氣動軸流式調(diào)節(jié)閥

氣動軸流式調(diào)節(jié)閥概述：

氣動軸流式調(diào)節(jié)閥具有工作性能穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)精度高等優(yōu)點，在實際運行中取得了良好的效果。氣動軸流式調(diào)節(jié)閥吸取了套筒調(diào)節(jié)閥的優(yōu)點，使套筒與閥芯在閥體內(nèi)腔順流道放置，流體在通過調(diào)節(jié)閥的過程中流向基本不發(fā)生改變，順管道軸向方向流動，這樣可以減小流道流阻，增大閥門的流通能力。

氣動軸流式調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)：

氣動軸流式調(diào)節(jié)閥是由閥外體、閥內(nèi)體、閥桿、活塞和籠筒組成。

氣動軸流式調(diào)節(jié)閥的閥體包括閥外體和閥內(nèi)體，是一個完整的鑄造體，閥的內(nèi)外體之間有一軸向?qū)ΨQ流道；籠筒是減壓閥的關(guān)鍵部件，壁面上有很多孔洞?；钊麠U與閥桿構(gòu)成一個90°的角式傳動機構(gòu)，活塞借助此傳動機構(gòu)在導(dǎo)軌內(nèi)沿閥門的中心線運動，活塞桿與閥桿上45°的齒條相互嚙合，閥桿上下傳動，帶動活塞桿及活塞在全行程上左右運動。活塞的端面上均勻分布有孔洞，以使活塞內(nèi)外壓力平衡，左右運動時不受軸向壓力的影響。

氣動軸流式調(diào)節(jié)閥工作原理：

氣動軸流式調(diào)節(jié)閥由活塞式氣動執(zhí)行器驅(qū)動，動力源為工業(yè)儀表風(fēng)（即經(jīng)過濾、除水、干燥后符合相關(guān)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的壓縮空氣），控制信號源是來自于SCADA系統(tǒng)的4~20mA的標(biāo)準(zhǔn)控制信號。定位器將控制信號轉(zhuǎn)換為氣壓信號，氣壓信號經(jīng)氣動放大器放大后進(jìn)入氣動執(zhí)行器的氣缸，活塞在氣壓的推動作用下可以上下移動，從而帶動閥內(nèi)的活塞前后移動，實現(xiàn)閥門的開關(guān)控制作用。

正常工作時，信號保護(hù)模塊檢測到正常的控制信號，接通直流電源，電磁閥帶電后接通氣路，液壓單元在氣壓的作用下將液壓缸內(nèi)的液壓油路接通，氣路閉鎖閥在氣壓的作用下將氣路接通，此時氣動執(zhí)行器的活塞可以上下移動。同時定位器將4~20mA控制信號轉(zhuǎn)換為兩路大小相反的氣壓信號，氣壓信號控制氣動放大器的進(jìn)氣或排氣。氣動放大器與執(zhí)行器的氣缸相連。此時若氣缸下路進(jìn)氣，則上路排氣，活塞向上移動，閥門打開，反之活塞下移，閥門關(guān)閉。在閥門到達(dá)與控制信號相對應(yīng)的閥位后，定位器的兩路氣壓輸出達(dá)到平衡，啟動放大器不再進(jìn)行進(jìn)氣或排氣，閥門停止移動。

氣動執(zhí)行器的氣動活塞和液壓單元的液壓活塞為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，液壓單元由氣壓控制，可以鎖定氣動執(zhí)行器活塞的移動。氣路閉鎖閥由氣壓控制，無氣壓時閉鎖，可以鎖定氣動執(zhí)行器活塞的移動。

閥位反饋模塊將閥門的行程HART信號，轉(zhuǎn)換為4~20mA信號，傳送給SCADA系統(tǒng)，實時顯示閥門的開度數(shù)值。

氣動軸流式調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)過程：

氣動軸流式調(diào)節(jié)閥是軸流式活塞型控制閥，活塞在籠筒內(nèi)被導(dǎo)引，節(jié)流發(fā)生在活塞邊緣與籠筒的孔口之間，氣流來自籠筒外，因此在籠筒層孔內(nèi)氣流速度很高，籠筒選用的材質(zhì)高度抗腐蝕與磨蝕。密封系統(tǒng)采用自緊式壓力設(shè)計，主密封圈位于籠筒的zui前端，活塞在全行程上被引導(dǎo)，當(dāng)被推動闖過主密封圈時，閥門前后的差壓強迫主密封圈貼近活塞壁而緊密關(guān)閉閥門，閥桿與活塞垂直正交，閥桿借助活塞桿上45°的齒條傳動活塞桿，活塞通過活塞桿的引導(dǎo)在籠筒內(nèi)左右運動，當(dāng)執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動閥桿向上運動時，活塞向后移動，閥門打開；反之，則關(guān)小閥門。

