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- 【导读】调节阀又称控制阀,它是工业自动化过程控制系统的终端控制单元。在系统中,调节阀接受仪表输出的控制信号,驱动动力操作去改变被调介质的流量和压力。也可以称之...
调节阀又称控制阀,它是工业自动化过程控制系统的终端控制单元。在系统中,调节阀接受仪表输出的控制信号,驱动动力操作去改变被调介质的流量和压力。也可以称之为节流部件,起一个变阻元件的作用,其核心是一个可变位移的阀芯与不移动的阀座之间形成的节流窗口(节流面积),改变位置就可以改变调节阀的阻力特性,从而改变工艺系统的阻力特性,达到调节流量的目的,对生产中某些工艺参数(如流量、压力、温度、液位等)进行自动调节,实现过程控制自动化。
调节阀的构成总体构成:包括执行器、阀体、阀内组件、各种附件所组成。
执行机构:气动、电动或液体的装置,它是调节阀的主要驱动单元。
附件构成:定位器、变送器、转换器、手动操纵器、电磁阀和限位开关等等。
调节阀的分类
按驱动方式分为:气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀、自力式压力调节阀、自力式温度调节阀;
按运转方式分为:直行程、角行程;
按结构分为:单座调节阀、双座调节阀、套筒调节阀、角式调节阀、三通调节阀、V型调节阀等
调节阀性能指标流量系数:用统一恒定的阀门压降下所测得的Zda流量值为流量系数。它是阀门几何结构和给定行程有关的常数。流量系数是体现调节阀流通能力的Z重要指标,流量系数通常用Cv、Kv来表示;
Cv—英制单位的流量系数。其定义为:温度60·F(15.6℃)的水,在llb/in⒉(7kpa)压降下,没分钟流过调节阀的美加仑数。
Kv—国际单位制(SI制)的流量系数。现已在国际国内广泛采用。其定义为温度5—40℃度的水,在100kpa(0.1mpa)压降下,每小时流过调节阀的立方米数。
C、Cv、Kv之间的关系为:Cv=1.17CKv=1.01C
额定流量系数:额定行程下阀门的流量系数。额定行程是阀门截流元件从全关位置运动至额定全开位置的距离。通常为阀门的Zda开度,并以百分比表示。
相对流量系数:指定行程时流量系数。与额定行程的流量系数之间的比例。
流量特性:当额定行程从0变化到1**%时,流经阀门的Zda流量的百分比与额定行程百分比之间的关系,以曲线表示,称为流量特性。这也是衡量阀门流通特性和能力的Z重要的指标。
固有流量特性:是在经过阀门的压力降恒定时,所得出流量与行程之间的流量特性曲线,它只与阀门几何机构和行程有关.
典型阀门特性曲线分析有关恒定阀门的压力降方法所测得的阀门流量特性曲线,典型的有三种:线性、等百分比和快开。
快开特性:一种固有流量特性,在行程百分比很低的位置,即在截流元件行程很小,开度很小的位置,提供很大的流量变化,即可以获得很大的流量系数。
线性特性:一种固有流量特性,额定行程的等量增加与Zda流量成正比例的增加,即行程的等量增加提供的流量系数也等量增加。可以用一条直线在流量特性图上表示出来。
等百分比特性:一种固有流量特性,额定行程的等量增加回产生Zda流量等百分比的改变。额定行程的等量增加回产生流量系数的等百分比的改变。
阀门流量特性优缺点的比较从调节阀特性曲线图可以看出,快开性在低开度位置能提供Zda的流量改变,该特性的阀通常用于开关切合。直线特性始终在等百分比特性的上方。在同一开度下,直线特性流量大,压差变化快,故调节速度比等百分比特性快。从流量的相对变化上看,直线特性小开度变化大,大开度变化小,使小开度时调节太快、太强、易产生超调、引起振荡;大开度时调节作用太慢太弱,不够及时、灵敏。而等百分比特性正好弥补了这个缺点,它的流量相对变化是一个常数,小开度时流量小,流量的变化也小,调节平稳缓和;大开度时流量大流量变化也大,调节灵敏有效,因而其适应性也比直线特性强。由于等百分比特性大部分流量集中在后面,开度为70%时,相对流量仅36.2%,90%时为71.2%,因此,等百分比阀的容量不易充分利用,故经济性差。选阀时,有时会出现等百分比特性比选直线特性口径要大一档的情况,特殊材料的阀,选用时更应加以考虑。
调节阀选型
1、选型的重要性
调节阀选型应用的好坏,除产品自身质量、用户是否正确安装、使用、维护外,正确地计算、选型十分重要。由于计算选型的失误,将会影响整个系统,甚至无法投用或引起巨大的经济损失。所以,用户采购人员、系统设计人员必须对调节阀的选型重视,应由经验丰富的设计院、研究所、生产厂的调节阀专业人员计算、选型。
