ZJHM带定位器气动薄膜套筒调节阀技术规范

ZJHM带定位器气动薄膜套筒调节阀技术规范

阀门定位器按结构分：气动阀门定位器、电气阀门定位器及智能阀门定位器，是调节阀的主要附件，通常与气动调节阀配套使用，它接受调节器的输出信号，然后以它的输出信号去控制气动调节阀，当调节阀动作后，阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器，阀位状况通过电信号传给上位系统。

（一）ZJHM带定位器气动薄膜套筒调节阀技术规范结构

阀门定位器按其结构形式和工作原理可以分成气动阀门定位器、电－气阀门定位器和智能式阀门定位器。阀门定位器能够增大调节阀的输出功率，减少调节信号的传递滞后的情况发生，加快阀杆的移动速度，能够提高阀门的线性度，克服阀杆的摩擦力并消除不平衡力的影响，从而保证调节阀的正确定位。气动薄膜调节阀是工业生产过程中自动化控制系统的执行单元，它按照调节仪表的信号，改变阀门的开启度，从而达到对压力、温度、流量和液位等参数的调节。气动薄膜调节阀具有体积小、结构简单、使用方便、防火、防爆和维修方便等优点，因此广泛用于化工、石油、冶金、电力、轻工等工业生产过程的自动调节和远程控制系统中。

二、ZJHM带定位器气动薄膜套筒调节阀技术规范构造及工作原理

1、  结构：气动薄膜调节阀由气动薄膜执行机构及调节阀两部分组成。新系列气动执行机构采用多弹簧结构。因此执行机构的高度大幅度降，重量也相应减轻，调节阀阀体部分是按流体动力学原理设计的低流阻阀体，额定流量系数增大了30%左右。气动薄膜调节阀具有气开、气关二种作用方式。气开、气关的选择主要从生产的安全出发，考虑到当输入信号中断时，阀门处在一个对系统安全的开关状态。

2、  工作原理：气动薄膜调节阀的动作由调节器来的信号压力，输入气动薄膜执行机构的气室中产生推力，通过连接杆推动阀芯，产生相应位移一一即所谓行程，阀芯位置的变化使阀的流通截面积变化，从而达到调节介质流量之目的。

（二）ZJHM带定位器气动薄膜套筒调节阀技术规范定位器分类

1、阀门定位器按输入信号分为气动阀门定位器、电气阀门定位器和智能阀门定位器。

（1）气动阀门定位器的输入信号是标准气信号，例如，20~100kPa气信号，其输出信号也是标准的气信号。

（2）电气阀门定位器的输入信号是标准电流或电压信号，例如，4~20mA电流信号或1~5V电压信号等，在电气阀门定位器内部将电信号转换为电磁力，然后输出气信号到拨动控制阀。

（3）智能电气阀门定位器它将控制室输出的电流信号转换成驱动调节阀的气信号，根据调节阀工作时阀杆摩擦力，抵消介质压力波动而产生的不平衡力，使阀门开度对应于控制室输出的电流信号。并且可以进行智能组态设置相应的参数，达到改善控制阀性能的目的。

2、按动作的方向可分为单向阀门定位器和双向阀门定位器。单向阀门定位器用于活塞式执行机构时，阀门定位器只有一个方向起作用，双向阀门定位器作用在活塞式执行机构气缸的两侧，在两个方向起作用。

3、按阀门定位器输出和输入信号的增益符号分为正作用阀门定位器和反作用阀门定位器。正作用阀门定位器的输入信号增加时，输出信号也增加，因此，增益为正。反作用阀门定位器的输入信号增加时，输出信号减小，因此，增益为负。

4、按阀门定位器输入信号是模拟信号或数字信号，可分为普通阀门定位器和现场总线电气阀门定位器。普通阀门定位器的输入信号是模拟气压或电流、电压信号，现场总线电气阀门定位器的输入信号是现场总线的数字信号。

5、按阀门定位器是否带CPU可分为普通电气阀门定位器和智能电气阀门定位器。普通电气阀门定位器没有CPU，因此，不具有智能，不能处理有关的智能运算。智能电气阀门定位器带CPU，可处理有关智能运算，例如，可进行前向通道的非线性补偿等，现场总线电气阀门定位器还可带PID等功能模块，实现相应的运算。

