帶HART協(xié)議氣動薄膜式迷宮式多級降壓調(diào)節(jié)閥應(yīng)用

一種氣動迷宮式調(diào)節(jié)閥，特別涉及一種氣動迷宮式調(diào)節(jié)閥的閥籠 結(jié)構(gòu)。背景技術(shù)氣動迷宮式調(diào)節(jié)閥可應(yīng)用于嚴苛工況條件下的系統(tǒng)中，如火電廠、核電站、供熱系 統(tǒng)和其它高溫、高壓水和蒸汽系統(tǒng)。氣動迷宮式調(diào)節(jié)閥由閥部分部件、執(zhí)行機構(gòu)、定位器及氣管附件組成，其存在氣 蝕、閃蒸沖刷及振動噪聲等問題。實用 內(nèi)容本實用 所要解決的技術(shù)問題是提供一種氣動迷宮式調(diào)節(jié)閥的閥籠結(jié)構(gòu)，其消 除了壓力經(jīng)過節(jié)流之后驟然降到飽和蒸汽壓以下而導(dǎo)致的閃蒸現(xiàn)象。，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解， 這些僅是舉例說明，在不背離本實用 的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做 出多種變更或修改。因此，本實用 的保護范圍由所附權(quán)利要求書限定。

一種氣動迷宮式調(diào)節(jié)閥的閥籠結(jié)構(gòu)，其特征在于，其包括下壓片、上壓片 迷宮 盤片 迷宮盤片、第三迷宮盤片和第四迷宮盤片， 迷宮盤片 迷宮盤片、第三迷 宮盤片和第四迷宮盤片依次從下往上排列且焊接在上壓片與下壓片之間，第三迷宮盤片為 I字四口型迷宮盤片。采用集成化的迷宮式多級降壓閥內(nèi)件，通過增減迷宮內(nèi)件中槽的節(jié)流級數(shù)來適應(yīng)不同的壓差要求�？刂屏黧w速度，逐級降低壓力，達到降噪的目的。不僅能有效防止液體工況的空化、氣蝕現(xiàn)象，而且能大幅降低高壓差氣體工況所產(chǎn)生的噪音。符合IEC534-2-1976標準。調(diào)節(jié)閥泄漏量符合ANSI B16.104標準。調(diào)節(jié)閥配用多彈簧薄膜或氣缸執(zhí)行機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)緊湊，輸出力大。產(chǎn)品符合GB/T4213-2008標準。

是自控儀表中的執(zhí)行單元。該氣動調(diào)節(jié)閥由氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)和直通單座襯氟塑閥兩部份組成。由于該閥接觸介質(zhì)的部位均采用高壓注塑工藝，襯有能耐腐蝕、耐老化的聚全氟乙丙烯（簡稱F46），又采用聚四氟乙烯波紋管密封，因而該閥廣泛適用于化工、石油、冶金、醫(yī)藥、電力等行業(yè)中對酸、堿強腐蝕介質(zhì)和有毒、易揮發(fā)等氣體、液體介質(zhì)的過程控制。

帶HART協(xié)議氣動薄膜式迷宮式多級降壓調(diào)節(jié)閥應(yīng)用產(chǎn)品特點：

1．耐腐蝕：閥體內(nèi)腔、閥芯、閥座、閥桿均316不銹鋼，能耐酸、堿，耐強腐蝕。
2．密封性能好：采用聚四乙烯材質(zhì)的波紋管和填料雙重密封，確保無滲漏。
3．泄漏量�。河捎陂y芯、閥座是軟密封，故泄漏量低于國家IV級標準。
4．采用輕小型多彈簧執(zhí)行機構(gòu)，體積小，重量輕，調(diào)節(jié)精度高。

帶HART協(xié)議氣動薄膜式迷宮式多級降壓調(diào)節(jié)閥應(yīng)用零件材料：

閥體、閥蓋：HT200，ZG230-450，ZG1Cr18Ni9Ti
閥芯、閥座：1Cr18Ni9Ti，司太萊合金堆焊
軟密封閥芯：增強聚四氟乙烯
波紋管：1Cr18Ni9Ti 聚四氟乙烯波紋管
填片：橡膠石棉板、10’’、 1Cr18Ni9Ti石棉纏繞墊片
膜蓋：A3
波紋膜片：丁晴橡膠夾增強滌綸織物
彈簧：30SIMN
閥桿、推桿：2Cr13、1Cr18Ni9Ti
襯套：2Cr13

