雙氣缸活塞式氣動閘閥設(shè)計規(guī)范介紹了雙氣缸氣動閘閥的工作原理、結(jié)構(gòu)特點及工業(yè)應(yīng)用情況。針對目前閘閥，設(shè)計采用雙氣缸氣動閘閥，分析了雙氣缸氣動結(jié)構(gòu)設(shè)計特點，雙氣缸氣動閘閥與普通閘閥相比有顯著的優(yōu)勢。 1、雙氣缸活塞式氣動閘閥設(shè)計規(guī)范概述
閘閥適用于水、油、氣及含酸、堿類腐蝕性等工藝介質(zhì)環(huán)境，也適用在易燃、易爆、導(dǎo)熱油、高純度和有毒等介質(zhì)的管路上。但在煤炭、冶金及石油化工等行業(yè)中，由于管路中含有大量顆粒狀物料和礦砂，所以對管路中閥門的磨損比較嚴(yán)重，特別是煤炭系統(tǒng)中的重介質(zhì)選煤過程尤為突出。使用普通的閘閥一般使用壽命僅3 個月左右，且多數(shù)是手動操作，開關(guān)費力又不方便，經(jīng)常由于閘板下部堆料而關(guān)閉不嚴(yán)，這種方式勞動強(qiáng)度較大，操作手段落后，在一定程度上阻礙了自動化生產(chǎn)的發(fā)展，已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)高速發(fā)展的需要，所以很有必要研究開發(fā)各種驅(qū)動裝置閘閥。隨著現(xiàn)代核工業(yè)、石油化學(xué)工業(yè)、電子工業(yè)和航天工業(yè)的發(fā)展，以及流程工藝自動控制和遠(yuǎn)距離流體輸送的發(fā)展，促進(jìn)了現(xiàn)代閘閥的發(fā)展。用于遠(yuǎn)距離控制和程序控制的閘閥驅(qū)動裝置( 電動、氣動、液動、電- 液聯(lián)動或氣- 液聯(lián)動等) 開始得到應(yīng)用。雙氣缸氣動閘閥的應(yīng)用會大大減輕勞動強(qiáng)度，提高工作效率，并能在事故狀態(tài)下節(jié)省開關(guān)閥時間，減少事故造成的經(jīng)濟(jì)損失，而且其技術(shù)*，性能可靠，操作和維修方便。
具有氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和手動及其保護(hù)機(jī)構(gòu)的低支架閘閥。氣動閘閥由于采用雙層氣缸結(jié)構(gòu)，與單氣缸式氣動閘閥相比，提升力增大了一倍。閥門具備緩沖機(jī)構(gòu)，能有效地減速輕了關(guān)閉閥門時，活塞下行沖擊而造成的閥板車密封面和閥體密封面的磨損，也能避免閘板卡死的現(xiàn)象。它的供氣壓力大于薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的供氣壓力，故輸出力較大，通常使用在高壓調(diào)節(jié)閥上，如執(zhí)行機(jī)構(gòu)要用于比例控制，則需帶雙作用氣動閥門定位器。 
氣動閘閥執(zhí)行器附件選項
根據(jù)不同控制和要求可選擇下列附件：
回訊器：也叫限位開關(guān)，遠(yuǎn)程反饋開關(guān)信號(可選防爆)。
電磁閥：雙作用選二位五通、單作用選二位三通(可選防爆)。
三聯(lián)件：可對氣源穩(wěn)壓、過濾、氣缸加潤滑油。
手輪機(jī)構(gòu)：轉(zhuǎn)動手輪機(jī)構(gòu)，可實現(xiàn)手動開、關(guān)閥。
電氣定位器：輸入4～20mA信號,實現(xiàn)閥門調(diào)節(jié)功能。 
2、雙氣缸活塞式氣動閘閥設(shè)計規(guī)范結(jié)構(gòu)特性
雙氣缸氣動閘閥主要由閥體、閥蓋、閘板、閥桿、密封圈、雙層氣缸及活塞、活塞桿、隔板連同緩沖機(jī)構(gòu)、手動機(jī)構(gòu)、氣動- 手動轉(zhuǎn)換裝置和閥蓋填料箱裝置等組成。
(1) 彈性閘板和閥座密封可靠，零滲漏。且彈性閥座流阻小，水頭損失少。
