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  • 調節閥
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Controlvalve-控製閥(fá)的選擇
Controlvalve-控製閥調節閥的分類方法很多,目前國內和上通常的(de)一種分類方法是(shì)按結構、原理和作用劃分,總(zǒng)共為9大(dà)類,即直通單座調節閥(fá)、直通雙座(zuò)調節閥、套(tào)筒調節閥、角(jiǎo)形調節(jiē)閥、三通調(diào)節閥、隔膜閥、蝶閥、球閥(fá)和偏心旋轉閥,這九類產品是基本、普通的產品,通常(cháng)也稱為標(biāo)準型產品,其它在此基礎上結合實際(jì)應用改進而來的,稱為特殊型產品。
1.1標準型調節閥的(de)特點及正確選擇1.1.1直(zhí)通單座調節閥
直(zhí)通單座調節閥隻有一個閥芯(xīn)和一個閥座,容易實現嚴格的密封,可金屬與(yǔ)金屬的硬密封,或金(jīn)屬與聚四氟乙烯或其它(tā)複合材(cái)料的軟密封,標準泄漏量為0.01%C(C是額定流量係數),允許壓差小,流通能力小,比如DN100單座調節閥的允許壓差僅120kPa,流(liú)通能力僅為100。流路複雜,結(jié)構簡單,適用於泄漏(lòu)要求嚴格、工(gōng)作壓差較小的幹淨介質(zhì)的場合,但小規格(gé)的調節閥(DN1/2、3/4、20)亦可用於壓差較大(dà)的場(chǎng)合(hé),是應(yīng)用較為廣泛的(de)調節閥之一,當進一步設計後,可作為切斷閥使用。閥芯形狀決定了流量特性,受衝刷後失去(qù)原有特性(xìng),更換閥芯可改變流量特性。但流體(tǐ)介質對閥芯的推力大,即不平衡力大,需配(pèi)推力較大的執行機構,因此,在高壓差、大口徑的應用場合,不宜這類調節閥。選(xuǎn)用此閥應(yīng)特(tè)別注意(yì)壓差校核,防止被(bèi)頂開。
1.1.2直通雙座調節(jiē)閥(fá)
直通雙座調節閥有兩個閥芯和兩(liǎng)個閥座,由於上閥芯所受向(xiàng)上推力和下閥芯所受向(xiàng)下推力基本平衡,因此,整個閥芯所受不平衡力小,允許壓差大,比如DN100雙座調節閥允許壓(yā)差280kPa,流(liú)通能力大,與相同口徑的其它調節閥相(xiàng)比,雙座(zuò)調節(jiē)閥(fá)可流過(guò)更多流體,同口徑雙座調節閥流通能力比單座調(diào)節閥流通能力約大(dà)20%~50%。例如(rú),DN100雙座調節閥的流通能力達160。因(yīn)此,為獲得相同的流通能(néng)力,雙座調節閥(fá)可選用較小(xiǎo)推力的執行(háng)機構。雙座調(diào)節閥頂底雙導向,因此,正體閥和反體閥的改裝方便,即隻需(xū)將閥(fá)芯和(hé)閥座反過來安裝(zhuāng)就(jiù)能將正體閥改為反體閥,或者將(jiāng)反體閥改為正(zhèng)體閥,而不需要改選執行機構的正作用或反作用類型。雙座調節閥的上、下閥芯不能同時(shí)保證關閉,泄漏量較大,標準泄漏量為(wéi)0.1%C(C是額定流量(liàng)係(xì)數);流路複雜,不適(shì)用於高壓差的應用場合,因為在該種(zhǒng)應用(yòng)場合,閥受到高壓流(liú)體的衝刷較為嚴重,並且容易形成閃蒸和空化,加重對閥體的衝刷,同(tóng)樣它也(yě)不適用於含纖維介質和高黏度流體的控製。
1.1.3 套筒調(diào)節閥
套筒調節閥又稱籠式閥,它的閥內件閥芯和(hé)閥籠(套筒),套(tào)筒可以是直通單座調節閥,也可以是雙座(zuò)調(diào)節閥(fá)或角形調節閥等:有單密封、雙密(mì)封兩種結構,前者相(xiàng)當於單座調節閥,適應於單(dān)座調節閥場合(hé);後者相當於雙座調節閥,適(shì)應(yīng)於雙座調節閥場合。除此之外,它還具有穩定性好、裝卸方便、維護方便、有降低(dī)噪音和降低空化(huà)影響的特點,但價格比(bǐ)單、雙座調節閥貴50%~200%,還需要專門的纏繞密封墊(diàn),它的應用也比較廣泛,僅次於單(dān)、雙座(zuò)調節閥,但對(duì)於不幹(gàn)淨介質和(hé)易(yì)結(jié)晶、結巴、結垢介質不應選用此閥。
