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豪森博格隔膜閥的特點(diǎn)和機(jī)構(gòu)原理
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簡(jiǎn)介
隔膜閥(diaphragm valve)是一種特殊形式的截?cái)嚅y，出現(xiàn)于20世紀(jì)20年代,。它的啟閉件是一塊用軟質(zhì)材料制成的隔膜,，把閥體內(nèi)腔與閥蓋內(nèi)腔及驅(qū)動(dòng)部件隔開(kāi),，故稱(chēng)隔膜閥。
特點(diǎn)
最突出特點(diǎn)是隔膜把下部閥體內(nèi)腔與上部閥蓋內(nèi)腔隔開(kāi)，使位于隔膜上方的閥桿,、閥瓣等零件不受介質(zhì)腐蝕，省去了填料密封結(jié)構(gòu),，且不會(huì)產(chǎn)生介質(zhì)外漏,。
1、采用橡膠或塑料等軟質(zhì)密封制作的隔膜,，密封性較好,。由于隔膜為易損件，應(yīng)視介質(zhì)特性而定期更換,。
2,、受隔膜材料限制，隔膜閥適用于低壓和溫度相對(duì)不高的場(chǎng)合,。
3,、隔膜閥按結(jié)構(gòu)形式可分為：屋式、直流式,、截止式,、直通式,、閘板式和直角式六種；連接形式通常為法蘭連接,；按驅(qū)動(dòng)方式可分為手動(dòng),、電動(dòng)和氣動(dòng)三種，其中氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)又分為常開(kāi)式,、常閉式和往復(fù)式三種,。
4、一般不宜用于溫度高于60度及輸送有機(jī)溶劑和強(qiáng)氧化介質(zhì)的管路中,，也不宜在較高壓力的管路中使用,。
豪森博格公司隔膜閥的特點(diǎn)是 采用了無(wú)填料函的結(jié)構(gòu)，節(jié)流元件為彈性隔膜,，可以做到閥門(mén)關(guān)閉時(shí)零泄漏,，適用于不允許污染及危險(xiǎn)禁區(qū)的場(chǎng)合。由于流道平滑,，阻尼系數(shù)小,，適用于高濃度及帶 有纖維及漿體介質(zhì)的懸浮液中，隔膜和閥體襯里材料均系耐腐蝕材料制造,，具有優(yōu)越的防腐蝕性能,，適用于各種酸堿腐蝕性介質(zhì)。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)與動(dòng)作原理及參數(shù)
隔膜閥按照操作方式分為氣動(dòng)和手動(dòng)兩種,。
1． 手動(dòng)閥的結(jié)構(gòu)如圖1所示,，使用時(shí)手輪使得手動(dòng)杠帶動(dòng)手動(dòng)杠母上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)閥芯與隔膜也上下運(yùn)動(dòng),，隔膜在閥體的堰面上進(jìn)行節(jié)流,，完成閥的開(kāi)啟和關(guān)閉。
2．氣動(dòng)隔膜閥由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥體兩部分組成,。執(zhí)行機(jī)構(gòu)法分為正作用式（簧開(kāi)型）和反作用式（簧關(guān)型）兩種,，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。當(dāng)氣源孔通入氣壓使得執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推桿向下運(yùn)動(dòng)的為正作用式,；推桿向上運(yùn)動(dòng)的為反作用式,。
3．由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的有效面積不同，執(zhí)行機(jī)構(gòu)有不同的型號(hào).