6、按反馈信号的检测方法也可进行分类。

例如，用机械连杆方式检测阀位信号的阀门定位器：用霍尔效应检测位移的方法检测阀杆位移的阀门定位器：用电磁感应方法检测阀杆位移的阀门定位器等。

（三）ZJHM带定位器气动薄膜套筒调节阀技术规范工作原理 

阀门定位器是控制阀的主要附件.它将阀杆位移信号作为输入的反馈测量信号,以控制器输出信号作为设定信号，进行比较，当两者有偏差时，改变其到执行机构的输出信号，使执行机构动作，建立了阀杆位移量与控制器输出信号之间的一一对应关系。因此，阀门定位器组成以阀杆位移为测量信号，以控制器输出为设定信号的反馈控制系统。该控制系统的操纵变量是阀门定位器去执行机构的输出信号。

（四）ZJHM带定位器气动薄膜套筒调节阀技术规范定位器作用原理 

（1）用于对调节质量要求高的重要调节系统，以提高调节阀的定位精确及可靠性。

（2）用于阀门两端压差大（ △p>1MPa）的场合。通过提高气源压力增大执行机构的输出力，以克服液体对阀芯产生的不平衡力，减小行程误差。

（3）当被调介质为高温、高压、低温、有毒、易燃、易爆时，为了防止对外泄漏，往往将填料压得很紧，因此阀杆与填料间的摩擦力较大，此时用定位器可克服时滞。

（4）被调介质为粘性流体或含有固体悬浮物时，用定位器可以克服介质对阀杆移动的阻力。

（5）用于大口径（Dg>100mm）的调节阀，以增大执行机构的输出推力。

（6）当调节器与执行器距离在60m以上时，用定位器可克服控制信号的传递滞后，改善阀门的动作反应速度。

（7）用来改善调节阀的流量特性。

（8）一个调节器控制两个执行器实行分程控制时，可用两个定位器，分别接受低输入信号和高输入信号，则一个执行器低程动作，另一个高程动作，即构成了分程调节。

（五）ZJHM带定位器气动薄膜套筒调节阀技术规范适配品种

常用执行机构分气动执行机构，电动执行机构，有直行程、角行程之分。用以自动、手动开闭各类阀门、风板等。

（一）工作原理

气动阀门定位器是气动调节阀的重要附件和配件之一，起阀门定位作用。

气动阀门定位器是按力矩平衡原理工作的，当通入波纹管2的信号压力P1增加时，使主杠杆3绕支点转动，使喷嘴挡板9靠近喷嘴，喷嘴背压经单向放大器8放大后，通入到执行机构薄膜室的压力增加，使阀杆向下移动。并带动反馈杆绕支点转动，反馈凸轮也随之作逆时针方向转动，通过滚轮使副杠杆4绕支点转动，并将反馈弹簧拉伸，弹簧对主杠杆3的拉力与信号压力用在波纹管上的力达到力矩平衡时，仪表达到平衡状态。执行机构的阀位维持在一定的开度上，一定的信号压力就对应于一定的阀位开度。以上作用方式为正作用，若要改变作用方式，只要将凸轮翻转，A向变成B向等，即可。所谓正作用定位器，就是信号压力增加，输出压力亦增加；所谓反作用定位器，就是信号压力增加，输出压力则减少。一台正作用执行机构只要装上反作用定位器，就能实现反作用执行机构的动作；相反，一台反作用执行机构只要装上反作用定位器，就能实现正作用执行机构的动作。

（二）结构原理

气动阀门定位器接收来自控制器或控制系统中4～20mA等弱电信号，并向气动执行机构输送空气信号来控制阀门位置的装置。

其与气动调节阀配套使用，构成闭环控制回路。把控制系统给出的直流电流信号转换成驱动调节阀的气信号，控制调节阀的动作。同时根据调节阀的开度进行反馈，使阀门位置能够按系统输出的控制信号进行正确定位。

（三）主要功能

气动阀门定位器与气动执行机构共同构成自控单元和各种调节阀连接经过调试安装后，组合成气动调节阀。用于各种工业自动化过程控制领域当中。

3ZJHM带定位器气动薄膜套筒调节阀技术规范电气阀门定位器

由于现在DCS在现场使用越来越多，很多控制器都是使用了中控系统的控制器，所以中控到现场的都是4-20mA的电信号，到现场又需要阀动作的比较快。虽然阀门定位器由*初的气/气阀门定位器、电/气阀门定位器发展到现在的数字阀门定位器、区域总线阀门定位器，但它们的基本原理和主要功能都没有大的改变。