1.1.4 角形調節閥
角形調節閥是具有特殊閥體結(jié)構的單座調節閥,適(shì)用於特定的配管和流體場合,它是將直通的閥體改變為角形(相當於一個彎頭)閥體,其節流、受力形式完全等(děng)同於單座(zuò)調節閥。保留了單座調(diào)節(jiē)閥泄漏小、許用壓差小(xiǎo)的特點。除(chú)此之外,由於其流路簡單具(jù)有"自潔"性能,可適用於不幹淨介質,還可進一步改進為防堵角(jiǎo)閥,適用於含(hán)有懸浮顆粒介質的工況場合,尤其在安裝空間受限製的場合特別適用。
1.1.5 三通調節(jiē)閥(fá)
三通調節閥利用閥芯自身導向(xiàng),更換氣開、氣關時 更(gèng)換執(zhí)行機構,應注意的是它的氣開、氣關(guān)的(de)含義與其(qí)它調節閥不一樣,它的氣開和氣關 要明(míng)確對哪一路而言,即水平位置(zhì)還是垂直位(wèi)置。它(tā)有三個通道,可代(dài)替兩個直通單座調節(jiē)閥用於分流和合(hé)流兩組流及溫差≤150℃的場合,當DN≤80mm時,合流閥可用於分流場合。
1.1.6隔膜調節閥
隔膜調節閥(fá)由耐腐蝕的(de)隔膜和(hé)內襯耐腐(fǔ)蝕材質的閥體組成,流路簡單,適應於不幹淨介質(zhì)及弱腐蝕性介質的兩位切斷場合(hé)。它是(shì)早(zǎo)的(de)調節(jiē)閥之一,由(yóu)於具有近似快開的流量特性,調節品質較差,又受隔膜和襯裏材質的影響,不能用於高溫和高壓等工況,一般工作壓力≤1.6MPa,工作溫度≤150℃,加(jiā)之隔膜容易(yì)損壞、壽命短的缺(quē)點,現在使用的場合已不多。
1.1.7 蝶閥
蝶(dié)閥相當(dāng)於一段管道來做閥體, 設(shè)閥板節流,是用於控製的普通的(de)旋(xuán)轉調節閥。適用於低壓、中壓或者 少數(shù)情況下用於高靜壓、大流(liú)量的(de)場合,但壓差(chà)有限製。其體積小、重量輕,比同口徑的球形類調節閥輕4~10倍,口徑與價格比小,特別適(shì)用於大口徑的場合(hé),且調節閥的口徑越大,此特點越 。一般當DN>300mm時,通常都由蝶閥來完成。
1.1.8 球閥
球閥是一種成熟(shú)的老產(chǎn)品,有"O"形和"V"形球(qiú)閥之分,流路較簡單,流阻(zǔ)小,損失小,"自潔"性(xìng)能好(hǎo)。"O"形球閥是一種無阻(zǔ)力調節閥,同(tóng)規格相比,額定流量係數大,常(cháng)用於大流量及不幹淨介質的場合;"V"形球閥提供近似對數流量特性,且可調比大,"V"形(xíng)球芯與閥座(zuò)相對旋動時產生(shēng)剪切作用,尤其適用於高黏度、懸(xuán)浮流、紙漿等不(bú)幹淨、含纖維介質的調(diào)節和切斷。球閥的價格比較昂貴。
1.1.9 偏心旋轉閥
又稱凸輪撓曲閥,它綜合了球閥、蝶閥的長處,流路簡單,"自潔"性能和調節性能好,適用(yòng)於結(jié)晶、結巴及不幹淨介質的場合;閥體(tǐ)體(tǐ)積小、重(chóng)量輕,可根據現(xiàn)場安裝的(de)位置不更(gèng)換任(rèn)何(hé)零件而靈活(huó)組裝;額定流量係數大,比同口徑的單座、雙座調節閥(fá)大10%~30%,可調比大,可達100:1;閥座密封可靠,由於閥芯支撐臂的擾(rǎo)性作用以及閥芯球麵(miàn)偏心旋轉運動減少了所(suǒ)要求的操作力(lì)矩,補償了一些不對稱性,在流開、流(liú)閉(bì)和(hé)高壓差下都能穩定運行;比例調節時,需(xū)配定位器,可通過改變定位器中凸板位置,方便地得到直線或等百分(fèn)比流量特性。
1.2 特殊型調節閥的選擇
