隔膜閥的選型與分類

  隔膜閥可以說是截斷閥的一種特殊形式，不銹鋼隔膜閥的啟閉件是一塊用軟質材料制成的隔膜，把隔膜閥閥體內腔與閥蓋內腔以及驅動部件隔開，因此被稱做隔膜閥。

（1）軟的橡膠隔膜閥能切斷介質做到不漏。

（2）因橡膠有一定的耐蝕性，在60年代前，還沒有更好的耐腐蝕材質，它通常又被當作耐腐蝕材料來推廣應用，甚至還延續(xù)到今天。

（3）流路簡單，有“自潔"作用，可用于不干凈介質。

（4）開特性，但作為耐腐蝕調節(jié)閥用時，只好用快開特性的前部分，其有效行程短，調節(jié)品質差。

（5）尤如一個疲勞試驗件，強迫它上下折疊，容易破壞，因為隔膜是一個不可靠的零件，導致閥壽命較短，這是致命缺點。正由于此，作者近幾年都在強調：應該淘汰隔膜閥，用球閥、全功能超輕型閥取而代之。

（6）關閉時，介質作用力把膜片往上頂，不平衡力較大，需要較大的執(zhí)行機構推力，因此，必須選用特別大的又笨又重的執(zhí)行機構，使閥重量變得非常笨重，是球閥的2倍，是全功能超輕型閥的3—4倍。

（7）尤其需要強調的是：耐腐蝕材質越來越多，尤其是80年代末襯氟塑料工藝得以解決，襯氟球閥問世。由于氟塑料比橡膠耐腐蝕、耐溫，而球閥的球芯又遠比隔膜閥隔膜的剛度強十倍百倍，所以建議在腐蝕介質的切斷和調節(jié)場合，盡量不選用隔膜閥，選用耐腐蝕襯氟球閥、蝶閥和全四氟單座閥。

  正確選擇隔膜泵在過程自動化中具有十分重要的意義，因為隔膜泵在過程控制中的作用是接受調節(jié)器或計算機的控制信號，改變被調介質的流量，使被調參數維持在所要求的范圍內，從而達到生產過程的自動化。

1 隔膜泵的構成與分類

隔膜泵又稱控制泵，是執(zhí)行器的主要類型，通過接受調節(jié)控制單元輸出的控制信號，借助動力操作去改變流體流量。隔膜泵一般由執(zhí)行機構和閥門組成。如果按其所配執(zhí)行機構使用的動力，隔膜泵可以分為氣動、電動、液動三種，即以壓縮空氣為動力源的氣動隔膜泵，以電為動力源的電動隔膜泵，以液體介質(如油等)壓力為動力的電液動隔膜泵，另外，按其功能和特性分，還有電磁閥、電子式、智能式、現(xiàn)場總線型隔膜泵等。隔膜泵的產品類型很

多，結構也多種多樣，而且還在不斷更新和變化。一般來說閥是通用的，既可以與氣動執(zhí)行機構匹配，也可以與電動執(zhí)行機構或其他執(zhí)行機構匹配。

2 隔膜泵類型的選擇

2.1隔膜泵的閥體類型選擇閥體的選擇是隔膜泵選擇中zui重要的環(huán)節(jié)。隔膜泵閥體種類很多，常用的有直通單座、直通雙座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋轉、蝶形、套筒式、球形等10種。在選擇閥門之前，要對控制過程的介質、工藝條件和參數進行細心的分析，收集足夠的數據，了解系統(tǒng)對隔膜泵的要求，根據所收集的數據來確定所要使用的閥門類型。在具體選擇時，可從以下幾方面考慮:

(1)閥芯形狀結構主要根據所選擇的流量特性和不平衡力等因素考慮。

(2)耐磨損性當流體介質是含有高濃度磨損性顆粒的懸浮液時，閥芯、閥座接合面每一次關閉都會受到嚴重摩擦。因此閥門的流路要光滑，閥的內部材料要堅硬。

(3)耐腐蝕由于介質具有腐蝕性，在能滿足調節(jié)功能的情況下，盡量選擇結構簡單閥門。

(4)介質的溫度、壓力當介質的溫度、壓力高且變化大時，應選用閥芯和閥座的材料受溫度、壓力變化小的閥門。

(5)

  防止閃蒸和空化閃蒸和空化只產生在液體介質。在實際生產過程中，閃蒸和空化不僅影響流量系數的計算，還會形成振動和噪聲，使閥門的使用壽命變短，因此在選擇閥門時應防止閥門產生閃蒸和空化。

2.2 隔膜泵執(zhí)行機構的選擇

  2.2.1 輸出力的考慮

執(zhí)行機構不論是何種類型，其輸出力都是用于克服負荷的有效力(主要是指不平衡力和不平衡力矩加上摩擦力、密封力、重力等有關力的作用)。因此，為了使隔膜泵正常工作，配用的執(zhí)行機構要能產生足夠的輸出力來克服各種阻力，保證高度密封和閥門的開啟。