4．執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)見(jiàn)表,。
5．執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理,。
正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)：當(dāng)氣源壓力從氣源孔進(jìn)入膜蓋和薄膜組成的氣室后，作用在盤(pán)上的推力使得推桿向下運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧被壓縮,，閥門(mén)關(guān)閉,。當(dāng)氣源壓力為0時(shí)在彈簧的作用下推桿向上運(yùn)動(dòng)（復(fù)位），閥門(mén)開(kāi)啟。
反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)：當(dāng)氣源壓力從氣源孔進(jìn)入膜蓋和薄膜組成的氣室后,，盤(pán)產(chǎn)生向上的推力,，使得推桿向上運(yùn)動(dòng)，彈簧被壓縮,，閥門(mén)開(kāi)啟,。當(dāng)氣源壓力為0時(shí)在彈簧的作用下推桿向下運(yùn)動(dòng)（復(fù)位），閥門(mén)關(guān)閉,。
隔膜閥的結(jié)構(gòu)原理及參數(shù)
1． 隔膜閥的基本參數(shù)見(jiàn)表（手動(dòng),、氣動(dòng))
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公稱(chēng)通徑DN |
20 |
25 |
32 |
40 |
50 |
65 |
80 |
100 |
125 |
150 |
200 |
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公稱(chēng)壓力PN |
1.6 |
1.0 |
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額定流量系數(shù)Kv |
無(wú)襯里 |
9.8 |
19 |
28.5 |
48 |
63 |
108 |
158 |
270 |
360 |
518 |
1114 |
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帶襯里 |
7.8 |
17 |
25 |
56 |
56 |
87 |
127 |
240 |
350 |
415 |
1000 |
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額定行程mm |
8 |
10 |
14 |
24 |
24 |
30 |
34 |
36 |
44 |
55 |
65 |
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2． 隔膜閥由于結(jié)構(gòu)具有較平坦的流路，極少的零件,，隔膜為軟材料,，關(guān)閉后漏量較少，在強(qiáng)腐蝕場(chǎng)合,，可以在閥體上襯上耐腐蝕材料（如橡膠。塑料等）,，而隔膜是耐腐蝕較好的彈性材料,，豪森博格閥門(mén)公司生產(chǎn)的隔膜閥有多種襯膠和隔膜，其耐溫和種類(lèi)見(jiàn)表,。
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閥體材料及襯里 |
灰鑄鐵 |
材料 |
使用溫度范圍℃ |
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無(wú)襯里 |
-10~175 |
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硬橡膠 |
-10~85 |
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軟橡膠 |
-10~85 |
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氯丁橡膠 |
-10~105 |
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丁基橡膠 |
-10~120 |
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聚全氟乙丙烯 |
-10~175 |
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隔膜 |
天然橡膠 |
-40~100 |
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天然橡膠 |
-40~100 |
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聚四氟乙烯 |
-20~150 |
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3． 閥體襯里材料及使用范圍見(jiàn)表
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閥體襯里 |
適用介質(zhì) |
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無(wú)襯里 |
適用于非腐蝕性介質(zhì),。 |
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硬橡膠 |
有很好的耐磨性能，可用于水泥,、粘土,、煤塵、干燥化肥等,。 |
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軟橡膠 |
