氣動調節閥是石油 、化工 、電力、冶金等工業企業廣泛使用的工業過程控制儀表之一 。化工生産(chǎn)中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，它如生産(chǎn)過程自動化的手腳。下面帶大家全面的瞭(le)解氣動調節閥。
工作原理
氣動調節閥就是以壓縮空氣爲動力源 ，以氣缸爲執行器，並(bìng)借助於(yú)電氣閥門定位器 、轉換器、電磁閥 、保位閥等附件去驅動閥門 ，實現開關量或比例式調節 ，接收工業自動化控制系統的控制信号來完成調節管道介質的：流量、壓力 、溫度等各種工藝參數。氣動調節閥的特點就是控制簡單，反應快速，且本質安全 ，不需另外再採取防爆措施。
氣動調節閥工作原理
氣動調節閥通常由氣動執行機構和調節閥連接安裝調試組成，氣動執行機構可分爲單作用式和雙作用式兩種，單作用執行器内有複位彈簧，而雙作用執行器内沒有複位彈簧。其中單作用執行器，可在失去起源或突然故障時，自動歸位到閥門初始所設置的開啓或關閉狀态。
氣動調(diào)節閥根據動作形式分氣開型和氣關型兩種 ，即所謂的常開型和常閉(bì)型 ，氣動調(diào)節閥的氣開或氣關，通常是通過執行機構的正反作用和閥态結構的不同組裝方式實現 。
氣動調節閥作用方式
氣開型(常閉(bì)型)是當膜頭上空氣壓力增加時，閥門向增加開度方向動作，當達到輸入氣壓上限時，閥門處於(yú)全開狀态。反過來 ，當空氣壓力減小時，閥門向關閉(bì)方向動作，在沒有輸入空氣時 ，閥門全閉(bì)。顧通常我們稱氣開型調節閥爲故障關閉(bì)型閥門。
氣關型(常開型)動作方向正好與氣開型相反 。當空氣壓力增加時，閥門向關閉(bì)方向動作;空氣壓力減小或沒有時 ，閥門向開啓方向或全開爲止。顧通常我們稱(chēng)氣關型調節閥爲故障開啓型閥門 。
氣開氣關的選擇是根據工藝生産的安全角度出發來考慮 。當氣源切斷時，調節閥是處於(yú)關閉(bì)位置安全還是開啓位置安全。
舉例來說 ，一個加熱爐的燃燒控制，調節閥安裝在燃料氣管道上，根據爐膛的溫度或被加熱物料在加熱爐出口的溫度來控制燃料的供應。這時 ，宜選用氣開閥更安全些 ，因爲一旦氣源停止供給 ，閥門處於(yú)關閉比閥門處於(yú)全開更合适。如果氣源中斷，燃料閥全開，會使加熱過量發生危險 。又如一個用冷卻水冷卻的的換熱設備(bèi)，熱物料在換熱器内與冷卻水進行熱交換被冷卻，調節閥安裝在冷卻水管上，用換熱後的物料溫度來控制冷卻水量，在氣源中斷時，調節閥應處於(yú)開啓位置更安全些，宜選用氣關式(即FO)調節閥 。
閥門定位器
閥門定位器是調節閥的主要附件，與氣動調節閥大大配套使用，它接受調節器的輸出信号 ，然後以它的輸出信号去控制氣動調節閥，當(dāng)調節閥動作後，閥杆的位移又通過機械裝置反饋到閥門定位器，閥位狀況通過電信号傳(chuán)給上位系統 。閥門定位器按其結構形式和工作原理可以分成氣動閥門定位器、電-氣閥門定位器和智能式閥門定位器 。
閥門定位器能夠增大調節閥的輸出功率 ，減少調節信号的傳遞滞後，加快閥杆的移動速度，能夠提高閥門的線性度，克服閥杆的磨擦力並(bìng)消除不平衡力的影響 ，從而保證調節閥的正確(què)定位。
用執行機構分氣動執行機構，電(diàn)動執行機構，有直行程、角行程之分 。用以自動 、手動開閉(bì)各類閥門 、風闆等。
氣動調節閥安裝原則
