角行程开关阀相关知识

1、角行程开关阀相关知识玉柴石化邓智健目 录 一、相关概念 二、常见相关阀门 三、执行机构 四、常见附件 五、日常维护与保养 六、常见故障及解决方法一、相关概念1.1 角行程与直行程阀的概念按阀芯动作的方式，可将阀分为直行程和角行程两大类。角行程阀：阀杆带动阀芯做垂直于阀杆的角度旋转动作，包括球阀、蝶阀、偏心旋转阀等。直行程阀：阀杆带动阀芯做沿直线的上升下降动作，包括截止阀、闸阀、气动单座调节阀、双座调节阀等。 1.2 调节阀和切断阀的概念1、调节阀：通过接受控制单元输出的控制信号，借助执行机构调节阀门，改变被控介质流量，最终实现改变压力、温度、液位等工艺参数，一般由执行机构、阀门和其它附件组成。

2、2、按调节阀控制形式可分为调节型、切断型和调节切断型。3、切断阀（开关阀）：属于一类特殊的调节阀。正常状态只有开、关两种状态，具有快速性，只具有切断能力，没有调节作用。 一般而言，切断阀没有阀门定位器，通过电磁阀的带电和断电来控制阀门开关。 一般调节阀没有电磁阀，通过阀门定位器来控制阀门开度。对于带联锁的气动调节阀，为了使执行机构向外界排气，电磁阀应该安装定位器后，执行机构前。1.3 角行程开关阀 综上定义，角行程开关阀的执行机构接收到控制信号后，将信号变成位移推力或转角力矩，以达到控制阀门的开关的目的。 角行程开关阀广泛用于石油、化工、电力、冶金等工业中，与检测仪表配合，可以起到防止事故发生

3、的作用，当仪表检测到有危险信号时，角行程开关阀可以立即动作，切断介质供应，防止恶性事故发生。二、常见相关阀门 2.1.1 球阀 球阀启闭件（球体）由阀杆带动，并绕球阀轴线作旋转运动的阀门。 硬密封V型球阀其V型球芯与堆焊硬质合金的金属阀座之间具有很强的剪切力，特别适用于含纤维、微小固体颗料等的介质。 本类阀门在管道中一般水平安装。 球阀及V型球阀适于高粘度、带有纤维性和含颗粒流体的控制。2.1.2 球阀类别 浮动球阀 球阀的球体是浮动的，球体只有上阀杆，在介质压力作用下，球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上，保证出口端密封。 浮动球球阀的结构简单，密封性好，但球体承受工作介质的压力全部

4、传给了出口密封圈，因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作压力，在受到较高压力冲击时，球体可能会发生偏移。这种结构，一般用于中低压、小口径场合。 固定球阀 固定球阀的阀体底部有固定轴，工作时，阀前流体压力在球体上产生的作用力全部传递给轴承，不会使球体向阀座移动，因而阀座不会承受过大的压力，所以 固定球阀的转矩小更省力、阀座变形小，密封性能稳定、使用寿命较浮动球阀长，适用于高压、大口径场合。2.2 蝶阀 2.2.1 蝶阀简述 蝶阀又叫翻板阀，可用于低压管道介质的开关控制的蝶阀是指关闭件（阀瓣或蝶板）为圆盘，围绕偏心轴或同心轴旋转来达到启闭的一种阀。 在大口径、大流量、低差压，宜选用蝶阀。

5、阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。 值得一提的是，阀杆转动90即可完成启闭作用。同时在阀瓣开启角度为2075时，流量与开启角度成线性关系，有节流的特性。2.2.2 蝶阀的分类 蝶阀的三偏心蝶阀的“三偏心”第一偏心a(h)：阀轴的回轴线与密封面的一个偏值第二偏心b(e)：阀轴的回轴线与阀体通道轴线的一个偏值第三偏心 (3)：阀座的回轴线与阀体通道轴线的一个角度值 采取三偏心是为了使蝶板上的密封面与阀体密封面在阀门90行程中开关时迅速脱离和接触，减小摩擦，减小扭矩，增加密封面寿命。 蝶板的回转中心（即阀杆的中心）位于阀体的中心线和蝶