(2) 氣動- 手動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)裝在氣缸蓋的上部，在閘閥開啟和關(guān)閉過程的任何位置上，都可十分方便地轉(zhuǎn)動操作手柄，直接地進(jìn)行由氣動至手動或由手動至氣動的操作方式轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換操作手柄采用定位銷式自鎖設(shè)計，定位可靠。電磁閥及其控制電路或供風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，不需其他輔助工具，即可迅速轉(zhuǎn)換成手動操作狀態(tài)，保證線路正常運行，避免事故發(fā)生。在新建工程的自控系統(tǒng)未完成之前，本系列閘閥可以作為手動閘閥使用，操作時靈活輕快。
(3) 關(guān)閥時間可調(diào)，通過調(diào)整安裝在隔板上的緩沖機(jī)構(gòu)，還可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整閘閥關(guān)閉的時間。
(4) 閘閥可以配用電的或氣的回訊器，用以發(fā)送閥門開關(guān)狀態(tài)信息( 其中防爆行程開關(guān)有國產(chǎn)和進(jìn)口兩種) 。因此，使用本閥可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制、集中控制和自動控制。
(5) 閘閥的氣缸選用無縫鋼管制造，內(nèi)表面鍍鉻，并經(jīng)拋光處理，具有摩擦力小、不易銹蝕、高硬度和壽命長等優(yōu)點。
(6) 氣缸中的密封圈采用耐油橡膠O 形圈，密封性能可靠，維修時更換方便。
3、雙氣缸活塞式氣動閘閥設(shè)計規(guī)范工作原理
雙氣缸氣動閘閥以0. 4 ～ 0. 6MPa( 表壓) 凈化壓縮空氣作為工作動力，推動活塞，帶動閘板作垂直于流體的位移，實現(xiàn)開啟或關(guān)閉閥門的目的。雙層氣缸和緩沖機(jī)構(gòu)的工作原理，按閘閥工作的4 個階段完成( 圖1) 。
(a) 開啟前階段(b) 開啟后階段(c) 關(guān)閉前階段(d) 關(guān)閉后階段
圖1 雙氣缸工作原理
3.1、開啟的前階段
在閘閥開啟的前階段，上層氣缸的活塞( 以下簡稱上活塞) 和下層氣缸的活塞( 以下簡稱下活塞)同時受力，閥桿在上、下活塞的推動下，以單活塞近二倍的提升力，克服閘板密封面和閥體密封面之間的大靜摩擦力，帶動閘板上升。壓縮空氣由上氣缸的下氣室，經(jīng)由設(shè)置在隔板內(nèi)的特定通道，通過連通管，到達(dá)下氣缸的下氣室，推動上下活塞同時工作。下氣缸上氣室中的氣體，經(jīng)過設(shè)置在隔板內(nèi)的另—特定通道排出氣缸體外。
3.2、開啟的后階段
在閘板稍開啟以后，下活塞就運行到了上止點，閘板在上活塞帶動下，繼續(xù)提升，直至到了全開位置。
3.3、關(guān)閉的前階段
在閥門關(guān)閉的前階段，在上活塞的推動下，閘板離開全開位置，開始下降。
3.4、關(guān)閉的后階段
當(dāng)上活塞接觸到下活塞凸臺，并帶動下活塞一起繼續(xù)下降時，由于下氣缸上氣室的進(jìn)氣通道和下氣缸下氣室的排氣通道設(shè)有阻礙，明顯地減慢了下行的速度，直至閘板下降到了全關(guān)位置。減緩閘板下行的沖擊，自行可關(guān)嚴(yán)閥門，又不使閘板楔得過緊，同時還保護(hù)了密封面，免受猛烈沖擊而損壞。 
技術(shù)參數(shù) 配
置
閥 | 公稱通徑（DN/mm） | 50～700 | | 公稱壓力（DN/MPa） | 1.6～10.0 | | 氣缸類型 | 單缸單活塞雙動作/雙缸雙活塞雙動作（任選） | | 工作介質(zhì) | 經(jīng)凈化壓縮空氣 | | 介質(zhì)溫度 | 5～55℃（低于5℃的壓縮空氣需經(jīng)特殊除水處理） | | 工作環(huán)境 | 潮濕、多塵、易燃、易爆 | | 氣缸操作壓力（MPa） | 0.25～0.5 | 閥