氣動軸流式調(diào)節(jié)閥采用了氣動閥門定位器的活塞執(zhí)行機構(gòu)，氣源裝置給執(zhí)行機構(gòu)提供了一定的壓縮空氣，電/氣轉(zhuǎn)換器把從控制室來的4~20mA直流信號轉(zhuǎn)換為0.02~0.1MPa的標(biāo)準(zhǔn)氣動信號，傳輸信號為電信號，現(xiàn)場操作信號為氣動信號。執(zhí)行機構(gòu)接收控制信號，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的直線位移輸出，通過推桿帶動閥桿上下移動，從而使閥門開度在全行程上變化。

氣動軸流式調(diào)節(jié)閥的特點：

①介質(zhì)的軸流性

由于采用軸向?qū)ΨQ流道，*避免了間接流和流向不必要的改變，zui大限度的提高了單位直徑上的流通能力，大大降低了噪音和紊流的形成，并可以防止上游未進(jìn)過處理的流體腐蝕閥門。軸流式設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計相比，zui大限度地提高了單位直徑上的流通能力。

②壓力平衡

活塞的端面上均勻分布有孔洞，使活塞內(nèi)外壓力平衡，左右運動時與閥門兩端的壓力無關(guān)，使用扭矩較小的執(zhí)行機構(gòu)就能達(dá)到快動的目的。因此與傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥相比，使用扭矩較小的執(zhí)行結(jié)構(gòu)就能達(dá)到快動的目的。而且，在總體設(shè)計上，活動部件比較少，在有特殊要求的情況下，允許沖程的時間非常短。

③結(jié)構(gòu)緊湊

對于同樣的應(yīng)用場合，同一尺寸的閥門，氣動軸流式調(diào)節(jié)閥比傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)更緊湊、執(zhí)行機構(gòu)更小，這對于重量和尺寸要求嚴(yán)格的項目是非常重要的。與角形控制閥相比，氣動軸流式調(diào)節(jié)閥可以使配管布置更簡化，不僅使結(jié)構(gòu)更緊湊，而且使噪音更低，并減少流體對管道的沖蝕。

氣動軸流式調(diào)節(jié)閥的常見問題及處理：

（1）冰堵

由于氣動軸流式調(diào)節(jié)閥內(nèi)部籠筒與活塞之間結(jié)構(gòu)緊密，如果氣質(zhì)水露點不達(dá)標(biāo)，通過控制閥節(jié)流，溫度驟然下降，會造成冰堵現(xiàn)象。如果發(fā)生冰堵，不可用現(xiàn)場手動操作，強加外力使閥門運動，可能會損壞氣動軸流式調(diào)節(jié)閥。簡單的處理方法是用熱水澆開或利用節(jié)流設(shè)施進(jìn)行小幅度節(jié)流壓降后再進(jìn)行調(diào)壓，比較長遠(yuǎn)的解決方法是對控制閥進(jìn)行電伴熱保溫。

（2）壓力波動范圍大

氣動軸流式調(diào)節(jié)閥是比較精確的壓力調(diào)節(jié)閥，一般可控制壓力在設(shè)定值±0.5MPa范圍內(nèi)。如果壓力弊端范圍較大，那么就要檢查閥門定位器中公差帶和死區(qū)的設(shè)定值是否滿足要求，如果公差帶和死區(qū)均無問題，那么要對PID參數(shù)重新進(jìn)行設(shè)定，直到滿足要求。

（3）閥門輕微內(nèi)漏

如果氣動軸流式調(diào)節(jié)閥有輕微內(nèi)漏現(xiàn)象，則可能是密封圈有輕微損壞，這時可以連續(xù)將閥門開關(guān)幾次，檢查是否仍然內(nèi)漏，必要時由廠家更換密封圈。如果閥門內(nèi)漏嚴(yán)重，則要考慮閥門活塞是否被卡住或閥門已損壞。

氣動軸流式調(diào)節(jié)閥及其控制系統(tǒng)是一條精細(xì)的調(diào)壓/調(diào)流系統(tǒng)，在原油配輸生產(chǎn)中應(yīng)用，充分發(fā)揮了其運行穩(wěn)定、性能可靠、精度高的特點，取得了很好的應(yīng)用效果。

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