（一）定位器中基本自控元件介绍

电/气转换器原理 随着仪表技术的发展，气动仪表领域已逐步被电动仪表和计算机控制所占领，现在只有在一些特殊的场合还在使用气动仪表，作为仪表中的阀门附件“定位器”也由原来的气动阀门（P/P）定位器逐步由电/气（E/P）阀门定位器所代替。 那么在电/气阀门定位器中输入的电信号是如何转换成气信号的呢？我们以SAMSON 6111 型电/气转换器为例介绍一下它的工作原理(见图1)：

气动功率放大器（8）在设计时；选用合适的弹簧力（8.2），使当输入信号为0 mA 时保持输出PA 在100mbar ，这样输出的压力通过恒节流孔（8.4）使喷嘴（7）内有一定的背压。

当输入的信号增加时；通电的线圈（2）切割磁铁（3）的磁力线，产生向上的力→挡板（6）靠近喷嘴（7）使背压（PK）增加→膜片（8.3）↓→打开阀芯（8.5）→输出PA↑。 当输入信号减少时；挡板（6）离开喷嘴（7）→背压（PK）减少→输出压力（PA）作用下膜片（8.3）↑→阀芯（8.5）关死→输出压力通过阀芯（8.5）释放。 当PA 同PK 平衡时输出压力保持不变；这时电信号在线圈（2）中产生的力也同背压（PK）取得平衡。 这样输入的电信号就转换成气信号了。

（二）定位器的组成

以SAMSON 的4763 电/气阀门定位器（图1A）为例，定位器主要组成部分见图2。

1.反馈杆（1） 2.反馈弹簧（6） 3.反馈风箱（7） 4. 气动功率放大器（7下部） 5. 电/气转换器（21）

（三）定位器工作原理

1. 模拟定位器 我们还是以SAMSON的4763定位器为例（参考图3）。我们设：调节阀为FC（气开）；定位器为正作用

A） 阀位根据输入信号成比例动作

输入信号↑→Pe 点气压↑→反馈风箱中连杆（9）向左动作→压紧弹簧（6），挡板（10.2）靠近喷嘴（10.1）→输出风压↑→阀杆（对于气开阀）↑→压紧弹簧（6）→反馈风箱中连杆（9）向右动作→挡板（10.2）离开喷嘴（10.1）→输出气压（Pst）↓。当反馈弹簧的力与反馈风箱的力平衡时，阀位保持与输入信号对应的位置。

B） 定位

当输入信号不变时：

由于工艺条件变化导致阀杆↑→压紧执行器弹簧→压紧弹簧（6）→反馈风箱中连杆（9）向右动作→挡板（10.2）离开喷嘴（10.1）→输出气压↓→由执行器向下的弹簧力使阀位回到原来的地方。

由于工艺条件变化导致阀杆↓→放松执行器弹簧→放松弹簧（6）→反馈风箱中连杆（9）向左动作→挡板（10.2）靠近喷嘴（10.1）→输出气压↑→使执行器向上运动使阀位回到原来的地方。
 

三、ZJHM带定位器气动薄膜套筒调节阀技术规范外形尺寸（表1）参照图1、图2

 

DN		20	25	32	40	50	65	80	100	125	150	200
H1		315	410	420	420	420	550	570	570	690	705	785
H2		55	60	70	75	80	90	105	120	140	150	200
H3		100	110	130	140	150	165	180	195	230	250	350
ФA		310					395			500
L	PN16 PN40	150	160	180	200	230	290	310	350	400	480	600
	PN64	230		260		300	340	380	430	500	550	650
D	PN16	105	115	140	150	165	185	200	220	250	285	340
	PN40	105	115	140	150	165	185	200	235	270	300	375
	PN64	130	140	155	170	180	205	215	250	295	345	415
D1	PN16	75	85	100	110	125	145	160	180	210	240	295
	PN40	75	85	100	110	125	145	160	190	220	250	320
	PN64	90	100	118	125	135	160	170	200	240	280	345
b	PN16	16		18		20			22		24
	PN40	16		18		20	22	24		26	28	34
	PN64	20	22	24		26	28	30	32	36	38	44
n-d	PN16	4-14		4-18				8-18			8-22	12-22
	PN40	4-14		4-18			8-18		8-22	8-26		12-30
	PN64	4-18		4-23			8-23		8-25	8-30	8-34	12-34
F1×D2	PN16 PN40 PN64	2×56	3×65	3×76	3×84	3×99	3×118	3×132	3×156	3×184	3×211	3×266
F2×D3	PN16 PN40	3×51	3×58	3×66	3×76	3×84	3×99	3×118	3×132	3×156	3．5×204	3．5×260
	PN64	4×51	4×58	4×66	4×76	4×88	4×110	4×121	4．5×150	4．5×176	4．5×204	4．5×260