6、板的密封面截面上，阀座采用合成橡胶或塑性材料。关闭时蝶板的外圆密封面挤压合成橡胶阀座，使阀座产生弹性变形而形成弹性力作为密封比压，保证蝶阀的密封。由于结构特征的限制，阀门启闭挤压严重，（尤其阀轴附近），力矩偏大，因此寿命较短。但对于启闭不频繁的阀门，中线蝶阀仍有市场。 中线蝶阀 单偏心蝶阀由于蝶板的回转中心（即阀门轴中心）与蝶板密封截面按a偏心设置，使得蝶阀在开启过程中，蝶板密封面逐渐脱离阀座密封面，蝶板转动至2025时，蝶板密封面完全脱离阀座密封面，完全开启时，两密封面之间形成间隙x。而关闭蝶阀时，蝶板的外圆密封表面逐渐接近并挤压阀座使阀座产生弹性变形，形成的弹性力作为密封比压，保证密封。因

7、此，单偏心蝶阀在启闭过程中，两密封面之间相对机械磨损及挤压大为降低，从而更好地保证了蝶阀的密封。 双偏心蝶阀 在单偏心蝶阀的基础上将蝶板的回转中心（既阀门轴中心）与阀体中心线形成尺寸b偏置。 该类蝶阀的蝶板从090开启时，蝶板的密封面会比单偏心密封蝶阀更快地脱离阀座密封面。当蝶板从0转至812时，蝶板密封面即可完全脱离阀座密封面，从而使蝶阀在启闭过程中，蝶板与阀座密封面之间相对机械磨损、挤压降低，蝶阀的密封性能及寿命大大提高了。 三偏心蝶阀如图，在双偏心蝶阀的基础上将阀座中心线再与阀体中心线形成一个角偏置。 该类蝶阀从090开启时，蝶板的密封面会在开启瞬间立即脱离阀座密封面，在其900关闭时,

8、只有在关闭的瞬间，其蝶板密封面才会接触并压紧阀座密封面。 使蝶阀关闭时，彻底消除了常规偏心蝶阀中因弹性阀座弹性材料老化、冷流、弹性失效等因素造成的密封副两密封面之间的密封比压降低和消失，从而使三偏心密封蝶阀的密封性能改善，使其使用寿命大大提高。2.3 阀门打压注意事项 上述几类阀门的压力试验应遵循以下要求： 1、用于测量试验介质压力的测量仪表精度不低于1.6级。 2、在壳体压力试验前，不允许对阀门表面涂漆和其他可以防止渗漏的涂层；允许无密封作用的化学防腐处理存在。 3、试验介质温度为540。对于试验介质，液体介质可使用含防锈剂的水、煤油或黏度不高于水的非腐蚀性液体。气体介质可用氮气、空气或其他

9、惰性气体。上密封试验和高压密封试验应用液体介质。 4、试验介质为液体时，应排净阀门内的空气，保证壳体内腔充满试验介质。 5、进行壳体压力试验，试验介质是液体时，试验压力至少是阀门在20时允许最大工作压力的1.5倍（记作1.5CWP）；如是气体，至少为1.1CWP。如阀门需要进行气体试压，必须先进行液体试压。 6、进行各项试验，应根据GB/T 13927-2008 的要求保持试验压力一定的时间。7、压力试验项目 硬密封：密封副的两侧均是金属材料或较硬的其它材料的被称为“硬密封”，这种密封的密封性能较差，但耐高温、抗磨损、机械性能好，使用寿命长。如：钢+钢;钢+铜;钢+石墨;钢+合金钢;(这里的钢

