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氣動閥門的工作原理及故障分析

  1 氣動閥門的工作原理

  所謂氣動閥門,具體是指將氣缸作為執行器,以壓縮空氣為動力源來實現對閥門的驅動,以實現對開關進行調節。當調節管道接收到自動化控制系統所發出的控制信號時,便會對溫度、壓力、流量等相關的參數進行調節。總的來說,氣動閥門所擁有的特征有安全可靠、反應快速以及控制簡單等。在具體操作的過程中,將調節氣室輸入0.02-0.10MPa信號壓力后,薄膜便會出現推力,在推力盤向下移動的過程中會對彈簧進行壓縮,實現閥桿、推桿以及閥芯向下移動,來達到對閥門調節的目的。

  2 氣動閥門常見的故障及處理方法

  通過對氣動閥門的故障狀態進行研究與分析后,了解到可能出現的故障有閥門卡堵、閥門不動作、閥門泄漏以及震蕩等,因此有必要根據實際故障來制定出應對措施,以實現系統平穩、安全的運行,創造更高的效益。

  2.1 氣動閥門卡堵

  假如閥桿的動作出現遲鈍,那么意味著閥體內可能存在黏性較大的物質,并且氣動閥門卡堵的情況主要出現在系統投運初期。 遇到此情況時,應該迅速的開關閥門或副線,以沖跑堵塞閥門的介質。同時,還可以采用管鉗將閥桿夾緊,并施加信號壓力的方式來對閥桿進行反用力旋轉。假如仍然無法解決以上問題,那么可以通過驅動功率增加的方式,來進行反復的上下移動。需注意的是,由于以上操作具有較強的專業性,因此在解決與處理此故障時需要在專業人員的幫助下來完成。

  2.2 閥門不動作

  針對于此故障來說,第一步是需要對氣源壓力是否正常進行判定,在此基礎上來對氣源故障進行查找。當閥門內氣源壓力正常的情況下,則需要對電/氣轉換器的放大器是否有輸出進行判斷。在沒有輸出時則可能存在兩種情況:其一,空氣中水分壓縮后放在放大器球閥處;其二,放大器恒節流孔堵塞。對此,則需要執行清潔氣源、清除雜物以及疏通恒節流孔等多種方式。假如通過以上處理后閥門仍然無動作,則需要將閥門卸開并執行全面檢查。

  2.3 閥門噪音大

  在流體流通過閥門的時候,一旦出現前后壓差較為明顯的情況,那么將引發氣蝕現象,氣蝕主要就是基于閥芯和閥座產生的,進而使得流體出現噪聲。流通能力值如果選擇的過大,那么就需要對調節閥進行重新設定,選擇與流通能力值相適應和吻合的調節閥,這樣可以有效的較小噪音,下面對消除噪音方法進行具體的介紹和分析:(1)消除共振噪音法。唯有在閥門共振的狀態下,才能夠使得能量得以重疊,進而產生一百分貝的噪音。其中表現存在著很大的差異,有些振動強,有些振動弱,振動強的噪音不大,振動弱的,噪音較大;有些則是振動和噪音都非常大。此噪音往往會產生一種單音調聲音,消除共振之后,噪音也會有所減弱;(2)消除汽蝕噪音法。氣蝕作為流體動力噪音的重要組成部分,對于噪音的強弱有著更突出的影響。空化時,氣泡破裂將會無形中產生高速的沖擊力,進而局部會滋生出強烈的湍流,氣蝕噪音因此而產生。此噪音會產生格格聲,與砂石聲音非常的類似。消除氣蝕可以有效的減小噪音;(3)采用吸音材料法。吸引材料作為一種非常常見的聲音處理方法,所起到的處理效果非常不錯。借助于吸引材料進行環繞噪音源頭,可以有效的減小噪音。因噪音會傳播,進而吸引材料包圍在哪個部位,就會消除這個部位的噪音。此方式更為使用到噪音不大的情況,其主要原因就是此方法所消耗的資金非常多;(4)串聯消音器法。串聯消音器法更多的就是適用到空氣動力噪音的消音方面,這種方法可以非常好的消除噪音。對于質量流量較高的閥門進行前后對比,可以明確該方法的考量非常的周全,不但效果較好,同時也非常的便宜。借助于該方法可以有效的降低噪音的分貝,但從經濟角度來看,通常限制噪聲減少到25分貝。

