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調節閥的用途(tú)

時間:2011-6-1 9:39:18 來源:溫州尼威閥門 瀏覽數:3054

  調節閥又稱控製閥,它是過程控製係(xì)統中用動力操(cāo)作去改變(biàn)介質流量(liàng)的裝置。國際(jì)電工委員會IEC對調(diào)節閥(fá)(Con-trol valve)的定義為:工業過程(chéng)控製係統中由(yóu)動力(lì)操作的裝置形成的(de)終端元件。它包括一(yī)個閥部件(jiàn),內有一個改變過程(chéng)流體流率的(de)組件(jiàn)。閥(fá)部件又與一個或對個執行器相連(lián)接,執行機構用(yòng)來響應(yīng)控製元件送來的信號。可見(jiàn),調節閥是由執行機構和閥門部件兩部分組成。執行機構是調(diào)節閥(fá)的驅動裝置,它按信號壓力的大小產品相(xiàng)應的(de)推力(lì),使推杆產生相應的位移,從而帶動調節閥的閥芯動作。閥門部件是調節閥的調節部(bù)分(fèn),它(tā)直接與介質接觸,通過執行機構推杆的位(wèi)移,改變調節閥的節流麵積,達到調節(jiē)的(de)目的。
  調節閥按其能源方式的不同,主(zhǔ)要分為氣動調節閥、電(diàn)動調節閥、液動調節閥三大類。它們的差(chà)別在於所賠的執行機構上,氣動調節閥是以壓縮空氣為動力源,配(pèi)有(yǒu)氣(qì)動執行機(jī)構;電(diàn)動(dòng)調節(jiē)閥(fá)以電為動力源,配有電動執行機構;液動調節(jiē)閥以液壓力(lì)為動力源,配有液動執(zhí)行機構(gòu)。
  1.傳統的閥類
  1.直通單座閥  2-64所示為常用的氣動直通單座調(diào)節閥(fá)。它由閥體、閥座(zuò)、閥(fá)芯、導(dǎo)向套、閥蓋、閥杆和填料等零(líng)件組成。閥芯和閥杆連接在一起,連(lián)接方法可用過盈配合銷釘固(gù)定或螺(luó)紋連接銷釘固定,也可以閥芯和閥杆(gǎn)製成一體,在閥蓋(gài)和閥體間(jiān)設有導(dǎo)向套,為閥芯上(shàng)下移動起導向作用。導向套上的小孔,連通閥體內腔和閥的(de)出口(kǒu)端,導向套上腔的介質很容(róng)易通過小孔流(liú)入閥的出口端,不會影響閥芯移動(dòng)。
   這(zhè)種調節閥的閥體內隻有一個閥芯和一個閥座,特點是泄漏量小,易於保證密封,機構上有調節型和切斷型。它們的區(qū)別在於(yú)閥芯的形狀不同。調節(jiē)閥閥芯的形狀為柱塞形,切斷型閥芯的形狀為平板或錐形。它的另一個特點是(shì)介質對閥瓣的作(zuò)用力大,即不平衡力大,特別是在高(gāo)壓差(chà)、大口徑的情況下更為(wéi)嚴重,所以僅適用於低壓差的場合。否則應適當選(xuǎn)擇推力(lì)的執行機構或配以閥門定位器。 

 

 

  閥(fá)芯有正裝和反裝兩種類型。當閥芯向(xiàng)下移動時,閥芯與閥座間流通麵(miàn)積減小,稱為正裝;反之則稱為反裝。調節閥的公稱尺寸DN和閥座直徑dn標誌著閥門的大小,對於公稱尺寸小於DN25的單導向閥芯,隻能正(zhèng)裝不能反裝,因此氣(qì)開必須采用反作用(yòng)執行機構。
  2.直通式雙座調(diào)節閥  圖2-25所示為氣動直通式雙閥座調節閥,由閥體、閥座、閥芯、閥杆、閥蓋、導向套、填料等零件組成,閥體內有兩個閥芯和閥座、介質從圖示閥體左側流入,通過閥座和閥芯後,有右側流出,它比同公稱尺寸的單座閥能流過更多的介質,流通力約提高20%~50%,介質作用在上下閥芯上的力可以(yǐ)互(hù)相抵消,所以不平衡力小,允許(xǔ)壓力大。但(dàn)因為上、下(xià)閥(fá)芯不容易保證同時密封,所以泄漏量大;另外,閥門的介質流路較為複雜,在(zài)高壓差中使用時,對閥(fá)體的衝刷及(jí)汽蝕損(sǔn)壞較嚴重(chóng);不(bú)適用高粘度(dù)介質和含纖(xiān)維(wéi)介質的調節。
  雙閥座(zuò)調節閥變正裝為反裝是很(hěn)方便的,隻要(yào)把閥芯倒(dǎo)裝,閥杆與閥芯的下端(duān)連(lián)接,上下閥(fá)座位置互換,並反裝之後(hòu),就可以改變安裝方式。