門 | 公稱通徑（DN/mm） | 50～100 | 125～200 | 250～300 | 350～400 | 500～600 | 700 | | 開關(guān)全行程切斷時間/S | ＜4 | ＜8 | ＜13 | ＜16 | ＜22 | ＜25 | | 氣動/手動裝置形式 | 手輪上裝式/手輪中間式（任選） | | 氣動/手動裝置操作 | 詳見指示牌所示、操作要領(lǐng) | | 閥門控制型式 | 單電控/雙電控（任選）可提供防爆型 | | 執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥連接 | 氣動控制閥數(shù)據(jù)單 |
執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸 | 公稱通徑（DN/mm） | 50 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 600 | 700 | | 氣缸內(nèi)徑（mm） | 120～160 | 200 | 300 | 360 | 400 | 615 | | 單缸高度（H/mm） | 405 | 475 | 525 | 565 | 605 | 780 | 830 | 930 | 1000 | 1080 | 1130 | 1200 | 1300 | 1450 | | 雙缸高度（H/mm） | 560 | 630 | 680 | 720 | 760 | 930 | 980 | 1080 | 1150 | 1230 | 1280 | 1350 | 1450 | 1600 |
執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制配件技術(shù)參數(shù) 項目\\型號名稱 | LLF 3 25
防爆閥門控制箱 | VAP ASCO
電磁閥 | 防爆軟管 | 限位開關(guān)（回訊器） | | 性能規(guī)范 | 隔爆型 本安型 使用壓力：0.02-0.1MPa | 24VDC
使用壓力
0.02-0.1MPa | 耐壓：2.0MPa
圍轉(zhuǎn)：360° | 220VDC
0.5A
觸點：單級雙觸點 | | 氣源連接螺紋 | 通徑6mm/3-M12×1.25
通徑10mm/3-M18×1.5
通徑15mm/3-M22×1.5
| 接口直徑
Rc1/4、Rc1/2 | | | | 電源進(jìn)線防爆軟管接螺紋 | M27×1.5、G3/4 | | | | | 回訊器進(jìn)線防爆軟管連接螺紋 | | | M16×1、G1/2 | M16×1.5、Z1/2（進(jìn)口） | | 閥門公稱直徑配氣源銅管直徑 | DN50～150mm配φ8×1
DN200～250mm配φ12×1
DN300～600mm配φ16×1.5
DN700mm配φ18×2 | | | | | 備注 | ·手控裝置有自鎖機(jī)構(gòu)
·電路故障時進(jìn)行手動操作 | ·VPA和ASCO電磁閥、限位開關(guān)的控制
電源回訊器等可集中接入接線盒中 |
4、雙氣缸活塞式氣動閘閥設(shè)計規(guī)范使用過程
(1) 閥門氣動時，上活塞行至行程上端點觸動上回訊器，使之發(fā)訊，下活塞行至行程下端觸動下回訊器，使之發(fā)訊，以作為閘閥開閉信息在中央操作室的模擬儀表盤上進(jìn)行顯示。
(2) 手輪上部的外伸指示桿的上升和下降，標(biāo)示著該閥的閘板是處于提升還是下降狀態(tài)。閘閥關(guān)閉時，外伸指示桿位于低位置。反之，閘閥全開時，外伸指示桿位于位置。此即為閥門啟閉狀態(tài)的現(xiàn)場指示。
(3) 氣缸蓋上部裝有氣動- 手動轉(zhuǎn)換裝置。將轉(zhuǎn)換手柄順時針方向提轉(zhuǎn)到“氣動”定位孔處定位，閘閥處于氣動操作狀態(tài)。反之，將轉(zhuǎn)換手柄逆時針方向提轉(zhuǎn)到“手動”定位孔處定位，閘閥即可進(jìn)行手動操作。手動操作閘閥時，手輪順時針旋轉(zhuǎn)為關(guān)，逆時針旋轉(zhuǎn)為開，其中帶錐齒輪傳動的，其手輪旋向相反。
5、維護(hù)保養(yǎng)
(1) 在使用中，應(yīng)將閘板全開全關(guān)，不允許開啟一部分作為調(diào)節(jié)流量的節(jié)流閥使用。否則，在介質(zhì)的沖刷下易造成密封面損壞。