帶HART協(xié)議氣動薄膜式迷宮式多級降壓調(diào)節(jié)閥應(yīng)用特點：
1、 迷宮式多級降壓閥籠由數(shù)量不等的環(huán)型節(jié)流片疊加而成，節(jié)流片數(shù)量根據(jù)控制閥閥額定流量系數(shù)確定。在每一片節(jié)流片有數(shù)量、寬度不等的溝槽，溝槽的數(shù)量和寬度由流過控制閥的壓差和流量確定。
2、 多級降壓閥內(nèi)件將多個帶有特殊設(shè)計的許多狹窄變化流道（每個流道根據(jù)降壓級數(shù)不同有不同數(shù)量的轉(zhuǎn)角和壓縮、擴張）的盤片疊加在一起組成一個多級降壓閥籠，流體在流動過程中，要經(jīng)過多次、逐級降壓的過程。通過迷宮式多級降壓閥內(nèi)件與閥塞的配合，迫使流體節(jié)流并使其通過曲折變化的流道，而流體的每通過一個彎角就起到一級降壓的目的。在這個過程中，消耗了流體的動能，降低了流體流速，達到多級降壓的效果。對于氣體流體通過多次對流膨脹，使流體的流速降低，降低噪聲的發(fā)生強度，減少流體對閥內(nèi)件的沖蝕。對于液體，每一次降壓都不超過流體的飽和蒸汽壓，因而避免閃蒸、氣蝕的發(fā)生，同時減少噪聲來源。
3、 盤片上設(shè)置迷宮式流道，流道形狀采用多次90°彎角，并不斷變化流動方向。流道內(nèi)窄外寬，液體介質(zhì)由盤片外部流入通過多次轉(zhuǎn)彎且流道逐漸變窄降壓，在流出盤片后，由于流道采用對稱設(shè)計，流體互相撞擊再次消耗能量，達到降壓目的。氣體介質(zhì)由盤片內(nèi)部流入多次轉(zhuǎn)彎且流道逐漸變寬逐漸降壓且體積逐漸膨脹，降低流速，達到降低流速，降低噪聲的目的。

4、 多級降壓閥內(nèi)件的設(shè)計結(jié)構(gòu)是依照逐級降壓原理，根據(jù)具體現(xiàn)場工藝條件確定的。通過盤片不同的組合、配置可實現(xiàn)不同的調(diào)節(jié)目的。在實際使用中要注意以下工藝條件：如介質(zhì)種類、流量、密度、工作壓力、壓差、工作溫度等。通過工藝條件確定迷宮式多級降壓控制閥的Cv值、降壓級數(shù)、流量特性、公稱壓力等。

帶HART協(xié)議氣動薄膜式迷宮式多級降壓調(diào)節(jié)閥應(yīng)用

 HART通信協(xié)議是由模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)變過程中向后兼容的智能儀表解決方案,它具有現(xiàn)場總線的性的同時,還保留了對現(xiàn)有4～20mA系統(tǒng)的兼容性。與模擬儀表相比,HART智能儀表在成本不增加太大的前提下,具有易于調(diào)試維護和更高的精度的優(yōu)點,因而在當前的過渡時期具有很強競爭力和十分廣闊的市場。 閥門定位器作為氣動調(diào)節(jié)閥的主要附件之一,可以改善閥門特性、提高控制的精度、速度和增加控制的靈活性�；�于HART協(xié)議的智能數(shù)字閥門定位器代表了氣動執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展方向,它可以實現(xiàn)數(shù)字化、通信化、智能化以及支持現(xiàn)場總線的特性,給工業(yè)自動化生產(chǎn)帶來了深刻的變革。

HART協(xié)議智能壓力變送器通訊的條件是回路電阻≥250Ω，工作電壓在其通訊要求范圍內(nèi)，例如3151壓力變送器的通訊要求是回路電阻是250Ω時通訊電壓為18 V D C，電源連接方向正確。