10、也可能是铸铁,铸钢,合金钢也可能是堆焊,喷涂的合金). 软密封：密封副的两侧一侧是金属材料，另一侧是有弹性的非金属材料的被称为“软密封”。这种密封的密封性能较好，但不耐高温，易磨损，机械性较差。 如:钢+橡胶;钢+四氟wiki聚乙烯/wiki;等.软密封的密封性能好，可以作到零泄漏，但寿命和对温度的适应性比较差 2.4 补充：硬密封和软密封三、执行机构 3.1 执行机构简述 执行机构在气压（及弹簧）的作用下发生运动，产生扭矩使阀杆带动阀芯进行90的旋转运动，进而实现控制阀门开闭的目的。 角行程开关阀所配的的执行机构分为气动活塞式和气动薄膜式，其中，气动活塞式呈现为气缸的形式，又分为双作用和弹簧

11、返回式单作用两种，气缸主要由活塞、缸筒、前后端盖、活塞杆、拉杆、密封圈（及弹簧）等组成。以下主要介绍气动活塞式的相关内容。3.2 双作用气动活塞式 气压从气口(2)进入气缸两活塞之间中腔两活塞分离向气缸两端方向移动两端气腔的空气通过气口(4)排出两活塞齿条同步带动输出轴(齿轮)逆时针方向旋转。 经过电磁阀的换向，可使气口(2)由进气变成排气，气口(4)由排气变成进气 气压从气口(4)进入气缸两端气腔两活塞向气缸中间方向移动中间气腔的空气通过气口(2)排出两活塞齿条同步带动输出轴(齿轮)顺时针方向旋转。以我厂使用较多的AW系列长行程执行机构为例，其内部结构如下：3.3 弹簧返回单作用气动活塞式

12、气压从气口(2)进入气缸两活塞之间中腔两活塞分离向气缸两端方向移动两端的弹簧被压缩两端气腔的空气通过气口(4)排出两活塞齿条同步带动输出轴(齿轮)逆时针方向旋转。 经过电磁阀换向后，气口(2)不再进气： 气缸的两活塞在弹簧的弹力下向中间方向移动中间气腔的空气从气口(2)排出两活塞齿条同步带动输出轴(齿轮)顺时针方向旋转。以AW系列为例，其内部结构如下：AW系列执行机构技术参数如下：3.4 执行机构的安装要求 角行程执行机构安装时必须要保证执行机构、阀芯、限位开关的开关状态信号一致，三者在同一平面上动作。 执行机构中心与阀杆要求绝对同轴，否则会对密封圈等部件造成磨损。 执行机构安装的位置应确保周

13、围有足够空间进行以后的操作、维修、调整工作，不受水汽侵蚀。 检查气缸与输出轴、气缸与气缸盖之间是甭漏气，如有附件时检查附件与执行机构的连接是否紧固密封。 执行机构的角度可由气缸上的两个限位螺钉进行调整。调整方法：用扳手松开限位螺母后，再用扳手转动限位螺钉调整至所需角度；调整完毕，用扳手锁紧限位螺母，然后再用同样方法调整另一端限位螺钉。 安装完毕后，应使执行器手轮顺时针旋转，调节机构关小，反之开大，否则应在手轮旁标明开关方向。四、常见附件 4.1 气源处理三联件（F.R.L） 气源处理三联件设计轻小，安装方便,它包括空气过滤器（F）、减压器（R）、油雾器（L）。 仪表风先经过空气过滤减压阀，它包

14、括空气过滤器和减压器，可过滤掉压缩空气中的水汽和杂质，将较高的进口压力调节并降低到要求的出口压力，并能保证出口压力稳定，即起到减压和稳压作用。 从过滤减压阀出来的仪表风进入油雾器，它可将润滑油雾化并注入压缩空气流中，随压缩空气流入需要润滑的机体运动部件（齿轮、齿条等），达到通过润滑延长机体使用寿命的目的。4.2 电磁阀 4.2.1 简述 电磁阀是通过电磁铁的通断电来控制流体的自动化基础元件，用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。这里主要介绍的是电磁控制换向阀。 在角行程开关阀中，电磁阀主要起到改变仪表风流通（气路）方向的作用。 我厂较常见的电磁阀主要有二位二通电磁阀、二位三

