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【机械设计】气动控制阀耗气量估算

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化工装置中为了本质安全的考虑气动控制阀(调节阀、开关阀),气缸的选择也有很多讲究,比如调节阀(气动薄膜执行机构-直行程/)、切断阀(活塞式,拨叉式,齿轮齿条式-角行程)


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式中:


D:活塞直径(m)


d:活塞杆直径(m)


P:气缸的工作压力


n:工作效率


3. n:工作效率的选用原则


(1)若气缸的动态参数要求高且工作频率高n一般取0.3-0.5速度高取小值,速度低时取大值


(2)若气缸工作的动态参数要求一般,工作频率不高基本是匀速运动n可取0.7-0.85



耗气量:气动仪表、元件或控制设备为完成给定动作在规定时间内所消耗的标准状态空气量,以每小时标准立方米( Nm3/h)表示, Nm3/h指的是标准状态101.325 kPa,0 ℃时实际应用中可以根据PV/T=C(常数)转换成工作状态 m3/h。


静态耗气量:气动仪表、元件或控制设备在稳定工作时所消耗的空气流量,还叫称为稳态空气量。


动态耗气量:气动元件或控制设备在完成某一动作的过程中所消耗的空气流量。


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1、标准

①化工仪表供气设计标准


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②仪表供气设计标准

       仪表总耗气量大小,决定气源装置设计容量。仪表总耗气量计算, 宜采用汇总方式计算,也可以采用下列简便的方法估算仪表超气总量:

1.每台控制阀耗气量为0.7Nm3/h~1.5Nm3/h;

2.控制室气功仪表每台耗气量为0.5Nm3/h~1.0Nm3/h;

3.现场气动仪表每台耗气量为1.0Nm3/h;

4 .切断阀的耗气量要根据气缸容积和每小时大约动作次数估算;

5 .正压通风防爆柜耗气量根据制造商提供的数据估算。


2、气缸的型式

①调节阀(气动薄膜式,气动活塞式);

②开关阀(拨叉气缸式,齿轮齿条式);

③作用形式(单作用,双作用);

④安全系数(弹簧的推力正常是按实际的1.2~1.5倍考虑);


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简单的供气系统示意图


3、气动控制阀耗气量估算:


根据某石油化工项目的装置特点和控制阀的数量,口径、控制阀类型,气缸型式等综合计算耗气量和缓冲罐的大小,大体的估算一下仪表风系统供气装置的耗气量(通过简单的填数,即可得到总的耗气量);


气动蝶阀的优点在于结构简洁,流阻系数小,流量特性趋于直线,可以用于切断和调节。气动蝶阀耗气量与阀门口径及气缸的缸径成正比,气缸越大,耗气量越多,开关时间越长,以下列出气缸对应的耗气量。

   气动蝶阀的驱动装置可分为手动电动气动等方式,这也是根据顾客的要求,我们选用不同材料的密封圈,不同材料的零件,可适用于不同的介质,工况,是蝶阀成为达到很大的效果。


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      气动蝶阀的耗气量和开关时间如下表


   
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4、结论

综上所述,化工装置特点和控制阀(调节阀、开关阀)的数量,口径、阀体类型,气缸型式,分析仪表用气方面,特殊仪表、设备等用气来综合计算耗气量和缓冲罐的大小(维持时间一般是30min 以内),保证装置供气系统稳定可靠,为安全生产保驾护航。仪表本质安全也是极为重要的。


   
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来源:非标机械专栏
电子材料控制
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首次发布时间:2025-10-19
最近编辑:10月前
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