控制閥的基本構(gòu)成控制閥基礎(chǔ)知識(shí)與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥

控制閥的基本組成:

執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生推力扭矩→調(diào)節(jié)閥芯位移→改變流通面積→改變流量→也稱(chēng)為調(diào)節(jié)閥。

控制閥在系統(tǒng)中的作用:

控制閥門(mén)的基本分類(lèi)：

閥體類(lèi)型:

執(zhí)行機(jī)構(gòu):

控制閥的驅(qū)動(dòng)裝置:

根據(jù)能源供應(yīng)，可分為氣動(dòng)、電動(dòng)和電液。

氣動(dòng)膜執(zhí)行機(jī)構(gòu):

氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu):

電動(dòng)執(zhí)行器:

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu):以電為能源的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具有電動(dòng)控制、電磁式。(見(jiàn)南社百科發(fā)表的電子調(diào)節(jié)閥相關(guān)課件)。

按位移分為直行程、角行程和多轉(zhuǎn)。

它具有動(dòng)作快、響應(yīng)快、供電方便、傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。

液壓(電液)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：

液動(dòng)、電液或氣液執(zhí)行器:主要用于需要大推力、大扭矩、快速響應(yīng)、安全可靠裝置和閥門(mén)的配套。

電液執(zhí)行的需要，電液執(zhí)行器被廣泛使用。

附件:

控制閥也可以配備各種附件，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品本身的各種控制功能；

附件可以滿足控制系統(tǒng)對(duì)閥門(mén)的各種特殊要求；

附件的作用是使控制閥的功能更加完善、合理、完善。

定位器:

閥門(mén)定位器:用于提高控制閥的調(diào)節(jié)性能，實(shí)現(xiàn)正確定位。氣閥定位器；電氣閥定位器；智能閥定位器。

定位器的工作原理:

氣濾減壓器：凈化氣源，具有自動(dòng)穩(wěn)壓功能。

手輪機(jī)構(gòu):當(dāng)氣源或電源信號(hào)發(fā)生故障或執(zhí)行器零件損壞時(shí)，手輪可以繼續(xù)手動(dòng)操作控制閥。

也有閥位變送器，電磁閥，限位開(kāi)關(guān)，保位閥，氣動(dòng)放大器，儲(chǔ)氣罐等。

調(diào)節(jié)閥的特性:

一是流量系數(shù)。

流量系數(shù)cv:溫度為60°F的水，在1PSI壓降下每分鐘流過(guò)調(diào)節(jié)閥的美國(guó)加侖數(shù)。

流量系數(shù)Kv:溫度為5℃-40℃的水，在100KPa的壓降下，在1小時(shí)內(nèi)通過(guò)調(diào)節(jié)閥的立方米數(shù)。

Cv是英國(guó)單位的流量系數(shù)(美加侖/分鐘)。(美加侖=3.785升)

Kv是國(guó)際單位的流量系數(shù)(m3/h)。

Kv=0.8569Cv，Cv=1.167Kv。

Kv或Cv代表閥門(mén)的循環(huán)能力，與閥門(mén)形式、閥門(mén)尺寸、閥座尺寸、閥門(mén)行程有關(guān)。

KV值的計(jì)算:

注意：調(diào)節(jié)閥將KV值標(biāo)記在銘牌上(閥門(mén)全開(kāi)時(shí)的額定流量系數(shù))。

二是可調(diào)比。

控制閥能夠控制的 大流量與 小流量之比

R=Qmax/Qmin。

反映了控制閥調(diào)節(jié)流量的能力。

通常直通閥R為30-50。旋轉(zhuǎn)閥門(mén)可以達(dá)到300。

3.調(diào)節(jié)閥的流量特性——調(diào)節(jié)質(zhì)量。

定義:流體通過(guò)控制閥的相對(duì)流量和相對(duì)行程的函數(shù)關(guān)系:Q/Qmax=f(L/Lmax)