二、帶HART協(xié)議氣動薄膜式迷宮式多級降壓調(diào)節(jié)閥應(yīng)用檢查線路

（1）通訊電纜沒有接好。檢查電纜插頭是否插緊，接線端子螺釘是否松動，確保接觸良好。

（2）電纜位置不正確。手持終端相連可以接在接線端子A B上也可接在負載電阻R兩端CD，但是不能接在A D兩點。在電源和手持終端之間需要一個≥250Ω電阻，它的作用是防止低阻抗的電源對通訊信號分流，但R的阻值也不能太大要保證變送器的工作電壓，這樣才保證手持終端從變送器讀取信息并將設(shè)定的組態(tài)參數(shù)送到變送器內(nèi)存中。因為電源低阻抗內(nèi)阻很小，可以看作是短路，接到AD端等于通訊電纜兩端接在一點，所以無法通訊，也就無法讀取信息和設(shè)定組態(tài)參數(shù)，如圖1所示。若上面的兩個條件滿足后仍不通訊，可以換一臺變送器排除通訊器的故障，這樣就可以確認是否是壓力變送器本身的故障。

三、帶HART協(xié)議氣動薄膜式迷宮式多級降壓調(diào)節(jié)閥應(yīng)用檢查儀表

（1）電源電壓過低200多臺3151B智能變送器在試生產(chǎn)過程中，不通訊，輸出錯誤，表頭顯示閃爍，嚴重影響用戶的生產(chǎn)計劃。經(jīng)過查找測量電源電壓僅為15V D C。因為電源不是獨立供電給安全柵，導(dǎo)致給變送器供電的安全柵電壓過低，致使變送器不能通訊且輸出不正常，更換電源后即可通訊，儀表輸出也正常。

（2）用于石油項目試驗的一臺1151智能遠傳壓力變送器，用戶反映變送器不通訊。測量端子電壓正常，但是供電電纜卻很長，有600 m，經(jīng)過分析原因是由于電纜過長，電纜電容大于H A R T通訊設(shè)備的*大電容。H A RT通訊頻率較高1~2k H z左右，要求網(wǎng)絡(luò)T=RC（時間常數(shù)）不大于0.65μs。因此HART通訊設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的*大電容限制了通訊的*大距離。HART通訊*大頻率計算公式：

*大電纜長度m=(160000-Cmaster )/Ccable

式中：160 000根據(jù)HART通訊網(wǎng)絡(luò)允許的時間常數(shù)計算而得的常數(shù)，反映通訊網(wǎng)絡(luò)允許的*大電容，單位PF；

Cmaster為控制系統(tǒng)或HART濾波器電容，PF；Ccable為電纜分布電容，PF/ m。

電纜長度約有6 0 0 m，電纜C cable = 4 0 0 P F/m，Rcable：0.025Ω/m，為計算方便假設(shè)Cmaster=0。

*大電纜長度Lm a x=160000/400=400＜600m。實際Cmaster≠0（Cmaste改為Cmaster）＝實際允許*大電纜長度＜400m。

網(wǎng)絡(luò)時間常數(shù)T = R C =（0 .0 2 5×6 0 0） ×（400×600）/1000000=3.6μs＞0.65μs

電纜的原因，使得網(wǎng)絡(luò)時間常數(shù)太大，導(dǎo)致通訊波形嚴重失真，而無法通訊，改用2.5sq的交聯(lián)電纜（Ccable為90PF/m）(Cmaster改為Ccable) 即可解決。

（3）電磁干擾

裝置物料的6臺計量儀表，其中5臺3051差壓變送器。1臺HART協(xié)議渦街流量計，投運時僅1臺差壓變送器能正常工作，其余均不通訊。在流量為0時的1臺差壓變送器指示為48%，一臺在0~25%周期變化，其余顯示故障，現(xiàn)場電源電壓正常，在試驗室測量輸出及通訊均正常。在現(xiàn)場甩開原供電電纜采用臨時供電指示通訊均正常�？梢源_認是因為線路干擾導(dǎo)致儀表不通訊和誤指示。經(jīng)過確認干擾頻率為2 kHz，影響了H A RT通訊器1200Hz和2200Hz的通訊頻率。頻率的產(chǎn)生是因為電機/泵，為了適應(yīng)50Hz的電源使用了變頻器，其頻率設(shè)置為2k Hz與H ART的通訊頻率十分相近，使它不能正確的響應(yīng)通訊器，甚至按此信號錯誤地轉(zhuǎn)換為電流輸出或其他錯誤的操作方式。將儀表電纜與動力電纜槽架的距離加大即解決問題。電磁干擾，通常在排除電源電壓，回路電阻，連線正確，線路通暢之后，還有不通訊的問題發(fā)生需要考慮電磁干擾的問題，通�，F(xiàn)場的問題是試驗室難以復(fù)現(xiàn)的，盡管壓力變送器通過了各種電磁兼容試驗在現(xiàn)場也可能出現(xiàn)各種各樣被干擾的問題。在測量過程中這些干擾若不能很好的處理將歪曲測量結(jié)果，嚴重時甚至使儀表或控制系統(tǒng)不能工作。為了避免電磁干擾的發(fā)生，信號線要采用扭絞、屏蔽、接地、濾波等方法，將儀表的信號線與動力電纜之間的距離加大，導(dǎo)線縮短，盡可能避免平行布線，對變壓器等干擾源件進行磁屏蔽等。