 

注：1、本产品法兰连接尺寸PN16、PN25按JB79.1-94标准，PN64按JB79.2-94标准，结构长度按GB2221-89标准。

 

3、 本产品法兰密封形式有凸面和凹面两种，可按用户指定，用户未指定时，PN16按凸面，PN40、PN64按凹面。

 

四、ZJHM带定位器气动薄膜套筒调节阀技术规范产品技术参数（表2）

公称通径DN（mm）		G3/4			20				25	32	40	50	65	80	100	125	150	200
阀座直径DN（mm）		5	7	8	10	12	15	20	25	32	40	50	65	80	100	125	150	200
额定流量系数KV	线性	0．2	0．5	0．8	1．8	2．8	4．4	6．9	11	17	27	44	69	110	176	275	440	690
	等百分比				1．6	2．5	4	6．3	10	16	25	40	63	100	160	250	400	630
允许压差（MPa）	单座阀	6．4			3．7	2．6	1．6	1．3	0．8	0．75	0．5	0．3	0．25	0．2	0．12	0．12	0．08	0．05
	套筒阀	6．4						4					3			2
膜片有效面积C㎡		200						400					600			1000
额定行程（mm）		10						16		25			40			60
工作温度℃		常温型-20～200            散热型-40～450

 

型三通调节阀技术参数（表3）

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公称通径DN（mm）	20	25	32	40	50	65	80	100	125	150
额定流量系数Kv	7	8．5	13	21	34	53	85	135	210	340
允许压差（MPa）	2	1.2	0.75	0.5	0.3	0.27	0.18	0.12	0.12	0.085
额定行程（mm）	16		25			40			60
膜片有效面积（C㎡）	400					600			1000
固有流量特性	线性
工作温度范围℃	常温型-20～200            散热型-40～450

 

ZXM系列气动薄膜套筒调节阀门       主要性能指标（表4）

ZXMQ系列气动薄膜套筒调节切断阀

序号	项目			不带定位器	带定位器
1	基本误差（%）			±5.0	±1.0
2	回      差（%）			3	1.0
3	死      区（%）			3	0.4
4	始点偏差（%）		气     开	±2.5	±1.0
			气     关	±5.0
5	终点偏差（%）		气     开	±5.0
			气     关	±2.5
6	额定行程偏差（%）			±2.5
7	允许泄漏量L/h	ZXM  系列		5×10-3×阀额定容量
		ZXMQ 系列		无泄漏
8	额定流量系数偏差（%）			±10
9	固有流量特性偏差			符合IEC534-1-1976和GB/T4213-2008中规定的斜率偏差要求

   

















系列气动薄膜单座调节阀

ZXQ     系列气动薄膜三通调节阀   主要性能指标(表5)

ZXPQ系列气动薄膜单座调节切断阀

序号	项目			不带定位器	带定位器
1	基本误差（%）			±5.0	±1.0
2	回      差（%）			3	1.0
3	死      区（%）			3	0.4
4	始点偏差（%）		气     开	±2.5	±1.0
			气     关	±5.0
5	终点偏差（%）		气     开	±5.0
			气     关	±2.5
6	额定行程偏差（%）			±2.5
7	允许泄漏量L/h	ZXP、ZXQ 系列		10-4×阀额定容量
		ZXPQ     系列		无泄漏
8	额定流量系数偏差（%）			±10
9	固有流量特性偏差			符合IEC534-1-1976和GB/T4213-2008中规定的斜率偏差要求

五、ZJHM带定位器气动薄膜套筒调节阀技术规范安装和维护

1、 气动薄膜调节阀（以下简称为阀）安装位置，距离地面要有适当的高度，阀的上面和下面都有一定的空间，以便于阀的拆装、运输和修理。对于装有气动阀门定位器和手轮机构的阀，更应保证观察、调整和操作的安全方便。