  3.套筒調節閥圖2-66所示為氣動直通式套筒調節閥。它由閥體、套筒、閥賽、閥蓋(gài)、閥杆及填料(liào)等零件組成。套筒閥也稱(chēng)籠式閥,是一種機構特殊的調節閥。其(qí)閥體與一般(bān)直通式單座閥相似,但(dàn)閥內有(yǒu)一個圓形套筒。套筒四(sì)周有不同形狀的開(kāi)口,根據流通能力(lì)大小的要求,套筒的窗(chuāng)口可以為多(duō)個、四個、兩個或一個。利用套筒(tǒng)導向,閥芯可(kě)以在套筒中上(shàng)、下移動,由於這種移動改變了套筒的節流麵積,形成了各種流量(liàng)特性,並實現流量的調節。
  由於套筒調節閥采用平(píng)衡型的閥(fá)芯機構,閥芯和套筒圓柱麵導向,因此,不平衡力小,穩定性好,不易振蕩,從(cóng)而改善原有閥芯(xīn)容易損(sǔn)壞(huài)的現象。


 


  圖2-67所示為角式套筒蒸汽調節閥,蒸汽壓(yā)力和流量都(dōu)是由控製套筒內的閥芯位置來決定,信號是從壓力控製回路到閥門執行(háng)器,是平衡閥閥芯行程增大或減小(xiǎo),從而增(zēng)大或減小流通麵積。控製套筒有一(yī)排可達到所(suǒ)需流量特性的節(jiē)液孔,以(yǐ)向(xiàng)下的(de)方向流向出口。調節閥的(de)出口端設有降(jiàng)低噪聲的多孔罩,通過小孔,可降低(dī)噪聲。


 

   這種調節閥允許壓差範圍大,當改變套筒節流孔形狀時,就能得到所需的流量特性,如圖2-68所(suǒ)示。這(zhè)種閥的(de)閥座不(bú)用螺紋連接,維修(xiū)方便,加工容(róng)易(yì),通用性強。
   4.三通調節閥  圖2-69所示為(wéi)三通調節閥。它由閥體、閥座、閥芯、閥杆、閥蓋及填(tián)料等零件組成,閥體上有三個通道與管相(xiàng)連,按其作(zuò)用方式,三通調(diào)節閥(fá)可分為分流型(把一種介質分成兩路)、合流(liú)形(把兩路介質混合成一路)。



  5.角式調節閥  圖2-70所示為單閥座角式調節閥機構。它由閥(fá)體、閥座、閥芯、導向套、閥蓋、彈簧、閥杆和填料等零件組成。圖2-71為角式套筒調節(jiē)閥機構。它由背壓噴嘴、噴水進口、籠式消聲器、閥座、套筒、閥芯、閥蓋及(jí)閥(fá)杆等零件組成。角式套筒調節閥常用於電站的減溫壓係統中,其工作流程為:閥芯6的中心(xīn)設有(yǒu)一通水管,連接(jiē)閥蓋7的供水腔至閥座4小麵的(de)出水區。此水管的上部設有多個節流孔,節流孔的尺寸及編排方法均經過嚴格的就算,噴水經過節流孔和水管直接流向閥體的出口,水管從閥(fá)芯6底部延伸至閥座外的縮流麵處。噴水點在蒸汽流速(sù)多及(jí)產生端流的區域,以達到水珠能很快及均勻分散在整個流路中(zhōng)。因此,在閥的下遊壓力(lì)恢(huī)複時,水立即汽化而達到所需的降溫控製。


 

 

 