適用于無(wú)機(jī)堿,、鹽類(lèi)、鹽酸,、鍍金屬溶液,、軟水、氯化物,、氯氣等,。 |
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氯丁橡膠 |
適用于動(dòng)物油、植物油,、潤(rùn)滑脂,、PH值變化范圍很大的腐蝕性泥漿等，抗摩擦性能良好,。 |
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丁基橡膠 |
防腐性能和耐磨性良好,，對(duì)大部分無(wú)機(jī)酸和酸性灰漿的耐蝕性最好。 |
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聚全氟乙丙烯 |
適用于硫酸、鹽酸,、氫氧化鈉等強(qiáng)腐蝕介質(zhì),。 |
4． 隔膜種類(lèi)及使用范圍見(jiàn)表
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隔膜材料（代號(hào)） |
適用介質(zhì) |
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丁基橡膠（B級(jí)） |
對(duì)大部分無(wú)機(jī)酸，如：硫酸,、氫氟酸,、磷酸等，耐蝕性好,。同時(shí)耐各種堿和鹽類(lèi),。 |
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天然橡膠（Q級(jí)） |
主要用于凈化水、無(wú)機(jī)鹽和較稀的礦物酸介質(zhì) |
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聚四氟乙烯（F4） |
極優(yōu)的化學(xué)穩(wěn)定劑,，耐強(qiáng)酸,、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑的腐蝕,。 |
5． 隔膜閥的溫度與壓力關(guān)系見(jiàn)表
6． 隔膜閥的相對(duì)行程與相對(duì)流量的關(guān)系見(jiàn)表
7． 隔膜閥在與正作用,，反作用式執(zhí)行機(jī)構(gòu)裝配后成為氣閉式（當(dāng)氣源壓力為最大值時(shí)閥關(guān)閉）、氣開(kāi)式（當(dāng)氣源壓力為最大值時(shí)閥開(kāi)啟）氣動(dòng)隔膜閥,，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖6.,、7、8,，其中圖6為
氣閉式氣動(dòng)隔膜閥,，工作原理是：當(dāng)操作壓力通過(guò)進(jìn)氣孔進(jìn)入到由上膜蓋和薄膜組成的上氣室時(shí)，薄膜產(chǎn)生向下的推力,，推動(dòng)頂盤(pán),，推桿運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)閥芯產(chǎn)生位移,，
隔膜關(guān)閉,，截?cái)嗔私橘|(zhì)的流通。當(dāng)上氣室無(wú)操作壓力,，由于彈簧的作用,，盤(pán)、推桿產(chǎn)生一個(gè)向上的力,，帶動(dòng)閥芯,、隔膜向上移動(dòng)，使得閥門(mén)處于開(kāi)啟狀態(tài),。在氣室發(fā)
生故障時(shí),，可旋轉(zhuǎn)手輪，帶動(dòng)手動(dòng)杠,，推動(dòng)推桿隔膜向下移動(dòng)來(lái)關(guān)閉閥門(mén),。
圖7和圖8為氣開(kāi)式氣動(dòng)隔膜閥,，原理與簧開(kāi)型隔膜閥類(lèi)似。當(dāng)操作壓力通入到膜蓋和薄膜組成的氣室時(shí),，閥門(mén)便打開(kāi),。
8． 無(wú)論氣關(guān)或氣閉式隔膜閥每種公稱(chēng)通徑的閥都可以和不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相選配，這樣可以使閥應(yīng)用于何種不同的工作介質(zhì)壓力,。當(dāng)介質(zhì)壓力較低時(shí)選用較小的執(zhí)行機(jī)構(gòu),、體積小重量輕，經(jīng)濟(jì)合理,。
閥的結(jié)構(gòu)和尺寸
1． 手動(dòng)隔膜閥（圖9,、表8）
2． 氣閉式氣動(dòng)隔膜閥（圖10）
3． 氣開(kāi)式氣動(dòng)隔膜閥（圖11）
4． 法蘭端面距（圖12）
閥體法蘭尺寸,法蘭尺寸為DIN2501 PN106法蘭(圖13)
附件的選擇與配用
氣動(dòng)隔膜閥可選配限位裝置、閥體反饋器,、減壓閥,、電磁閥、定位器等,。
1. 限位裝置：使用此裝置可以限制閥的開(kāi)度,。
氣動(dòng)氣開(kāi)式隔膜閥使用限位裝置時(shí)的結(jié)構(gòu)如圖14和圖15，其中14配用ADA61~ADA64執(zhí)行機(jī)構(gòu),，限位桿1螺桿裝在彈簧罩與支撐板4上,，調(diào)整限位桿的位置，可增大或減少“L”長(zhǎng)度,，從而限制開(kāi)啟量；螺母2 為鎖緊螺母,。圖15為配用ADA65,、ADA66執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)情況，手動(dòng)桿1內(nèi)有螺紋,，配有限位桿3,，調(diào)整限位桿3在手動(dòng)桿內(nèi)位移從而限制開(kāi)啟量，螺母2為調(diào)整后的鎖緊螺母,。
氣動(dòng)關(guān)閉式隔膜閥使用限位裝置時(shí)的結(jié)構(gòu)如圖16,，在原指示桿的位置用兩個(gè)限位桿代替了指示桿，調(diào)整限位1上兩個(gè)螺母2與彈簧罩3之間的距離“L”,，就可以限制閥的關(guān)閉量,，螺母2有兩個(gè)調(diào)整后可以鎖緊。