2、 避免由于安装不慎，给阀带来附加应力，如管道与阀不同心或是法兰面不平行，阀的自重，周围振动，介质温度和环境温度的变化的综合作用会使法兰破裂或变形。为避免此类事故，阀*好安装在一段弯管上如（图6），大口径的要加以支承。

3、 阀的工作环境温度要在-30～+60℃，相对温度不大于95%。因波纹薄膜和密封件等像胶制品零件低温时硬化变脆，高温时加速老化。阀位置靠近加热炉及高温管道时对此点要加以注意。

4、 阀*好垂直正立安装，也可以倾斜及倒立安装。倾斜安装时，由于阀芯自重偏向一方，使阀芯与衬套；阀芯与阀座加快局部磨损。倒立安装的缺点是从填料处泄漏的介质沾污或腐蚀气动薄膜执行机构。

5、 傍通管道。设置傍通管路（图6）的目的是便于切换或手动操作后不停车检修阀。

因调节低压、常温、非腐蚀性介质（如水、空气等）阀不会发生腐蚀、磨损、卡死事故时，或因阀公称通径较大（DN100毫米以上），安装傍通管路价格高，占地面积大时，可以省略傍通管路，但在阀上要装有手轮机构，以便在自控系统发生故障时可以手动操作。

6、 空气管路。空气管路为外径×内径=Ф6×Ф4及Ф8×Ф6的铜管或塑料管，注意连接处保证气密。

7、 阀安装到管路上时，阀体上的箭头方向与管路中流体方向相同。如果阀的公称通径与管路的公称通径不同，二者之间加一渐缩管。

8、 阀安装前要彻底清洗管路中的污物和焊渣。安装后用常温水进行试运。试运时切断阀以傍通管路进行。如无傍通管路，则保持阀在全开位置。试运中清洗管路及试验连接处的密封性。试运后，再将阀体投入运行。

9、 调节阀应保证贮存在周围气温在-5～+40℃和相对温度不大于90%的室内，空气中不应含有能腐蚀阀的有害杂质，并应注意防尘。

（四）ZJHM带定位器气动薄膜套筒调节阀技术规范调试

调至零点时给调节阀输入电流信号（一般为4mA），如若阀位指针指示不在零位上，打开阀门定位器，缓慢调节调零旋钮，使阀位指针指示零位。调节量程时，调节定值器使其输出值达到阀门所需的气源压力值。零位调准以后，分别给调节阀输入8mA、12mA、16mA和20mA信号，阀位指针应分别指向25%、50%、75%和100%。如果指示不准确，可微调节调零旋钮，便能指示准确。如果效果仍不太好，那就是行程量不足，松动量程调节锁紧螺钉，并转动量程调节螺钉，调节结束后拧紧锁紧螺钉。通过反复调整零点和量程，使执行机构的行程在公差范围内。

（五）ZJHM带定位器气动薄膜套筒调节阀技术规范故障总结

1. 阀门定位器有输入信号但是没有输出信号。

（1）电磁铁组件发生故障，建议换电磁铁组件。

（2）供气压力不对，建议检查气源压力。

（3）气动放大器挡板零点调节过高，挡板远离喷嘴。

（4）气路堵塞。

（5）气路连接有误（包括放大器）。

（6）电/气定位器输入信号线正负极接反。

2.阀门定位器没有输入信号但是输出信号一直*大。

（1）气动放大器挡板零点调节过低，挡板过于压紧喷嘴。

（2）喷嘴堵塞。

（3）输出压力缓慢或不正常。

会导致调节阀的膜头受损、漏气，造成有输入信号但调节阀动作缓慢的故障，使调节阀达不到及时调节的效果，处理办法检查膜室，更换膜片。

3.定位器线性不好 

（1）反馈凸轮或弹簧选择不当或者方向不对。 （2）反馈连杆机构安装不好或者在某些位置有卡住的现象。 （3）喷嘴或挡板有异物。 （4）背压有轻微泄漏现象。 

（六）ZJHM带定位器气动薄膜套筒调节阀技术规范结语

为阀门定位器提供的压缩空气必须是经过过滤器清洁的空气。工作中拆卸的部件，在调节结束后一定要正确的固定。注意不要使磁性装置受到震动或对其施加过大的力，这样会使零件受损，工作性能降低。应尽量减少拆卸喷嘴挡板装置的次数。