2、执行器的选择a根据现场条件选择执行机械驱动类型:当现场只能提供气源和控制信号时,选气动执行机构;当现场只能提供电源和控制信号时,选电动执行机构;如果气源和电源以及控制信号都没有时,只能选自力式调节阀。
b电动执行机构的特点:优点是驱动源(电源)方便,控制线路比气动执行机构简单,缺点是可靠性、防水防爆防护性能、稳定性、寿命不如气动执行机构,而且批量使用时成本高,建议优先选用气动式。
c气动执行机构的特点:优点是性能稳定、防护性好、批量使用时可以明显地节约成本、而且重量轻、寿命长,缺点是控制线路相对复杂(需布气源管路和信号线路),选配附件繁琐,如果没有气源单台使用成本高。
3、结构类型的选择调节阀常用的结构类型有:直行程的单座阀、套筒阀、双座阀、三通阀(合流、分流)、直角阀,角行程的O球阀、V球阀、蝶阀。
根据现场工艺参数条件及要求,结合下表中调节阀的不同结构的特点来选择:
结构类型,特点与运用场合
单座阀:阀座泄漏量小,容许压差小,适用于一般流体,要求密封性好或兼具切断功能的场合。
双座阀:不平衡力小,容许压差较单座阀大,但流路复杂,阀座泄漏量比单座阀和套筒阀都要大。适用于压差较大,对密封性没有要求的场合。
套筒阀:稳定性好,容许压差大,容易更换维修内件。适用于一般流体,压降损失小,流量大,可调范围广,动态稳定性好,噪音小,空化腐蚀性小,它结合了单座和双座的优点。
角型阀:有单座和套筒两种结构形式,流路简单,入口、出口成90度直角,便于自净和清洗。适用于直角连接的场合以及高粘稠含颗粒等物质的介质。
三通调节阀:直行程的三通调节阀分为合流阀和分流阀两种,合流是将两种不同的介质按不同的比例或要求混合成一种介质,分流则是将一种介质按照不同的比例或要求分成两路流出,这两种阀常被用于加热或冷却系统、热交换器。
V型球阀:调节性能比O型球阀好,流量系数大,容许压差大,密封性好、结构紧凑,适用于纸浆、污水、含有纤维质、颗粒等流体。
O型球阀:流量系数大,密封性好,结构紧凑,但流量特性单一,他和蝶阀一样只是一种近似百分比的流量特性,比它结构的调性能差。它适用于污水、含少量颗粒等流体,调节性能不是特别严格的和同时要求切断场合。
蝶阀:流量系数大,结构紧凑,口径范围大,重量轻、成本低,但是流量特性单一,他和O型球阀一样只是一种近似百分比的流量特性,比它结构的调性能差。它适用于污水、空调系统初调整,调节性能不是特别严格的场合。
4、阀体材质和密封材料的选择a阀体耐压等级、使用温度和耐腐蚀性能等方面应不低于工艺连接管道的要求,并应优先选用制造厂定型产品
b水蒸汽或含水较多的湿气体和易燃易爆介质,不宜选用铸铁阀。
c环境温度低于-20℃时(尤其是北方),不宜选用铸铁阀。
d对强腐蚀性介质,选用耐蚀合金必须根据介质的种类、浓度、温度、压力的不同,选择合适的耐腐蚀材料。
e对衬里材料(氟橡胶、塑料、PTFE)的选择时该工作介质的温度、压力、浓度都必须满足该材料的使用范围,并考虑阀动作时对它物理、机械的破坏(如剪切破坏)。
f典型的特殊介质应选择典型耐蚀合金材料。
5、流量特性的选择a等百分比流量特性。
b线性流量特性,又分为直线性和抛物线性。
c近似等百分比流量特性。
6、作用方式及故障保护选择a电动调节阀,作用方式选择:电开式、电关式,故障保护(需保持电源),信号中断时:全关、保持、全开。
b气动调节阀,作用方式选择:气开式、气关式,故障保护(气源信号中断时):全关(气开式)、全开(气关式)。
c自力式压力调节阀,作用方式选择:控制阀前,起泄压作用;控制阀后,起减压稳压作用。
7、附件的选择当控制系统对调节阀提出各式各样的特殊要求时,必须选配以下各种附件来实现这些要求:
a电气定位器,接收控制信号用于改善控制阀调节性能的工作特性,实现正确定位。
b回讯器,也叫限位开关,用于阀位开关显示或阀门运行时行程工作位置远程反馈。
c空气过滤减压器用于净化气源、调节气压。
d电磁阀,实现控制气源的切换,保证阀门在电源故障时阀门处于所希望的安全开度位置。
e手轮机构,当控制系统的控制器发生故障时,可以通过手动方式操作阀门。
f阀位变送器,将调节阀的运动位适时以信号形式反馈到远程控制室或接收设备。
g气动保位阀,也叫锁气阀,当调节阀的气源发生故障时,保持阀门处于气源发生故障前的开度位置。
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- 2006-01-18 08:52:27
- 标签:自动车辙试验仪
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