(1)氣動調(diào)節閥安裝位置，距地面要求有一定的高度 ，閥的上下要留有一定空間，以便進行閥的拆裝和修理。對於(yú)裝有氣動閥門定位器和手輪的調(diào)節閥，必須保證操作、觀察和調(diào)整方便。
(2)調節閥應安裝在水平管道上，並(bìng)上下與管道垂直， 一般要在閥下加以支撐 ，保證穩固可靠。對於(yú)特殊場合下，需要調節閥水平安裝在豎直的管道上時 ，也應将調節閥進行支撐(小口徑調節閥除外)。安裝時，要避免給調節閥帶來附加應力)。
(3)調(diào)節閥的工作環境溫度要在(-30～+ 60) 相對濕度不大於(yú)95% 95% ，相對濕度不大於(yú)95%。
(4)調節閥前後位置應有直管段，長(zhǎng)度不小於(yú)10倍的管道直徑(10D)，以避免閥的直管段太短而影響流量特性 。
(5)調(diào)節閥的口徑與工藝管道不相同時，應採(cǎi)用異徑管連接。在小口徑調(diào)節閥安裝時，可用螺紋連接 。閥體上流體方向箭頭應與流體方向一緻。
(6)要設置旁通管道 。目的是便於(yú)切換或手動操作， 可在不停車(chē)情況下對調節閥進行檢修。
(7)調(diào)節閥在安裝前要徹(chè)底清除管道内的異物，如污垢、焊渣等。
常見故障及處理
調節閥不動作
首先確(què)認氣源壓力是否正常 ，查找氣源故障。如果氣源壓力正常，則判斷定位器或電/氣轉換器的放大器有無輸出;若無輸出，則放大器恒節流孔堵塞，或壓縮空氣中的水分聚積於(yú)放大器球閥處 。用小細鋼絲疏通恒節流孔，清除污物或清潔氣源 。
如果以上皆正常，有信号而無動(dòng)作，則執行機構故障或閥(fá)杆彎曲，或閥(fá)芯卡死。遇此情況 ，必須卸開閥(fá)門進一步檢查 。
調節閥卡堵
如果閥杆往複行程動作遲鈍，則閥體内或有黏性大的物質，結焦堵塞或填料壓得過緊，或聚四氟乙烯填料老化，閥杆彎曲劃傷等 。調節閥卡堵故障大多出現在新投入運行的系統和大修投運初期，由於(yú)管道内焊渣、鐵鏽等在節流口和導向部位造成堵塞從而使介質流通不暢(chàng)，或調節閥檢修中填料過緊，造成摩擦力增大，導緻小信号不動作、大信号動作過頭的現象 。
遇到此類情況，可迅速開、關副線或調節閥 ，讓贓物從副線或調節閥處(chù)被介質沖(chōng)跑 。另外還可以用管鉗夾緊閥杆，在外加信号壓力的情況下，正反用力旋動閥杆 ，讓閥芯閃過卡處(chù)。若不能解決問題 ，可增加氣源壓力、增加驅動功率反複上下移動幾次，即可解決問題 。如果還是不能動作 ，則需要對控制閥做解體處(chù)理，當然，這一工作需要很強的專業技能 ，一定要在專業技術人員協助下完成，否則後果更爲嚴重。
閥洩露
調(diào)節閥洩漏一般有調(diào)節閥内漏、填料洩漏和閥芯 、閥座變(biàn)形引起的洩漏幾種情況，下面分别加以分析 。
1、閥内漏
閥杆長(zhǎng)短不适，氣開閥閥杆太長(zhǎng)，閥杆向上的(或向下)距離不夠 ，造成閥芯和閥座之間有空隙，不能充分接觸(chù)，導緻不嚴而内漏。同樣氣關閥閥杆太短 ，也可導緻閥芯和閥座之間有空隙，不能充分接觸(chù) ，導緻關不嚴而内漏 。解決方法：應縮短(或延長(zhǎng))調節閥閥杆使調節閥長(zhǎng)度合适 ，使其不再内漏。
2、填料洩漏