為(wéi)特殊應用,在上述調節閥的基礎上,如(rú)果上閥蓋加長、添(tiān)加散熱片可用於低溫和高溫場合;多個彈簧的執行機構可減小整個調節(jiē)閥的體(tǐ)積和重量;為降低噪聲一(yī)係列降噪措施設計可組成(chéng)低噪聲調節閥。此外,還有為(wéi)便於維護和(hé)清洗閥體分離結構的閥體分離調節閥;為連鎖動作的快速要求的快速(sù)切斷調節閥;為小(xiǎo)流量控製要求設計的小流量調(diào)節閥;為防止泄漏的波紋管密(mì)封調節閥等。 這些特殊類型的調節閥都是為了滿(mǎn)足(zú)特殊(shū)工藝生產過程(chéng)或某一特定使用(yòng)場合使用(yòng)的閥,屬於非標準(zhǔn)的。它們具有工作條件複雜、使用要求高、生產批量小的特點,這(zhè)些調節閥通常都是由標準類型產品針對使(shǐ)用要求演變、改進而來的。因此,首先應按非特殊性來確定其基本型式,然後再(zài)針對特(tè)殊性來確定相應的變形型式及(jí)材料(liào)等。
附件的(de)選(xuǎn)擇
調(diào)節閥的附件主要有:閥門定位器、閥位開關、氣動(dòng)保位閥、氣動繼動器、電磁閥、空氣過濾減壓器、手輪機(jī)構、閥位傳送器(qì)和轉換器等。其中閥門定位器有電氣閥門定(dìng)位器和氣動(dòng)閥門定位器,主要用於改善調節閥的工作特性,實現正確定位,提高調節閥(fá)位置的線性度,減少調節信號的傳遞滯後,改變調節閥的流量特性,改(gǎi)變調節閥對信號(hào)壓力的(de)響應範圍,實現分程控製和正確定位。它是調節閥主要(yào)的附(fù)件之一,其好壞會直接影響到調(diào)節(jiē)閥及(jí)調節係統的性能(néng)和品質。下麵著重介紹選擇閥(fá)門定位器時(shí)需要(yào)考慮的(de)幾種主要因素:
1)閥門定位器能否實現"分程"功能,即閥門定位器隻對輸入(rù)信號的某個範圍有響應。若閥門定位(wèi)器能實現該功能,就可根據實際(jì)需要用一個輸入信號來控製(zhì)兩台或多台調節閥;
2)零點和量程的調校是否容易,標定是(shì)否獨立,穩定性如何;
3)閥門定位器的精度如何。在理想工作狀態下,對應某一輸入信號(hào),調節閥的內件(包(bāo)括調節閥的閥芯、閥杆、閥座等)每次都(dōu)應準確地(dì)定位在所需要的位置,而不(bú)管行程的方向或者調節閥的內件承受多大的負載(zǎi);
4)閥門定位器的作(zuò)用速度如何以及頻率特性如何。因(yīn)為閥門定位器可以不斷比較輸入信號和閥位,並根據它們之間的偏(piān)差調節其本身(shēn)的輸出。如果閥門(mén)定位器對這(zhè)種偏差響應速度(dù)快,那麽單位時間裏介(jiè)質的流動量就大,調節係統對設定點和(hé)負載變化(huà)的響應就愈快,即係統的誤差愈小,控製(zhì)品質也就(jiù)愈佳(jiā)。一般來說,頻率(lǜ)特性愈(yù)高,即(jí)對頻率響應的靈敏度(dù)愈高,控(kòng)製性能就愈好。需要注意的是頻率特性的評估應采取實驗和理論相(xiàng)結合的方法,而非一味憑借理論,並且在評估時,實驗方法 穩定(dìng)、科學,同時應將閥(fá)門定位器和執行機(jī)構合並起來一塊考慮;
5)閥門(mén)定位器與調節閥組合(hé)以後,其定(dìng)位分辨力(lì)變化如何。定位分辨力對調節係統的控製品質有(yǒu)非常明顯(xiǎn)的作用,因(yīn)為分辨力越高,調節閥的定位就越接(jiē)近理想值,因調節閥過調而造成的波動變化就可以(yǐ)得(dé)到有效(xiào)抑製,從而終達到限(xiàn)製被調節量周期性變化的目的。
6)閥門定位(wèi)器的大額定供氣壓力(lì)是否和執行機構的額(é)定操作壓力相(xiàng)匹配,安裝(zhuāng)和連接是否方便,維護量和維護程度如何,等等。
而除(chú)閥門定位器外,其它的幾類附件(jiàn)相對來說比較簡單,在此不需要重(chóng)複。附件都(dōu)起補充功能和保證調節閥正確運行的作用,在(zài)選擇時要把(bǎ)握的原則是必要的增加,不必要的舍棄,否則隻會提高控製係統的運行成本並降低可靠性。


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