  對于雙作用的氣動、液動、電動執(zhí)行機構，一般都沒有復位彈簧。作用力的大小與它的運行方向無關，因此，選擇執(zhí)行機構的關鍵在于弄清zui大的輸出力和電機的轉動力矩。對于單作用的氣動執(zhí)行機構，輸出力與閥門的開度有關，隔膜泵上的出現(xiàn)的力也將影響運動特性，因此要求在整個隔膜泵的開度范圍建立力平衡。

2.2.2 執(zhí)行機構類型的確定

  對執(zhí)行機構輸出力確定后，根據工藝使用環(huán)境要求，選擇相應的執(zhí)行機構。對于現(xiàn)場有防爆要求時，應選用氣動執(zhí)行機構，且接線盒為防爆型，不能選擇電動執(zhí)行機構。如果沒有防爆要求，則氣動、電動執(zhí)行機構都可選用，但從節(jié)能方面考慮，應盡量選用電動執(zhí)行機構。對于液動執(zhí)行機構，其使用不如氣動、電動執(zhí)行機構廣泛，但具有調節(jié)精度高、動作速度快和平穩(wěn)的特點，因此，在某些情況下，為了達到較好調節(jié)效果，必須選用液動執(zhí)行機構，如發(fā)電廠透明機的速度調節(jié)、煉油廠的催化裝置反應器的溫度調節(jié)控制等。

3 隔膜泵的作用方式選擇

  隔膜泵的作用方式只是在選用氣動執(zhí)行機構時才有，其作用方式通過執(zhí)行機構正反作用和閥門的正反作用組合形成。組合形式有4種即正正(氣關型)、正反(氣開型)、反正(氣開型)、反反(氣關型)，通過這四種組合形成的隔膜泵作用方式有氣開和氣關兩種。對于隔膜泵作用方式的選擇，主要從三方面考慮:a)工藝生產安全;b)介質的特性;c)保證產品質量，經濟損失zui小。

4 隔膜泵流，特性的選擇

  隔膜泵的流量特性是指介質流過閥門的相對流量與位移(閥門的相對開度)間的關系，理想流量特性主要有直線、等百分比(對數)、拋物線和快開等4種，特性曲線和閥芯形狀如圖1和圖2所示。常用的理想流量特性只有直線、等百分比(對數)、快開三種。拋物線流量特性介于直線和等百分比之間，一般可用等百分比特性來代替，而快開特性主要用于二位調節(jié)及程序控制中，因此隔膜泵特性的選擇實際上是直線和等百分比流量特性的選擇。

隔膜泵流量特性的選擇可以通過理論計算，但所用的方法和方程都很復雜。目前多采用經驗準則，具體從下幾方面考慮:①從調節(jié)系統(tǒng)的調節(jié)質量分析并選擇;②從工藝配管情況考慮;③從負荷變化情況分析。

選擇好隔膜泵的流量特性，就可以根據其流量特性確定閥門閥芯的形狀和結構，但對于像隔膜閥、蝶閥等，由于它們的結構特點，不可能用改變閥芯的曲面形狀來達到所需要的流量特性，這時，可通過改變所配閥門定位器的反饋凸輪外形來實現(xiàn)。

5 隔膜泵口徑的選擇

  隔膜泵口徑的選擇和確定主要依據閥的流通能力即Cv。在各種工程的儀表設計和選型時，都要對隔膜泵進行Cv計算，并提供隔膜泵設計說明書。從隔膜泵的Cv計算到閥的口徑確定，一般需經以下步驟:

1)計算流量的確定?，F(xiàn)有的生產能力、設備負荷及介質的狀況，決定計算流量的Qmax和Qmin.

2)閥前后壓差的確定。根據已選擇的閥流量特性及系統(tǒng)特點選定S(阻力系數)，再確定計算壓差。

3)計算Cv。根據所調節(jié)的介質選擇合適的計算公式和圖表，求得Cmax和Cmin.

4)選用Cv。根據Cmax,在所選擇的產品標準系列中選取>Cmax且與其zui接近的一級C.

5)隔膜泵開度驗算。一般要求zui大計算流量時的開度≯90%，zui小計算流量時的開度≮10%。

6)隔膜泵實際可調比的驗算。一般要求實際可調比≮10。

7)閥座直徑和公稱直徑的確定。驗證合適后，根據C確定。
  紅峰隔膜閥是一種特殊形式的截斷閥，其啟閉件是一塊用軟質材料制成的隔膜，它將閥體內腔與閥蓋內腔隔開。隔膜閥實際上不過是“鉗夾"的閥，一個彈性的，可擾的膜片，用螺椿連接在壓縮件上，壓縮件是由閥桿所操作而上下移動，當壓縮件上升，膜片就高舉，而造成通路，當壓縮件下降，膜片就壓在閥體堰上（假使為堰式閥）或壓在輪廓的底部（假使為直通式），隔膜閥適用于開關及節(jié)流之用。