如何學習調節閥

  國際電工委員會 IEC 對調節閥(國外稱控制閥 Control Valve)的定義為:“工業過程控制系統中由動力操作的裝置形成的終端元件,它包括一個閥體部件,內部有一個改變過程流體流率的組件,閥體部件又與一個或多個執行機構相連。執行機構用來響應控制元件送來的信號?!笨梢姡{節閥是由執行機構和閥體部件兩部分組成,即:

  調節閥=執行機構+閥體部件+附件

  其中,執行機構是調節閥的推動裝置,它按信號壓力的大小產生相應的推力,使推桿產生相應的位移,從而帶動調節閥的閥芯動作;閥體部件是調節閥的調節部份,它直接與介質接觸,通過執行機構推桿的位移,改變調節閥的節流面積,達到調節的目的。

  調節閥按其能源方式不同主要分為氣動調節閥、電動調節閥、液動調節閥三大類。它們的差別在于所配的執行機構上。前者配的是氣動執行機構,中間一種配的是電動執行機構,后者配的是液動執行機構。

  調節閥在調節系統中是必不可少的,它是組成工業自動化系統的重要環節,被稱之為生產過程自動化的“手腳” 。

  如圖下圖所示:

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調節閥的功能

  1 、調節功能

  1) 流量特性

  流量特性是反映調節閥的開度與流量的變化關系,以適應不同的系統特性要求,如對流量調節系統反應速度快需對數特性;對溫度調節系統反應速度慢,需直線流量特性。流量特性反映了調節閥的調節品質。

  2) 可調范圍R

  可調范圍反映調節閥可控制的流量范圍,用R=Qmax:Qmin之比表示。R越大,調節流量的范圍越寬,性能指標就越好。通常閥的R=30,好的閥,如V型球閥、全功能超輕型調節閥,R可達100~200。

  3) 小開度工作性能

  有些閥受到結構的限制,小開度工作性能差,產生啟跳、振蕩,R變得很小 (即Qmin很大),如雙座閥、襯膠蝶閥。好的閥小開度應有微調功能,即可滿足很小流量的調節,且工作又要求十分平衡,這類閥如V型球閥、偏心旋轉閥、全功能超輕型調節閥。

  4) 流量系數Cv或Kv

  流量系數表示通過流量的能力,同口徑Kv值越大越好,尤其是球閥、蝶閥,它們的Cv/Kv值是單座閥、雙座閥、套筒閥的2~3倍。

  5) 調節速度

  滿足系統對閥動作的速度要求。

  2 、切斷功能

  切斷功能由閥的泄漏量指標來表示,切斷通常指泄漏量小于0.001%,它反映閥的內在的質量。在閥的使用中,對國產閥泄漏量大的呼聲反映很大。

  3 、克服壓差功能

  它通常用閥關閉時的允許壓差來表示,允許壓差越大,此功能也就越好。如果考慮不周到,閥芯就會被壓差頂開,造成閥關不到位,泄漏量超標。因此,保證閥切斷就必須克服閥關閉時的工作壓差。

  4、 防堵功能

  對不干凈介質的調節或者即使是干凈介質,管道中的焊渣等雜物都可能造成閥堵塞或被卡住,因此要求閥應有較好的防堵功能,使之正常調節。防堵性較好的是流路較簡單的單座角閥和旋轉類閥,如球閥、蝶閥、偏心閥;流路復雜的閥、上下襯套導向的閥,迷宮式多級降壓閥易造成堵卡。

  5、 耐蝕功能

  抵抗介質的腐蝕和沖蝕和氣蝕,以提高閥的使用壽命。閥的腐蝕是由介質的化學性能引起的材質腐蝕問題,通常選用耐腐蝕的材料來解決;沖蝕是由高速流動的介質、含顆粒的 介質所致。解決的途徑是選用耐磨的材料,如堆焊斯泰萊合金或碳化鎢。氣蝕則要在機構結構上采用反汽蝕措施,對高壓閥、大壓差工作的調節閥 要采用多級降壓的形式。

  6 、耐壓功能

  它反映閥的強度和安全指標,即介質不能通過密封處和閥體缺陷處向外滲漏。出廠時通常用1.5倍公稱壓力作試驗來檢驗。對高壓介質較好是采用鍛件結構;鑄鐵閥的耐壓強度是較低的,通常應選鑄鋼閥。

  7 、耐溫功能

  滿足不同溫度條件下閥的強度和性能,溫度的較大變化會使閥體材質的強度降低,因此閥必須滿足介質的溫度變化范圍的要求,使閥在工作溫度下有較好的強度和安全保證。

  8 、外觀和重量

  反映閥的外觀質量且要求儀表化、輕型化、小型化。其重量應越輕越好,以方便使用,如起吊、安裝、維護等。

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調節閥性能指標

  依據氣動調節閥的國標:GB/T4213-92,共計14個性能指標:

  1基本誤差;2回差;3死區;4始終點偏差;5額定行程偏差;6泄漏量;7填料函及其它連接處的密封性:8氣室的密封性;9耐壓強度;10額定流量系數;11固有流量特性;12抗振動性;13動作壽命;14外觀。

  對調節閥氣源和環境溫度的要求

  氣源應為清潔、干燥的空氣,不含有明顯的腐蝕性氣體、溶劑或其他液體。帶定位器的調節閥,其氣源所含固體微粒數量應少于0.1g/m,且微粒直徑應大于3μm,含油量應小于1ppm。

  定位器氣源不干凈是造成定位器工作不正常的主要原因,占故障率的2/3以上,應特別注意這一點。

  調節閥環境溫度為-25~+55℃或-40~+70℃。

  調節閥工作時應滿足上述要求。