帶HART協(xié)議氣動薄膜式迷宮式多級降壓調(diào)節(jié)閥應(yīng)用

帶HART協(xié)議氣動薄膜式迷宮式多級降壓調(diào)節(jié)閥應(yīng)用技術(shù)參數(shù)：（表一）

帶HART協(xié)議氣動薄膜式迷宮式多級降壓調(diào)節(jié)閥應(yīng)用技術(shù)參數(shù)：（表二）

帶HART協(xié)議氣動薄膜式迷宮式多級降壓調(diào)節(jié)閥應(yīng)用允許壓差：（見表三）
標準組配的氣動單座閥，其氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)的輸出力是一定的。為實現(xiàn)理想的調(diào)節(jié)和關(guān)閉，閥門的壓差必須限制在一定數(shù)值內(nèi)，本產(chǎn)品應(yīng)按表3選用。當壓差超過允許值時，可調(diào)整彈簧預(yù)緊力，配用閥門定位器或選用其它執(zhí)行機構(gòu)來克服不平衡力，但訂貨時必須與我公司聯(lián)系，說明具體情況后方可訂貨。

帶HART協(xié)議氣動薄膜式迷宮式多級降壓調(diào)節(jié)閥應(yīng)用允許壓差：（表四）

注：流開流態(tài)，關(guān)閉時p2=0

帶HART協(xié)議氣動薄膜式迷宮式多級降壓調(diào)節(jié)閥應(yīng)用零件材料：（表五）

注：對含有雜質(zhì)、顆粒的介質(zhì)，閥芯、閥座可采用哈氏合金等。

帶HART協(xié)議氣動薄膜式迷宮式多級降壓調(diào)節(jié)閥應(yīng)用外形尺寸：（表六）

 







注：法蘭標準符合JB78-59、JB79-59標準.也可根據(jù)用ANSI美國標準等其它標準。 
帶HART協(xié)議氣動薄膜式迷宮式多級降壓調(diào)節(jié)閥應(yīng)用配套附件：
1．各種型號的閥門定位器，電氣轉(zhuǎn)換器，空氣過濾減壓器。
2．手輪機構(gòu)。
3．電磁閥，接近開關(guān)。

帶HART協(xié)議氣動薄膜式迷宮式多級降壓調(diào)節(jié)閥應(yīng)用型號編制說明：

氣動薄膜調(diào)節(jié)閥是一種常用的工業(yè)調(diào)節(jié)閥，在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中具有重要的作用。它利用氣路將薄膜驅(qū)動部件推動閥芯，實現(xiàn)流量、壓力、液位等參數(shù)的調(diào)節(jié)。

二、帶HART協(xié)議氣動薄膜式迷宮式多級降壓調(diào)節(jié)閥應(yīng)用安裝注意事項

1.選用合適的位置

在選擇閥門安裝位置時，應(yīng)盡可能選用直線管段。同時，閥門的進口和出口也需要加寬一些以減小壓降。如果使用管道過于狹窄，會對流體產(chǎn)生較大的阻力，會導(dǎo)致流量調(diào)節(jié)的不準確。

2.正確連接氣路

在氣路連接時，要根據(jù)閥門的使用壓力來選擇相應(yīng)的氣壓接頭。同時連接時要注意氣路的密封，以避免氣泄漏對操作產(chǎn)生影響。

3.調(diào)整氣動部件

在安裝完成后，需要進行氣動部件的調(diào)整。一般來說，調(diào)整時需要將氣源壓力逐步加至額定壓力，再將閥門調(diào)整至當前所需位置。

4.注意事項

在操作過程中，需要注意以下幾點：

1）注意閥門的開關(guān)狀態(tài)，避免造成過大的壓力反作用力；

2）防止管道內(nèi)的雜質(zhì)進入閥門內(nèi)部，造成堵塞，甚至損壞；

3）定期檢查氣動部件是否異常，及時維護閥門。

以上就是氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的安裝注意事項，希望對您有所幫助。