線流特性與等百分比流特性對(duì)比：

例如，調(diào)節(jié)閥開(kāi)度變化量為10%的流量變化。

線性:22.67-13/13=74.4%90.33-80.67/80.67=12%

等比:6.58-4.68/4.68=40.6%71.17-50.65/50.65=40.6%

線性流量特性在開(kāi)度小時(shí)內(nèi)，流量變化大，靈敏度高，閥門(mén)來(lái)回工作，會(huì)造成閥芯嚴(yán)重沖刷，同時(shí)產(chǎn)生閥門(mén)振動(dòng)。

開(kāi)度大時(shí)，閥門(mén)流量變化小，靈敏度低，失去調(diào)節(jié)功能。

等待百分比調(diào)整的特性改善了這些方面。

閥芯和流量特性:

閥芯的形狀決定了不同的流量特性。

套筒閥、柱塞閥和v型開(kāi)口閥可以改變閥芯的形狀和流量特性。

4.泄漏:

當(dāng)閥門(mén)在規(guī)定的關(guān)閉推力下處于全關(guān)閉位置時(shí)，流體在規(guī)定的壓差和溫度下流過(guò)閥門(mén)的數(shù)量是可以測(cè)量的。

泄漏量通常用額定行程下流通能力的百分比表示，或者用在規(guī)定時(shí)間內(nèi)流通的累積量表示。

通常以泄漏等級(jí)表示：

I:用戶與制造商協(xié)商。

ⅱ:0.5%*kv。

三：0.1%*Kv

四：0.01%*Kv

v:3*10-4毫升/分鐘。

V：泡沫級(jí)，軟密封。

注：泄漏與 小流量的區(qū)別。

5.正反作用。

整個(gè)控制閥，空氣開(kāi)啟，空氣關(guān)閉(故障開(kāi)啟，故障關(guān)閉)。

選擇閥門(mén)所需的參數(shù)：

調(diào)節(jié)閥的選擇需要機(jī)械、電氣、技術(shù)等多方面的知識(shí)。盡量提供詳細(xì)的技術(shù)參數(shù)，有助于選擇性?xún)r(jià)比 高、控制 正確的閥門(mén)。以下是選擇調(diào)節(jié)閥所需的技術(shù)參數(shù)。

管道的材料、尺寸和規(guī)格。

工藝介質(zhì)名稱(chēng):中英文。

介質(zhì)特性:狀態(tài)、密度、粘度、濃度，含有粒子嗎？有腐蝕性等嗎？

高、正常、 低工作溫度；

大、正常、 小流量；

大、正常、 小入口壓力；

大、正常、 小出口壓力(或差壓)；

大允許關(guān)閉壓差；

失氣時(shí)調(diào)節(jié)閥的狀態(tài)要求:例如故障開(kāi)關(guān)

儀器控制信號(hào)；

連接方式:法蘭、螺紋或焊接。

調(diào)節(jié)閥的選擇:

調(diào)節(jié)閥的選擇步驟:

計(jì)算Kv值、直徑和閥門(mén)尺寸；

確定流量特性；

確定標(biāo)稱(chēng)壓力和材料；

確定控制閥的類(lèi)型；

根據(jù)需要選擇閥門(mén)附件。

1.計(jì)算Kv值和直徑。

*所選閥門(mén)的直徑不得小于管道尺寸的一半。

開(kāi)度驗(yàn)算:通常希望控制閥在開(kāi)度的20%-80%工作。

上述計(jì)算通常由調(diào)節(jié)閥的計(jì)算軟件程序完成。

2.確定控制閥的流量特性。

目的:滿足控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

由于計(jì)算復(fù)雜，流量特性的選擇多采用經(jīng)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

選擇直線流量特性閥的情況一般為①差壓變化小，幾乎恒定②工藝系統(tǒng)主要參數(shù)的變化為線性③系統(tǒng)壓力損失大部分分配給調(diào)節(jié)閥(改變開(kāi)度，閥差壓變化相對(duì)較小)④外部干擾小，給定值變化小，調(diào)節(jié)范圍要求小的情況。