填料裝入填料函以後，經壓蓋對其施加軸向壓力 。由於填料的塑性變形，使其産生徑向力，並(bìng)與閥杆緊密接觸，但這種接觸並(bìng)非十分均勻，有些部位接觸的松，有些部位接觸的較緊，甚至有些部位根本沒有接觸上 。調節閥在使用過程中，閥杆同填料之間存在著(zhe)相對運動，這個運動叫軸向運動。在使用過程中，随著(zhe)高溫 、高壓和滲透性強的流體介質的影響 ，調節閥填料函也是發生洩漏現象較多的部位。造成填料洩漏的主要原因是界面洩漏 ，對於紡織填料還會出現滲漏(壓力介質沿著(zhe)填料纖維之間的微小縫隙向外洩漏)。閥杆與填料間的界面洩漏是由於填料接觸壓力的逐漸衰減 ，填料自身老化等原因引起的 ，這時壓力介質就會沿著(zhe)填料與閥杆之間的接觸間隙向外洩漏。
爲瞭(le)使填料裝入方便 ，在填料函頂端倒角，在填料函底部放置耐沖蝕的間隙較小的金屬保護環，注意該保護環與填料的接觸面不能爲斜面 ，以防止填料被介質壓力推出。填料函與填料接觸部分的表面要精加工，以提高表面光潔度 ，減小填料磨損。填料選用柔性石墨，因爲它的氣密性好、摩擦力小，長期使用變化小，磨損的燒損小，易於(yú)維修，且壓蓋螺栓重新擰緊後摩擦力不發生變化 ，耐壓性和耐熱性良好，不受内部介質的侵蝕，與閥杆和填料函内部接觸的金屬不發生點蝕或腐蝕。這樣，有效地保護瞭(le)閥杆填料函的密封 ，保證瞭(le)填料密封的可靠性 ，使用壽命也有很大地提高 。
3、閥(fá)芯、閥(fá)座變(biàn)形洩漏
閥芯、閥座洩漏的主要原因是由於(yú)調節閥生産過程中的鑄造或鍛造缺陷可導緻腐蝕的加強。而腐蝕介質的通過，流體介質的沖刷也會造成調節閥的洩漏。腐蝕主要以侵蝕或氣蝕的形式存在。當腐蝕性介質在通過調節閥時 ，便會産生對閥芯、閥座材料的侵蝕和沖擊 ，使閥芯 、閥座成橢圓形或其他形狀，随著(zhe)時間的推移，導緻閥芯、閥座不匹配，存在間隙，關不嚴而發生洩漏。
把好閥芯 、閥座的材質選型關 。選擇耐腐蝕的材料 ，對存在麻點、沙眼等缺陷的産(chǎn)品要堅決剔除。若閥芯 、閥座變(biàn)形不太嚴重，可用細砂紙研磨 ，消除痕迹，提高密封光潔度 ，以提高密封性能。若損壞嚴重，則應重新更換新閥。
振 蕩
調節閥的彈簧剛度不足，調節閥輸出信号不穩定而急劇變(biàn)動易引起調節閥振蕩 。還有所選閥的頻率與系統頻率相同或管道 、基座劇烈振動 ，使調節閥随之振動 。選型不當，調節閥工作在小開度存在著(zhe)劇烈的流阻、流速、壓力的變(biàn)化，當超過閥的剛度，穩定性變(biàn)差 ，嚴重時産生振蕩。
由於(yú)産生振蕩的原因是多方面的，要具體問題具體分析。對振動輕微的 ，可增加剛度來消除，如選用大剛度彈簧的調節閥 ，改用活塞執行結構等;管道、基座劇烈振動，可通過增加支撐消除振動幹擾;閥的頻率與系統的頻率相同時 ，更換不同結構的調節閥;工作在小開度造成的振蕩，則是選型不當造成的，具體說是由於(yú)閥的流通能力C值過大，必須重新選型，選擇流通能力C值較小的或採(cǎi)用分程控制或採(cǎi)用子母閥以克服調節閥工作在小開度所産生的振蕩。
調節閥噪音大
當流體流經調節閥，如前後壓差過大就會産(chǎn)生針對閥芯、閥座等零部件的氣蝕現象，使流體産(chǎn)生噪聲。流通能力值選大瞭(le)，必須重新選擇流通能力值合适的調節閥，以克服調節閥工作在小開度而引起的噪音，下面介紹幾種消除噪音的方法。
1、消除共振噪音法
隻有調節閥共振時，才有能量疊加而産(chǎn)生100多分貝(bèi)的強烈噪音。有的表現爲振動強烈，噪音不大，有的振動弱，而噪音卻非常大;有的振動和噪音都較大。這種噪音産(chǎn)生一種單音調的聲音，其頻率一般爲3000～7000赫茲。顯然，消除共振，噪音自然随之消失。
2、消除汽蝕噪音法