2.在氣動(dòng)隔膜閥上可以加裝閥位傳送器用以指示閥位于“開(kāi)”“關(guān)”兩個(gè)極限位置時(shí)的信號(hào)遠(yuǎn)傳,，圖17為配于ADA61~ADA64執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)的結(jié)構(gòu),，從圖中可以看出閥 的行程位移是通過(guò)指示桿上的圓柱銷(xiāo)傳遞給行程開(kāi)關(guān)盒的，此時(shí)開(kāi)關(guān)盒上方的微動(dòng)開(kāi)關(guān)被觸動(dòng),。
圖18,，從圖上可以看出,，閥的行程位移通過(guò)指示桿1傳遞給閥位接桿2及接合板5，通過(guò)閥位反饋桿3,，滑桿4使行程開(kāi)關(guān)盒的微動(dòng)開(kāi)關(guān)被觸動(dòng),，這一開(kāi)關(guān)信號(hào)可以用導(dǎo)線直接連接控制臺(tái)上的顯示裝置。由于傳送器變?yōu)轫斞b,，原手輪高度尺寸小圓增加了手動(dòng)桿接桿6,，這樣表10中尺寸A也增加相應(yīng)高度”L”
圖20為行程開(kāi)關(guān)盒的外形及結(jié)構(gòu)，盒體為酚醛玻璃鋼方盒,。
圖21給出了所配微動(dòng)開(kāi)關(guān)的外形尺寸及電路圖,。表13顯示了微動(dòng)開(kāi)關(guān)的電氣參數(shù)
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電路種類(lèi) |
電壓 |
電流 |
負(fù)載特性 |
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直流 |
30V |
0.5A |
純阻性 |
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交流 |
220V |
1A |
純阻性 |
3．氣動(dòng)隔膜閥加裝減壓閥（圖22）
4．氣動(dòng)閥加裝電磁閥。加裝電磁閥后可直接切換通入氣動(dòng)隔膜閥氣室內(nèi)的氣源壓力,，從而實(shí)現(xiàn)電控氣動(dòng)閥的目的,。圖23說(shuō)明了電磁閥安裝情況，圖24為使用二位三通電磁閥的原理圖,。
5．氣動(dòng)閥配裝定位器：氣動(dòng)閥配定位氣后,，可以使原兩位式調(diào)節(jié)方式變?yōu)檫B續(xù)調(diào)方式由于加裝的定位器可以是控制信號(hào)為20kPa~100kPa的連續(xù)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，也可以是4~20mA的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào),，因而可以與組合式儀表的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)相連接,。配裝定位器后的氣動(dòng)閥有了調(diào)節(jié)的特性曲線（圖5），同時(shí)增加了閥的剛度,，當(dāng)管道壓力波動(dòng)時(shí),，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣源壓力可以自動(dòng)處于平衡狀態(tài)，使閥的行程穩(wěn)定在相應(yīng)的行程上不變,。如圖25,、26。
安裝與維護(hù)
1.隔膜閥的工作環(huán)境在-20℃~+60℃,，相對(duì)濕度不大于90%,，以保證閥的橡膠不致老化。
2.閥安裝時(shí),，其周?chē)幸欢ǖ目臻g,，以便于閥的裝拆，運(yùn)輸和維修,，以保證觀察,，調(diào)整和操作方便。閥的組裝示意圖如圖所示,。
3.薄膜和隔膜閥儲(chǔ)存時(shí),，應(yīng)裝在布袋內(nèi)，應(yīng)放在木制架上,，同時(shí)應(yīng)避免太陽(yáng)的直曬和接觸臭氧,，不可用重物堆壓,。
4.閥在儲(chǔ)存時(shí)，應(yīng)處于全開(kāi)啟狀態(tài)（即保證隔膜處于無(wú)應(yīng)力狀態(tài),，特別是簧關(guān)型隔膜閥更應(yīng)注意）閥的兩法蘭端面,，應(yīng)用在紙封上，以防止潮氣和臟物進(jìn)入,。
5.對(duì)于安裝在地下的閥門(mén),，要考慮到操作方便，可以利用延長(zhǎng)軸或T型扳手來(lái)操作,。
6.閥可以在360°角度內(nèi)任意安裝,，與水平成15°夾角時(shí)，也可保證閥門(mén)自流,。當(dāng)高于頭頂安裝時(shí),，也可用連桿來(lái)操作。
7.大口徑閥安裝要有支撐,，當(dāng)閥非垂直安裝時(shí),，重心移除中心線，易使閥損壞,，更應(yīng)加以支撐,。
8.閥安裝前要徹底清洗管路中的污物，安裝后閥要處于全開(kāi)位置,，以排除閥內(nèi)污物并試驗(yàn)連接處密封性,。
9.閥門(mén)使用時(shí)，不可過(guò)分關(guān)閉,，一旦隔膜壓住閥體堰面即可,。對(duì)于氣動(dòng)閥門(mén)，開(kāi)啟速度不可太快,，速度太快將負(fù)荷壓力全部加在隔膜螺釘上，會(huì)將隔膜閥損壞,。
10.更換閥門(mén)應(yīng)將閥的兩側(cè)流體切斷（即關(guān)閉管線上兩側(cè)的閥門(mén)）,，同時(shí)應(yīng)做好人員防護(hù)，以防止腐蝕流體對(duì)人的損傷,，如工作人員防護(hù)服或面具及手套等,。
德國(guó)H+G閥門(mén)公司致力于不斷努力使產(chǎn)品的改進(jìn)，更好地服務(wù)于我們的現(xiàn)在和未來(lái)的客戶需求,。
