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气动膜片式调节阀工作原理及常见故障处理—【中阀小课堂】NO.01073
一、调节阀简介
调节阀通常由电动执行机构或气动执行机构与阀体两部分共同组成。直行程主要有直通单座式和直通双座式两种，后者具有流通能力大、不平衡力较小和操作稳定的特点，所以通常特别适用于大流量、高压降和泄漏少的场合。角行程主要有：V型电动调节球阀、气动薄膜切断阀，偏心蝶阀等。
二、工作原理
当气室输入了0.02～0.10Mpa或0.08～0.24Mpa信号压力之后，薄膜产生推力，使推力盘向下移动，压缩弹簧，带动推杆、阀杆、阀芯向下移动，阀芯离开了阀座，从而使压缩空气流通。当信号压力维持一定时，阀门就维持在一定的开度上。
1．调节阀组成：
由执行机构和阀体二部份组成。其中，执行机构是调节阀的推动装置，它按信号压力的大小产生相应的推力，使推杆产生相应的位移，从而带动调节阀的阀芯动作。
2．气动执行机构特点：
气动薄膜执行机构的特点，结构简单，动作可靠，维修方便，价格低廉，是种应用最广的执行机构。气动薄膜执行机构是一种最常用的执行机构，它的传统机构如下图所示。
3． 动作原理：
正作用：从上膜盖的气源接口向膜盖与膜片组成的膜室内通入空气，该气压作用于膜片与托盘，压缩弹簧，克服弹簧力向下移动，同时也带动推杆向下移动。之后，如果膜室内气压降低，则弹簧的回复力使膜片、托盘及推杆向上移动。
反作用：从下膜盖的气源接口向膜盖与膜片组成的膜室内通入空气，该气压作用于膜片与托盘，压缩弹簧，克服弹簧力向上移动，同时也带动推杆向上移动。之后，如果膜室内气压降低，则弹簧的回复力使膜片、托盘及推杆向下移动。
阀有正装和反装两种类型，当阀芯向下移动时，阀芯与阀座之间流通面积减小，称为正装；反之，称为反装。气开式调节阀随阀信号压力的增大流通面积也增大；气关式则相反，随信号压力的增大而流通截面积减小。
三、调节阀的分类
按用途和作用、主要参数、压力、介质工作温度、特殊用途（即特殊、专用阀）、驱动能源、结构等方式进行了分类，其中最常用的分类法是按结构将调节阀分为九个大类，6种为直行程，3种为角行程。
这种分类方法既按原理、作用又按结构划分，是目前国内、国际最常用的分类方法。一般分为九个大类：
(1)单座调节阀；
(2)双座调节阀；
(3)套筒调节阀；
(4)角形调节阀；
(5)三通调节阀；
(6)隔膜阀；
(7)蝶阀；
(8)球阀；
(9)偏心旋转阀。前6种为直行程，后三种为角行程。
四、调节阀的流量特性
调节阀流量特性 调节阀的流量特性，是在阀两端压差保持恒定的条件下，介质流经调节阀的相对流量与它的开度之间关系。调节阀的流量特性有线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种。三种注量特性的意义如下：
1，等百分比特性（对数）
等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系，在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比，流量变化的百分比是相等的。所以它的优点是流量小时，流量变化小，流量大时，则流量变化大，也就是在不同开度上，具有相同的调节精度。
2，线性特性（线性）
线性特性的相对行程和相对流量成直线关系。单位行程的变化所引起的流量变化是不变的。流量大时，流量相对值变化小，流量小时，则流量相对值变化大。
3，抛物线特性
流量按行程的二方成比例变化，大体具有线性和等百分比特性的中间特性。
从上述三种特性的分析可以看出，就其调节性能上讲，以等百分比特性为最优，其调节稳定，调节性能好。而抛物线特性又比线性特性的调节性能好，可根据使用场合的要求不同，挑选其中任何一种流量特性。