汽蝕是主要的流體動力噪音源。空化時，汽泡破裂産(chǎn)生高速沖擊，使其局部産(chǎn)生強烈湍流，産(chǎn)生汽蝕噪音。這種噪音具有較寬的頻率範圍，産(chǎn)生格格聲，與流體中含有砂石發出的聲音相似。消除和減小汽蝕是消除和減小噪音的有效辦(bàn)法。
3、使用厚壁管線法
採(cǎi)用厚壁管是聲路處理辦(bàn)法之一。使用薄壁可使噪音增加5分貝，採(cǎi)用厚壁管可使噪音降低0～20分貝。同一管徑壁越厚，同一壁厚管徑越大，降低噪音效果越好。如DN200管道，其壁厚分别爲6.25、6.75、8、10、12.5、15、18、20、21.5mm時，可降低噪音分别爲-3.5、-2(即增加)、0、3、6、8、11、13、14.5分貝。當然，壁越厚所付出的成本就越高。
4、採用吸音材料法
這也是一種較常見、有效的聲路處理辦法。可用吸音材料包住噪音源和閥後管線。必須指出，因噪音會經由流體流動而長距離傳播，故吸音材料包到哪裏，採(cǎi)用厚壁管至哪裏，消除噪音的有效性就終止到哪裏。這種辦法适用於(yú)噪音不很高、管線不很長的情況，因爲這是一種較費錢的辦法。
5、串聯消音器法本法
适用於(yú)作爲空氣動力噪音的消音，它能夠有效地消除流體内部的噪音和抑制傳送到固體邊界層的噪音級。對質量流量高或閥前後壓降比高的地方，本法有效而又經濟。使用吸收型串聯消音器可以大幅度降低噪音。但是，從經濟上考慮，一般限於(yú)衰減到約25分貝(bèi)。
6、隔音箱法
使用隔音箱、房子和建築物，把噪音源隔離在裏面，使外部環(huán)境的噪音減小到人們可以接受的範(fàn)圍内。
7、串聯節流法
在調節閥的壓力比高(△P/P1≥0.8)的場合，採(cǎi)用串聯節流法，就是把總的壓降分散在調節閥和閥後的固定節流元件上。如用擴散器、多孔限流闆，這是減少噪音辦法中有效的。爲瞭(le)得到佳的擴散器效率，必須根據每件的安裝情況來設計擴散器(實體的形狀、尺寸)，使閥門産生的噪音級和擴散器産生的噪音級相同。
8、選用低噪音閥
低噪音閥根據流體通過閥芯、閥座的曲折流路(多孔道、多槽道)的逐步減速，以避免在流路裏的任意一點産(chǎn)生超音速。有多種形式，多種結構的低噪音閥(有爲專門系統設計的)供使用時選用。當噪音不是很大時，選用低噪音套筒閥，可降低噪音10～20分貝(bèi)，這是經濟的低噪音閥。
閥門定位器故障
普通定位器採(cǎi)用機械式力平衡原理工作，即噴嘴擋(dǎng)闆技術，主要存在以下故障類型 ：
(1)因採(cǎi)用機械式力平衡原理工作，其可動部件較多，易受溫度、振動的影響，造成調(diào)節閥的波動;
(2)採(cǎi)用噴嘴擋闆技術，由於(yú)噴嘴孔很小，易被灰塵或不幹淨的氣源堵住，使定位器不能正常工作;
(3)採(cǎi)用力的平衡原理，彈簧的彈性系數在惡劣現場會發生改變(biàn)，造成調節閥非線性導緻控制質量下降。
(4)智能定位器由微處理器(CPU)、A/D、D/A轉換器等部件組成，其工作原理與普通定位器截然不同，給定值和實際值的比較純是電動信号，不再是力平衡。因此能夠克服常規定位器的力平衡的缺點。但在用於(yú)緊急停車場合時，如緊急切斷閥、緊急放空閥等，這些閥門要求靜止在某一位置，隻有緊急情況出現時，才需要可靠地動作，長時間停留在某一位置，容易使電氣轉換器失控造成小信号不動作的危險情況。此外。用於(yú)閥門的位置傳感電位器由於(yú)工作在現場，電阻值易發生變化造成小信号不動作、大信号全開的危險情況。因此，爲瞭(le)確保智能定位器的可靠性和可利用性，必須對它們進行頻繁地測試。