(2) 應(yīng)經(jīng)常檢查氣源的分水過濾器、減壓閥和油霧器。必要時應(yīng)定期在氣缸內(nèi)壁加注少量潤滑油。
(3) 閥門使用期間，應(yīng)視其動作頻繁程度進(jìn)行定期檢查和維護(hù)。
(4) 供氣故障時，應(yīng)及時將氣動轉(zhuǎn)換為手動，轉(zhuǎn)換時應(yīng)先將轉(zhuǎn)換手柄向外拉出定位銷，手柄沿逆時針方向扳轉(zhuǎn)，并適度轉(zhuǎn)動手輪使手柄扳到位后，即可對閥門進(jìn)行手動控制。當(dāng)手動轉(zhuǎn)換為氣動時，手沿順時針方向扳轉(zhuǎn)復(fù)位。在操作中必須注意氣動與手動不得混亂，特別是轉(zhuǎn)換手柄在手動位置時，不許進(jìn)行氣動。 
6、雙氣缸活塞式氣動閘閥設(shè)計規(guī)范工業(yè)應(yīng)用
雙氣缸氣動閘閥應(yīng)用在柴油罐區(qū)時，儲運調(diào)和柴油罐區(qū)擁有柴油罐共10 座，該氣動閥是安裝在柴油罐的生產(chǎn)線、新生產(chǎn)線、調(diào)合入口線，共安裝氣動閥24 個。該氣動閥正常情況下由操作室中計算機(jī)控制開關(guān)，在控制閥回訊信號失靈時要使用手氣動，若手氣動仍然失靈，則將氣動閥切換到手動操作，即與一般閘閥一樣操作。該氣動閥在柴油罐區(qū)的使用已有一段時期，從使用和維護(hù)情況看，該閥技術(shù)*，性能可靠，操作切換和維修方便，*生產(chǎn)操作要求，操作使用中基本無泄漏，可保持周圍環(huán)境整潔，地降低了維護(hù)的工作量和費用。該雙氣缸氣動閘閥經(jīng)過在柴油罐區(qū)一段時期的應(yīng)用，通過與普通閘閥相比，具有顯著的優(yōu)勢。
(1) 該閥只須在操作室內(nèi)即可完成切換操作，既減輕了勞動強(qiáng)度，又提高了工作效率。
(2) 閥門具有靈活可靠的氣動- 手動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。當(dāng)控制電路或供風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，不需其他輔助工具，即可迅速轉(zhuǎn)換成手動操作狀態(tài)，保證線路正常運行，避免事故發(fā)生。而普通閘閥在出現(xiàn)故障后只能維修、更換或停用。
(3) 該閥的氣缸選用無縫鋼管，內(nèi)表面鍍鉻，具有不易腐蝕、使用壽命長等優(yōu)點。而普通閘閥大多是由鑄鐵制造，易腐蝕，維護(hù)費用高，且容易泄漏，污染環(huán)境。
(4) 閥門氣缸中的密封圈采用耐油橡膠O 形圈，密封性能可靠，維修時更換方便。而普通閘閥一般都使用軟填料密封，其密封效果不太理想，泄漏率較大。尤其是閥桿腐蝕后，其泄漏情況更為嚴(yán)重。即使壓完填料后，再開關(guān)幾次，密封又失效，所以只能更換。
7、雙氣缸活塞式氣動閘閥設(shè)計規(guī)范結(jié)語
雙氣缸氣動閘閥采用氣動驅(qū)動裝置，安全，可靠，成本低，維修方便。氣動機(jī)構(gòu)采用雙氣缸結(jié)構(gòu)，能解決閘板在閥體內(nèi)楔死的問題。氣缸中的密封圈采用耐油橡膠O 形圈，密封性能可靠，維修時更換方便。在氣缸蓋上部裝有氣動- 手動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，可進(jìn)行由氣動至手動或由手動至氣動的操作方式轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換操作手柄采用定位銷式自鎖設(shè)計，定位可靠。雙氣缸氣動閘閥具有一系列技術(shù)優(yōu)勢，能夠滿足相關(guān)工況系統(tǒng)的需求，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。
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