。因此阀的进气通道有效面积Aa按下式计算[2]：
式中：V――充气总容积;
K――比热比，绝热充气时，K=1.4;
T――空气的温度，标准空气的温度T=293.15K;
t1――充气时间;
R――气体常数，R=287.1N*m/kg/K;
p1――阀输入口压力;
p2――阀输出口压力;
p20――气缸内在充气开始前的压力。
∵A1=Aa
∴根据结构(见图1和图2)，进气孔直径
按等面积原理，进气阀门与阀门座的轴向距离(开度)
hc≥(d12-d012)/(4d1)(4)
放气通道有效面积按下式计算
式中：t2――排气时间;
p20――气缸内排气初始压力;
pa――外界压力。
其它符号意义同式(3)。
放气孔直径(见图1和图2)
放气阀门与阀门座的轴向距离(开度)
h2≥(d22-d022)/(4d)(7)
(2)排气阀座直径的计算
由阀的工作原理知道，排气阀门座直径d的大小直接影响阀的调压精度。若其直径大，则阀的调压精度高;反之，则阀的调压精度低。但是，排气阀门座直径又受到操纵力的限制。排气阀门座直径(见图3(b))可由式(1)得到
式中：Fmax――给定的zui大操纵力。
在满足操纵力值的前提下，排气阀门座直径尽可能取大值。
(3)进、排气阀门的设计
进、排气阀门的设计主要包括结构型式、材料的选取和几何尺寸的确定。阀门结构采用金属包胶阀门(所谓金属包胶阀门就是将橡胶直接硫化在金属骨架上)。它利用了橡胶材料弹性高和密封比压低的优点，使阀门在工作过程中具有良好的补偿功能;另外利用了金属材料的强度和刚度。阀门加工制造工艺性好，制造成本低廉。
橡胶材料的选择主要根据其机械性能和阀的工作温度。
硫化橡胶的厚度根据阀门座型面高度h选取，橡胶压缩量在(20～25)%为宜。
进、排气阀门的金属骨架宜用黄铜，因其与橡胶的结合性能好。
(4)进、排气阀门座型面的设计
阀门座型面与阀门的橡胶面直接接触，在工作过程中使胶面变形，起密封作用，而且对阀的寿命影响很大。阀门座型面结构如图2所示(其中：图2(a)为进气阀门座，图2(b)为排气阀门座)。图中高度h范围内为阀门座型面，R为密封面。R值小，阀的灵敏度高;R值大，阀的寿命长。经优化设计，R在 0.3～0.5范围内取值较好。阀门座型面的粗糙度同样也影响阀的密封性和寿命，粗糙度Ra应不大于0.4μm
图2中b为支承面。它是用来限制胶面过度变形，起保护胶面的作用。
(5)平衡弹簧的设计
根据阀的性能分析，平衡弹簧与排气阀门座直径一样，直接影响阀的调压精度。减压弹簧的刚度越小，阀的调压精度越好。但是刚度太小，弹簧行程过长。它受到给定行程的限制，应根据给定的参数设计弹簧刚度：
k=Fmax/(h1+h2)(9)
有了弹簧刚度、弹力和行程，便可进行弹簧的设计了。两个复位弹簧的刚度可设计成相同，而且，其刚度小于平衡弹簧的刚度。
一、阀门气动装置的使用条件 
使用条件 
气源工作压力    0.4~0.7（MPa） 
环境温度和介质温度    5~60（℃） 
活塞工作速度和叶片径线速度    10~500（mm/s） 
电磁控制输入信号电流    4~20mA 
二、阀门气动装置的分类 
阀门气动装置按其结构特点分为三种型式：薄膜式气动装置、气缸或气动装置、摆动式气动装置。此外还有气动马达式气动装置。 
气动装置分类 
薄膜式    1、薄膜气缸 
2、膜片 ①盘形膜片 ②平膜片 
3、弹簧 
4、活塞杆 
气缸式    1、气缸 ①单气缸 ②双气缸 
2、活塞与活塞环 ① O形密封圈 ② J 形密封圈 ③ U 形密封圈 ④ V 形密封圈
3、活塞杆 
4、手动操作机构 
5、气路附件 ① 回路系统 ② 信号返回路 ③ 空气过滤器 ④ 减压阀油雾器 ⑤ 控制换向阀 
摆动式    1、缸体 
2、定子 
3、转子 
4、叶片 
三、各类气动装置的结构特点 
一、选择依据介绍：
1.操作推力阀门电动装置的主机结构有两种：一种是不配置推力盘，直接输出力矩；另一种是配置推力盘，输出力矩通过推力盘中的阀杆螺母转换为输出推力。
2.操作力矩操作力矩是选择阀门电动装置的zui主要参数，气动执行器输出力矩应为阀门操作zui大力矩的1.2～1.5倍。
3.阀杆直径对多回转类明杆阀门，如果电动装置允许通过的zui大阀杆直径不能通过所配阀门的阀杆，便不能组装成电动阀门。因此，电动装置空心输出轴的内径必须大于明杆阀门的阀杆外径。对部分回转阀门以及多回转阀门中的暗杆阀门，虽不用考虑阀杆直径的通过问题，但在选配时亦应充分考虑阀杆直径与键槽的尺寸，使组装后能正常工作。
4.输出轴转动圈数阀门电动装置输出轴转动圈数的多少与阀门的公称通径、阀杆螺距、螺纹头数有关，要按M＝H／ZS计算（M为电动装置应满足的总转动圈数，H为阀门开启高度，S为阀杆传动螺纹螺距，Z为阀杆螺纹头数）。
5.气动阀门执行器有其特殊要求，即必须能够限定转矩或轴向力。通常阀门电动装置采用限制转矩的连轴器。当电动装置规格确定之后，其控制转矩也就确定了。
6.输出转速阀门的启闭速度若过快，易产生水击现象。因此，应根据不同使用条件，选择恰当的启闭速度。
气动装置结构特点 
型式    特点 
薄膜式    行程短，＜40mm，结构紧凑，灵活，无手动机构 
气缸式    行程长，必要时需加缓冲机构，出力不够采用双气缸结构，有手动和手气动切换结构
摆动式    结构简单，成本低，往复运动直接变成旋转运动 
气动马达式    可以直接代替阀门电动装置的电动机而成为气动装置，因而可具有电动装置的力矩控制等功能，但结构复杂 