優(yōu)先選擇等百分比特性閥時(shí)，①實(shí)際可調(diào)范圍大②開(kāi)度變化，閥上差壓變化相對(duì)較大③配管系統(tǒng)壓力損失大④工藝系統(tǒng)負(fù)荷大幅變動(dòng)⑤調(diào)節(jié)閥常在小開(kāi)度下運(yùn)行。

3.確定閥門(mén)的標(biāo)稱(chēng)壓力和材料。

調(diào)節(jié)閥材料的選擇:

1)受壓部件如閥體、上閥蓋、下法蘭、連接件；有鑄鐵、碳鋼、不銹鋼、合金鋼等。

閥內(nèi)部件材料：閥芯，閥座，套筒等。

不銹鋼要，不銹鋼，合金鋼，堆焊司太萊合金等；

3)執(zhí)行機(jī)構(gòu)材料:薄膜材料、氣缸、彈簧等。；主要調(diào)節(jié)閥制造商選擇。

4.確定控制閥的類(lèi)型。

閥體(單座和套筒)；閥蓋(介質(zhì)溫度)；

填料結(jié)構(gòu)(蒸汽、過(guò)熱蒸汽、天然氣、導(dǎo)熱油、有毒有害介質(zhì))。

執(zhí)行機(jī)構(gòu):

輸出力(扭矩)( 大關(guān)閉壓差和摩擦力)；

氣動(dòng)、電動(dòng)、電液(價(jià)格、可靠性、防爆)；

功能模式(故障開(kāi)啟，故障關(guān)閉)。

5.附件(工藝要求)

選擇閥門(mén)的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)

如果不提供 大允許關(guān)閉壓差，則根據(jù)閥門(mén)入口的 大壓力作為 大允許關(guān)閉壓差值。

直通閥的標(biāo)準(zhǔn)流量特性為等比。三通閥的標(biāo)準(zhǔn)流量特性是線性的。

電動(dòng)閥在失電狀態(tài)下保持在失電前的位置。如果有特殊要求，請(qǐng)說(shuō)明。

高粘度流體必須提供粘度，否則會(huì)影響閥門(mén)流量系數(shù)的計(jì)算。

選擇閥門(mén)的重要性：

如何選擇調(diào)節(jié)閥，尤其是閥門(mén)直徑和執(zhí)行器的推力？使調(diào)節(jié)閥在高水平運(yùn)行將是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

選擇不準(zhǔn)確，易造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，調(diào)節(jié)性能差，使用壽命短。

(1)正確選擇-系統(tǒng)設(shè)計(jì)師(準(zhǔn)確的技術(shù)參數(shù)、工藝圖，與廠家充分溝通)；

(2)產(chǎn)品質(zhì)量-生產(chǎn)廠家(用好材料，加工工藝)；

(3)正確安裝、使用和維護(hù)——用戶。

氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥:

氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥主要由氣動(dòng)執(zhí)行器、閥體和附件組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)以清潔壓縮空氣為動(dòng)力，接收4~20毫安電信號(hào)或20~100KPa氣信號(hào)，驅(qū)動(dòng)閥體移動(dòng)，改變閥芯與閥座之間的流通面積，從而達(dá)到調(diào)節(jié)流量的效果。為了提高閥門(mén)的線性度，克服閥桿的摩擦力和被調(diào)節(jié)介質(zhì)工作條件(溫度和壓力)變化的影響，閥門(mén)定位器與調(diào)節(jié)閥相匹配，使閥門(mén)位置能夠根據(jù)調(diào)節(jié)信號(hào)準(zhǔn)確定位。

為保證機(jī)組安全運(yùn)行，一些重要閥門(mén)設(shè)計(jì)有電磁閥、保位閥、快速泄壓閥等附件，以保證調(diào)節(jié)閥在失電、失信號(hào)或失氣時(shí)能快速打開(kāi)(關(guān)閉)或保位(三斷自鎖保護(hù))，滿足工藝系統(tǒng)安全運(yùn)行的要求。

空氣。