調節閥根據作用方式的選擇

（1） 調節閥作用方式的選擇

氣動調節閥按作用方式不同，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。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。

氣開、氣閉閥的選擇主要從生產安全角度考慮。 當系統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） 氣動薄膜執行機構作用方式的決定

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

傳統的執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行機構，現在看來是極不可取的。不去考慮閥的本身（閥芯仍然正裝），而從改配反作用執行機構解決，這樣既簡單、又方便（理由是改動閥比改反作執行機構復雜得多）。

（1） “標準彈簧范圍”錯誤說法應糾正

彈簧是氣動調節閥的主要零件。彈簧范圍是指一臺閥在靜態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，因此傳統的調節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。調節閥廠家按 20?lOOkPa作為標準來出廠，這是錯誤的。

為了保證調節閥正常關閉和啟動，就必須用執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來調整和驗收調節閥， 又確實發生閥關不嚴的問題。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。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定性、輸出力兩方面考慮。

①從閥的穩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行機構的輸出力是執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。