調節(jié)閥根據作用方式的選擇

（1） 調節(jié)閥作用方式的選擇

氣動調節(jié)閥按作用方式不同，分為氣開閥與氣閉閥兩種。氣開閥隨著信號壓力的增加而打開，無信號時，閥處于關閉狀態(tài)。氣閉閥即隨著信號壓力的增力口，閥逐漸關閉，無信號時，閥處于全開狀態(tài)。

氣開、氣閉閥的選擇主要從生產安全角度考慮。 當系統(tǒng)因故障等原因使信號壓力中斷時（即閥處于無信號壓力的情況下時），考慮閥應處于全開還是關閉狀態(tài)才能避免損壞設備和保護工作人員。若閥處全開位置危害性小，則應選氣閉閥；反之，應選氣開閥。

（2） 氣動薄膜執(zhí)行機構作用方式的決定

選定了調節(jié)閥作用方式之后，即可決定氣動薄膜執(zhí)行機構的作用方式，即決定正作用或反作用執(zhí)行機構的問題。

傳統(tǒng)的執(zhí)行機構與閥體部件的配用情況見表15- 16。依據所選的氣幵閥或氣閉閥，從該表中即可決定執(zhí)行機構的作用方式及型號。

值得強調的是，對氣開閥采用倒裝閥芯去配正作用執(zhí)行機構，現(xiàn)在看來是極不可取的。不去考慮閥的本身（閥芯仍然正裝），而從改配反作用執(zhí)行機構解決，這樣既簡單、又方便（理由是改動閥比改反作執(zhí)行機構復雜得多）。

（1） “標準彈簧范圍”錯誤說法應糾正

彈簧是氣動調節(jié)閥的主要零件。彈簧范圍是指一臺閥在靜態(tài)啟動時的膜室壓力到走*行程時的膜壓力，用九表示。如Pr為20?lOOkPa，表示這臺閥靜態(tài)啟動時膜室壓力是20kPa，關閉時的膜室壓力是lOOkPa。常用的彈簧范圍有20?lOOkPa、20? 60kPa、60?lOOkPa、60?180kPa、40?200kPa。由 于氣動儀表的標準信號是20?lOOkPa，因此傳統(tǒng)的調節(jié)閥理論把與氣動儀表標準信號一致的彈簧范圍 （20?lOOkPa）定義成標準彈簧范圍。調節(jié)閥廠家按 20?lOOkPa作為標準來出廠，這是錯誤的。

為了保證調節(jié)閥正常關閉和啟動，就必須用執(zhí)行機構的輸出力克服壓差對閥芯產生的不平衡力。對氣閉閥膜室信號壓力首先保證閥的關閉到位，然后再繼續(xù)增加的這部分力，才把閥芯壓緊在閥座上，克服壓差把閥芯頂開。不帶定位器調節(jié)閥的zui大信號壓力是 lOOkPa,它所對應的20?lOOkPa的彈簧范圍只能保證閥芯走到位，再也沒有一個克服壓差的力量，閥工作時必然關不嚴，造成內漏。為此，就必須調整或改變彈簧范圍，但是，把它說成“標準彈簧范圍”就出問題了，因為是標準就不能改動。如果堅持標準，按 “標準彈簧范圍”來調整，那么，它又怎么能投用呢？ 在現(xiàn)實中，卻有許多使用廠家和安裝公司，都堅持按 “標準彈簧范圍” 20?lOOkPa來調整和驗收調節(jié)閥， 又確實發(fā)生閥關不嚴的問題。錯誤的根源就在此。

正確的提法應該是“設計彈簧范圍”，是設計生產彈簧的零件參數(shù)。工作時根據氣開、氣閉還要做出相應的調整，稱為工作彈簧范圍。仍以上述為例，設計彈范圍20?100kPa，對氣閉閥可以將工作彈簧范圍調到10?90kPa，這樣就有10kPa，作用在膜室的有效面積Ae上；又如氣開閥，有氣打開，無氣時閥關閉，此時克服壓差靠的是彈簧的預緊力。為了克服更大的壓差，需調緊預緊力，還需帶定位器，若定位器氣源為140kPa，可以將設計彈簧范圍20?lOOkPa 調緊到50?130kPa，此時輸出力為50kPaXAe。如果把20?lOOkPa作為標準彈簧固定的話，就只有20kPaXAe,帶定位器也失去作用。由iii可見，氣開閥帶定位器也必須調高彈簧范圍的起點壓力才能提高執(zhí)行機構的輸出力。

對不帶定位器的場合，氣閉閥還可以設計20? 80kPa,這樣不帶定位器仍有20kPaXAe的輸出力。 所以彈簧范圍應根據氣開與氣閉、帶定位器與否、壓差產生的不平衡力作用的方向，三者結合起來才能設計出相適應的彈簧。國外設計的彈簧之所以很多，多達十幾種，就是此道理。由此可見，標準彈簧范圍的提法是錯誤的，它讓人們在“標準” 二字上而不能改 動，誤導人們死套20?lOOkPa來調校，結果造成無輸出力或輸出力不夠。正確的做法應是：將“標準彈簧范圍”提法取消，改為“設計彈簧范圍”。其中20?lOOkPa的彈簧范圍稱為常用彈簧范圍。

（2）彈簧范圍的選擇

彈簧范圍的選擇主要從閥的穩(wěn)定性、輸出力兩方面考慮。

①從閥的穩(wěn)定性上選擇彈簧應該是越硬越好， 如選用40?200kPa、60?180kPa的彈簧，它不僅克服輕微振蕩、克服摩擦力，而且能使閥芯往復運動自如。

②從輸出力上選擇由于執(zhí)行機構的輸出力是執(zhí)行機構總的合力減去彈簧的張力、摩擦力，彈簧越軟其輸出力就越大。所以，從輸出力上考慮應該選擇軟彈簧（即小的彈簧范圍）。

③從綜合性能上選定彈簧范圍若從穩(wěn)定性上選擇，要選用彈簧范圍大的硬彈簧；若從輸出力來看，又應該選用彈簧范圍小的軟彈簧。兩者互為矛盾，因此應予以綜合考慮。在滿足輸出力的情況下， 盡量選用范圍大的硬彈簧。筆者建議，對薄膜閥充分利用定位器250kPa的氣源，選用60?180kPa的彈簧，它對氣開閥有60kPa的輸出力，對氣閉閥有250kPa—180kPa=70kPa的輸出力，其彈簧范圍pr為180kPa — 60kPa = 120kPa。再看傳統(tǒng)的20? lOOkPa的彈簧配UOkPa的氣源時的輸出力：氣開閥為 20kPa，氣閉閥為 140kPa—100kPa=40kPa,其彈 簧范圍pr=lOOkPa— 20kPa= 80kPao由此不難看出， 無論從輸出力、剛度上講，建議選擇60?180kPa的彈簧范圍遠遠*于常規(guī)彈簧范圍。

④特殊情況彈簧范圍的選擇若遇大口徑、大壓差、含顆粒等場合時，其彈簧范圍的選定通過詳細計算來確定。