 

 

    (3)阀门液动装置的正确选择
    由于阀门液动装置可以获得很大的输出力矩，故当驱动阀门需要很大的力矩时可采用
液压驱动装置。
    在正确选择阀门驱动装置时还应看到：在所有阀门驱动装置中，电动和薄膜式气动装置应
用zui广。电动装置主要用在闭路阀门上；薄膜式气动装置主要用在调节阀上；电磁传动主要用
于小口径阀门上；置人式的波纹管传动装置主要用在阀瓣的行程不大的阀门上和有腐蚀性和
毒性的介质中，但它的使用范围住往受控制主传动装置的辅助的先导装置的限制。
    选择阀门驱动装置，对阀门驱动装置不可忽视的一项特殊要求是，必须能够限定转矩
或轴向力，阀门电动装置采用限制转矩的联轴器。在液动和气动驱动装置中，其zui大作用
力取决于膜片或活塞的有效面积以及驱动介质的压力。也可以用弹簧来限制所传递的作
用力。
压、液压或其组合形式的动力源来驱动，其运动过程可由行程、转矩或轴向推力的大小来
控制。
    由于阀门驱动装置应有的工作特性和利用率取决于阀门的种类、装置的工作规范以及
阀fj在管线或设备上的位置。因此，阔门驱动装置正确的选择与阀门类型与技术参数戚戚
相关。正确选择阀门驱动装置的依据是：
    ①阀门的型式、规格与结构。
    ②阀门的启闭力矩（管道压力、阀门的zui大压差）、推力。
    ③zui高环境温度与流体温度。
    ④使用方式与使用次数。
    ⑤启闭速度与时间。
    ⑥阀杆直径、螺矩、旋转方向。

二、 特点

1、耐腐性好：阀体内腔、阀芯、阀座、均包衬有3mm厚的聚全氟乙丙烯，能耐强腐蚀性流体。
2、密封性能好：采用聚四氟乙烯波纹管和填料双重密封。
3、泄漏量小。由于阀芯、阀座采用软密封，确保无渗漏。
4、调节精度高：采用精小型的气动执行机构和电动执行机构，体积小，重量轻。