五、常见故障及处理
| 故障现象 | 可能原因 | 处理方法 |
阀体磨蚀 | 1、 流体速度太高 2、 流体中有颗粒 3、 空化和闪蒸 | 1增大阀体内件尺寸，以降低流体速度 2、阀体改为流线型结构，以减小流体的撞击 3、阀体材料增加硬度 4、改变阀内件结构，以降低流速 5、避免空化作用，改用低压力恢复的阀门 6、用不锈钢材料焊接修理 |
阀内件磨蚀 | 1、 流体速度太高 2、 流体中有颗粒 3、 空化和闪蒸 | 1、 增大阀门或阀内件尺寸，以降低流体速度 2、 改用硬才阀内件 3、 改变阀内件结构，以降低流速 4、 避免空化作用，改用阀门和阀内件 5、 改用流线型结构，避免冲击 |
阀芯、阀座之间泄露 | 1、 阀芯、阀座表面情况不好（磨损。被腐蚀） 2、 执行机构作用力太小 3、 阀座螺纹被腐蚀、松动 | 1、 改善接合面 2、 调节执行机构和阀杆的连接架以调整 3、 拧紧或修理、更换阀芯、阀座 |
阀座环和阀体之间泄露 | 1、 拧紧力矩太小 2、 表面不好（不干净、光洁度差） 3、 垫片不适合 4、 阀体有小孔 | 1、 加大拧紧力矩 2、 重新加工，清洗干净 3、 修理或更换垫片 4、 铸件有时容易产生小孔，磨掉后焊接修理 |
填料泄露 | 1、 阀杆光洁度不好 2、 阀杆弯曲 3、 填料盖没有压紧 4、 填料类型或结构不好 5、 填料层堆得太 6、 填料腐蚀、有坑 7、 填料压盖变形、损坏 | 1、 阀杆磨光 2、 阀杆压直 3、 重新拧紧 4、 重选填料并更换填料 5、 安装间隔环，减少填料高度 6、 改用性能好的填料 7、 修理或更换压盖及有关的法兰、螺母 |
滑动磨损 | 1、 系统不稳定 2、 接触应力过大 3、 不对中 4、 表面光洁度不好 5、 材料选用不好 | 1、 改善稳定性 2、 增大轴承尺寸 3、 重新加工修理 4、 重磨表面 5、 选择更好的导向件及材料 |
上阀盖与阀体之间泄露 | 1、 拧紧力矩小 2、 表明不光洁 3、 双头螺栓漏 | 1、 拧紧力大一些 2、 垫片表面干净、光洁 3、 双头螺体附近的阀体不能有小孔 |
阀杆连接脱开或折断 | 1、 力矩太大 2、 销连接不好 3、 震动或不稳定 | 1、 改用阀芯阀杆整体件，或用焊接阀芯 2、 正确按装 3、 按要求换密封环 4、 根据高温，进行设计 5、 更换密封环 |
阀门没有动作 | 1、 气源压力不足 2、 执行机构或附件故障或泄露 3、 调节器无输出信号 4、 供气管断裂、变形 5、 气源接头损坏、漏气、卡住 6、 流动方向不正确，受力过大使阀芯脱落 7、 阀杆或轴卡死 8、 阀门定位器或电一气换转换器故障 9、 阀内件损坏、卡死 10阀芯在阀座中卡死 | 1、 检查并修理气源 2、 修理故障元件 3、 修理故障元件 4、 更换 5、 修理或更换 6、 按箭头方向安装 7、 修理或更换 8、 修理或更换 9、 摩擦过大卡住时，松开，润滑，重装 10、重新加工，修理或更换 |
六、检修安全注意事项
1、正确使用工作条件，气源干燥、无油、无尘、保持清洁。
2、介质温度符合调节阀使用条件。
3、正确选择流向、校对前后压差。
4、仪表人员必须经操作人员同意办理相关票证后，方可维修、校对调节阀。
5、使用中需拆检阀体时，前后切断阀必须有操作人员确认切死后，方可进行拆检。
调节阀是仪表过程控制的最重要部分之一，牵扯知识点非常多，不是一次两次就可以讲完，以后还会从其他角度进行介绍如PID整定、定位器、执行机构、工作中遇到的故障等。
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