15、通电磁阀和二位五通电磁阀。 二位三通电磁阀配单作用式执行机构。 二位五通电磁阀配双作用式执行机构。 根据仪表控制系统选择单电控或双电控。 电磁阀的排气口可以安装消音器，防止向外界排气产生过大的噪声。4.2.2 二位三通电磁阀 二位三通电磁阀（3/2电磁阀）的二位指开和关两位，三通指一个进气口（P），一个出气口（A），一个排气口（T），其原理如下：利用电磁线圈通电时，静铁芯对于动铁芯产生电磁吸力使阀切换以改变气流方向，实现了电、气联合控制进行远程操作。我厂较多的ASCO的二位三通电磁阀单电控二位三通电磁阀 线圈线圈 通电通电 断电断电 弹簧弹簧阅读图形符号：接近线圈的方块为通电时气路方向（PA）

16、，接近弹簧的方块为断电时气路的方向（AT）。常开型：线圈断电状态（PA）是开启的。常闭型：线圈断电状态（PA）是关闭的。 气缸的一个进气孔如果连接了气源管，那么二位三通电磁阀连接上这个进气孔，就可以通过换向使得仪表风既可以通过气孔进入气缸内部，也可以从气缸中通过3/2电磁阀向外排出（即是电磁阀没有连接气源管的出气口）。 在实际运用中，有的执行机构不仅需要一个电磁阀，需要两个甚至更多的电磁阀一起配合使用满足控制条件。 我厂也有使用气控阀（二位三通气控阀），其与3/2电磁阀的区别是电磁阀连接有为电磁铁供电的电缆，而气控阀连接气源管提供气压推动动铁芯改变阀门的通路。类似的气控阀 5/2电磁阀的二位指

17、的是两个工作位置，五口是指一个进气口，两个出气口，两个排气口。4.2.2 二位五通电磁阀双电控二位五通电磁阀单电控二位五通电磁阀 二位五通电磁阀可以选择单电控或双电控的，单电控靠弹簧复位，双电控无自动复位功能。 双电控比单电控多一个线圈，而且单电控的阀有一个线圈，通电时换成另一个状态，不通电时自动还原到原始状态；双电控的阀有两个线圈，一边通电一个状态，断电保持断电前的状态，另一边通电换位成另一个状态，断电保持断电前的状态。图形符号分析这是一个双电控5/2电磁阀。12线圈通电时，12（工作）,45（排气）。12线圈断电，仍旧原来的通路状态；14线圈通电，通路状态改变，14（工作），23（排气）。

18、14线圈断电，维持14线圈通电时的通路状态。对于单电控带弹簧的二位五通电磁阀：线圈通电， PB（工作），AR（排气） 。线圈断电，弹簧复位，通路变成PA（工作），BS（排气） 。5/2电磁阀与双作用气动执行机构的配合使用4.3 阀门限位开关阀门限位开关（盒）又称为回讯器，将阀门的开启或关闭位置以开关量（触点）的信号输出，传递到控制室显示，此外还起到现场显示和保护作用，是一种反馈元件。机械式限位开关接近式限位开关限位开关基本原理如图： 安装和使用步骤如下： 1、让阀门走到关的位置，调节红色凸轮，使“关”开关有信号输出； 2、让阀门走到开的位置，调节黄色凸轮，使“开”开关有信号输出； 3、让阀门来回走几次，确定限位开关信号通断可靠。 手轮：在失去气源或气源故障时，将手轮的手柄从自动挡打到自动挡，即可用手轮操作阀门的启闭。如需摇轮操作阀门开关，在此之前还阀门需要泄压，不可憋气。 保位阀：当气源系统发生故障时，保位阀能自动切断调节仪表与调节阀的通道，使调节阀的开度保证停在故障前的位置，使工艺过程正常运行。气源故障消除后，又能自动恢复正常工作。因此保卫阀可作为自动控制回路中的安全保护装置。 此外，可能的附件还有阀门定位器，但较少用于角行程开关阀。4.4 其他附件 为保证阀门的正常运转，应定期进行维护保养，要点如下： 1、气源应保持干燥、清洁。 2、定期对空气过滤器进行放水、排污