结构特点：
1．气动衬氟单座调节阀是自动化控制系统中仪表的执行单元，采用电-气阀门定位器，以电信号和压缩空气为动力，接受控制系统输入的0-10mA •DC或4-20mA •DC电流信号，由调节器将压缩空气，转换成气源压力信号输入，以直行程输出的推力改变阀门开度位移，达到对流体介质的工艺参数精确调节控制
2．气动衬氟单座调节阀按作用模式可分；
                               正作用：气闭式-常开型（当信号压力增大时阀位向下位移），《B型》
反作用：气开式-常闭型（当信号压力增大时阀位向上位移），《K型》
3．衬氟单座调节阀为直通单座铸造球形阀，单座柱塞型阀芯，阀体内腔、阀芯、阀座、阀杆等阀内所有部件包衬2.5~3mm厚的聚全氟乙丙烯（F46）塑料，具有耐强腐蚀性酸、碱类等介质。采用聚四氟乙烯波纹管和聚四氟乙烯填料双重密封，波纹管把介质与外界隔绝，保证阀芯上下动作灵活。密封性能优良，一旦波纹管损坏，填料箱可起第二道保护性密封作用，确保无渗漏。阀芯、阀座全衬聚全氟乙丙烯为软质密封，泄漏量低于IV级标准。适用于阀前阀后压差小，对介质泄漏量及调节精度有严格要求的场合
4．通过改变阀芯形状的设计；不同的阀芯形状会得到不同流量特性：等百分比（对数）性、直线性。
本系列产品广泛应用于化工、石油、冶金、电站、轻纺、造纸和制药等工业生产过程的自动化调节和远程控制。有标准型、波纹管密封型品种。产品压力等级有PN1.0、1.6 MPa；公称通径DN15~150mm；zui小阀芯DN10mm。适用流体温度有-20~+150℃；阀体有DN20~32mm为分体式、DN40~150mm为整体式。
气动薄膜执行机构
ZHA/B型多弹簧气动薄膜执行机构由膜片、压缩弹簧、托盘、推杆、支架、轴套、膜盖等主要零件构成。是针对老式的ZMA/B型单弹簧气动薄膜执行机构存在的尺寸大、笨重、深波纹膜片不可靠等问题设计开发的新型气动薄膜执行机构，其膜盖盘、限制件等零件均采用钢板冲压成型。膜片形状较复杂，采用特殊的压制工艺，使爆破强度达22kg/cm2以上。多弹簧形式改善了弹簧制造的工艺性，有利于不同弹簧范围的组配，具有受力均匀、稳定性好，可调零功能则提高了线性精度。以压缩空气为能源动力，接受电-气阀门定位器或电磁阀输入的气源压力信号，此压力作用在膜室膜片上产生推力压缩弹簧组件，并使推杆位移，当推杆与弹簧组被压缩后产生的反力相平衡时，阀杆就稳定在相应行程上。依照力平衡原理，行程大小与压力信号输入大小成一定的比例关系，从而达到阀门阀芯准确定位。

执行机构主要技术参数

弹簧范围KPa
20～100（标准）:40～200;80～240; 20～60; 60～100
操作方式
普通型、带手动手轮操作型（侧装式、顶装式）
电-气阀门定位器
电气阀门定位器是工业自动化中气动执行器的主要配套仪表，可用来提高阀门位置的线性度、克服阀杆的磨擦力和消除调节阀不平衡力的影响等，从而保证阀门位置按控制系统或调节仪表传来的0~10mA DC或4-20mA的电流信号成比例关系，实现正确定位。（有多种型号规格可选配）

三、 气动执行机构

 

型号	ZHA-22 ZHB-22	ZHA-23 ZHB-23	ZHB-34 ZHB-34	ZHA-45 ZHB-45
有效面积cm2	350	350	560	900
行程mm	16	25	40	60
弹簧范围KPa	20～100（标准）:40～200; 80～240; 20～60; 60～100

四、 允许压差

 

供气压力	弹簧范围	允许压差
		公称通径
		G3/4"	20	25	32	40	50	65	80	100	150
1.4	0.2～1.0	16	16	8	5	5	3	2.5	2	1.2	0.8
4.0	0.8～2.4	16	16	16	12	11	7	6.5	4.5	2.8	2.0

五、 性能

泄漏量:小于阀额定容量的0.01% 
回差:带定位器：小于全行程的1% 
基本误差:带定位器：小于全行程的±1%
注：采用标准的V型聚四氟乙烯填料 
可调范围 30：1

六、 Kv值和行程

 

公称通径	G3/4"						20				25	32	40	50	65	80	100	150
阀座直径	3	4	5	6	7	8	10	12	15	20	26	32	40	50	65	80	100	150
Kv值	0.08	0.12	0.20	0.32	0.50	0.80	1.2	2.0	3.2	5.0	8	12	20	32	50	70	100	240
额定行程	10										16		25		40			60

七、 外形尺寸

 

公称通径	G3/4"	20	25	32	40	50	65	80	100	150
L	116	180	185	200	220	250	275	300	350	480
A	267	267	267	267	267	267	350	350	350	470
H	401	445	485	495	523	532	697	699	699	817
H1	50	65	70	80	71	88	102	140	170	190

耐腐蚀阀
    耐腐蚀问题和高压、高压差问题一样，一直是自控仪表中的老大难。腐蚀的危害十分严重，有的自动化系统还因腐蚀问题得不到解决而无法实现自动化控制，不得不改用手动，并且频繁地更换被腐蚀的仪表及设备。故此，努力地寻找新的结构和材质的耐腐蚀阀，一直是国内外厂家及设计院关注的问题。

订货须知：

一、①产品名称与型号②口径③是否带附件以便我们的为您正确选型④使用压力⑤使用介质的温度。
二、若已经由设计单位选定公司的型号，请型号直接向我司销售部订购。

三、当使用的场合非常重要或环境比较复杂时,请您尽量提供设计图纸和详细参数，由我们申弘阀门的技术为您审核把关。产品所属调节阀系列，感谢您访问我们申弘阀门的如有任何疑问.您可以致电给我们,我们一定会尽心尽力为您提供优质的服务。如需要了解更多其它阀类产品的信息可以点击减压阀查看。