  2.4 閥門泄漏

  針對于氣動閥門泄漏的情況進行研究與分析后,了解到所存在的情況有以下幾種:(1)填料泄漏。由于填料的塑性變形,在受到壓力后便會與閥桿完全接觸。需注意的是,由于兩者間的接觸并不是十分均勻的,一些部位接觸較緊,一些部位接觸較松。在此背景下,受到高壓、高溫以及滲透性強的流體介質影響下,便會出現泄漏的情況。對此,建議將柔性石墨作為填料,其根本原因是這種材料具有摩擦力小、氣密性好的特征,并且維修也是較為方便的,實現了閥門壽命的延長;(2)閥內漏。由于閥桿的長短與閥體內間不匹配,因此很容易出現閥座與閥芯間存在空隙的情況,導致出現閥內漏的情況。同時,當氣關閥閥桿較短時,也會出現此情況。為了能很好的對此情況進行解決,則需要將閥桿調整到合適的長度;(3)閥座、閥芯變形泄漏。此情況的核心因素是在生產時的鍛造階段存在問題而出現腐蝕的情況,同時流體介質在不斷對閥門沖刷時也會出現泄漏的情況。針對于此情況處理階段,當閥座、閥芯變形較輕的情況下,則可以通過砂紙研磨的方式來實現密封光潔度的提升,來實現閥門密封性能提升的目標。而閥座、閥芯損壞較為嚴重的情況下,則需要對配件進行更換。

  2.5 振蕩

  導致閥門振蕩的原因是很多的,例如:選型不當的情況下,閥門處于工作狀態時流速、壓力以及流阻的變化是非常劇烈的,那么當超過閥門所能夠承受剛度的限度后,則會出現振蕩。同時,當系統頻率與閥門頻率相同的情況下,也會出現振蕩的情況。總的來說,由于導致閥門振蕩的因素是非常多的,因此需要根據實際問題來制定具有針對性的應對措施。針對于閥門振動較為輕微的情況下,可以采用提升閥門剛度的方式,例如運用活塞執行結構、選用剛度更大的閥門;當系統頻率與閥門頻率相同的情況下,可以對閥門進行更換;當閥門基座、管道的振動較為劇烈的情況下,最有效的方式便是實現支撐消除振動的增加。

  2.6 閥門定位器

  針對于閥門定位器所出現的故障類型,主要包含以下四種:其一,運用噴嘴擋板技術時,噴嘴孔很小是導致出現故障的核心因素,很容易出現氣源被堵住的情況,導致閥門定位器無法正常的工作;其二,由于閥門定位器運用的是機械式力平衡原理工作,因此很容易受到振動、溫度方面的影響,導致閥門定位器出現故障;其三,彈簧的彈性系數在受到外界因素的影響下,會出現閥門非線性的情況;其四,智能定位器與普通定位器存在著較大的差異,因此在將閥門定位器運用在緊急停止的情況下很容易出現電氣轉換器失控的情況,所造成的后果是非常危險的。對此,為了能夠盡可能的來對閥門定位器故障及時解決,應該根據具體情況來制定出具有針對性的措施,以發揮出智能定位器的可利用性與可靠性。

  3 結語

  總的來說,氣動閥門的作用是自動化過程控制領域中的介質流量、壓力、溫度、液位等工藝參數。由于當前氣動閥門的故障類型是較多的,并且在故障處理的過程中具有較強的專業性。對此,除了需要掌握相應的理論專業知識外,同時還需要不斷的對故障處理的經驗進行總結與歸納,以實現氣動閥門維護水平的提升。在合理的對故障解決的背景下,不但能夠實現系統故障率的降低,同時在閥門利用率方面也具有顯著的提升,有助于系統平穩、安全的運行,以創造更高的效益。

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