自力式調節閥
  自力式調節閥也稱直接作用式調節閥(fá),它不需要外部能源,直接利用被調介質的能量來操縱調節機構,實現自動控製。自力式調節閥可以實現(xiàn)溫度、壓力、流量等參數的調節。
  (1)自力式溫度調節閥  自力式溫(wēn)度(dù)調(diào)節閥的機(jī)構(gòu)如(rú)圖2-72所示。隻要把(bǎ)溫包插入到要調溫的管路中,就可以感受到溫度的變化,控製閥門的開度。因為溫(wēn)包中填充有定量的膨脹液體,液體的體積又和溫度有關,可以成為調節閥的感溫元件。利用給定裝置6和調節旋鈕7可改變填充有膨脹液的溫包4的容積,是調節閥設定在一個適當的規定溫度值。溫包內的溫度變化後,液體體(tǐ)積有了變(biàn)化,這一變化通過毛(máo)細管3,一壓力作用傳(chuán)遞給活塞2,活塞(sāi)2作用(yòng)於(yú)閥門的閥杆,溫度高時關小(xiǎo)閥門,溫(wēn)度低時,在彈簧力的(de)作用下把閥門開大(dà)。在這種(zhǒng)溫包裝置中,還裝有壓力計5,可讀出溫包中(zhōng)膨脹液的(de)壓(yā)力。實際上(shàng),溫包(bāo)4,、壓(yā)力計5、給定裝置6及調節旋鈕7,構成(chéng)了調節閥的恒溫器。
  自力式溫度調節(jiē)閥經(jīng)常用於鍋爐的(de)溫度調節(jiē),它能使溫度和閥門開度之間(jiān)保持線性的函數關係(xì)。



 (2)自力式壓力調節閥。這是一種有古老重錘自力式壓力調節閥和新型的帶指揮的自力式壓力(lì)調節閥兩種類(lèi)型。
  1.重錘自力式壓力調節閥。這是一種簡單的(de)調節方法,根據作用方式可分為閥前壓力調節和閥後壓力調節兩種,如圖2-73所示。
  當采(cǎi)用閥(fá)後壓力調節時(圖2-73a),信號從閥後管(guǎn)道內取得,用以保持閥後壓力的恒定,此壓力的大小,取決於重錘(chuí)的重力,也就(jiù)是說,改變重(chóng)錘的重量(liàng),給定值就改(gǎi)變,當作用(yòng)在主閥膜片(piàn)1的(de)壓力增大時,閥芯向下移動,流通麵積變小,當閥後壓(yā)力作用在杠杆2的力矩等於重錘作用的杠杆的力(lì)矩時,出(chū)於平衡狀態(tài),調節閥(fá)的開度不變(biàn)。
  當采用閥前壓力調節時(圖2-73b),信號來自閥前管路,用來保持閥前壓力不變(biàn),當作用子在主閥膜片1的信號壓力增大時(shí),閥芯4向下(xià)移動,使流通麵積增大,閥前壓力就會下降,而閥前(qián)壓力下降時,重錘3所產生(shēng)的力使閥芯4向上移動,又使流通截麵積小,直到閥前壓力增高到給定值為止。



  2.帶指揮器的自力式壓力調節閥。圖2-74所示為帶指揮器的自(zì)力(lì)式調節閥,采用圖2-74a所示(shì)的閥後壓力調節時,當被調介質的壓力升高,作用在主閥膜片上2下麵的壓力就大於上麵的壓力(lì),閥芯9向上移動,使流通麵(miàn)積減小,這樣,閥後(hòu)壓稍微下降,同(tóng)時作用在指揮器膜片上3上(shàng)的壓力增大,當作用在指揮器膜片3上的力大於指揮器給定彈簧7的力時,指揮膜片組件6向(xiàng)右移動,擋板4靠近噴嘴5,指(zhǐ)揮器的輸出壓力減小,通到主閥膜片2上麵的壓(yā)力隨之降低,閥芯9繼續向上移動,流通麵積繼續減(jiǎn)小,被(bèi)調介質的壓力(lì)繼續降低(dī),直到與指揮器給定(dìng)彈簧7的力時,指揮器膜片組件6向左移動,擋板4離開噴(pēn)嘴,指揮器的輸出(chū)壓力增大,將(jiāng)閥芯9打開,閥後壓力回升到(dào)給定值,針型閥1用做調整放大倍數(shù),過濾器8能夠去介質中的顆粒(lì)雜質,防止噴嘴被堵而失去作用。


 

  3.自力(lì)式壓差調節閥。圖(tú)2-75所示為一種自力式壓差調節閥,它由閥門7和具有雙作用的執行機構5組成,通過正、負信號接頭34,接(jiē)受來自孔板2的壓差信號,這種調節閥的工作範圍是可以用調節閥螺母6加以調節的,因為轉動(dòng)調節螺母6可以(yǐ)改變(biàn)執行(háng)機構中的彈簧力。
  (3) 自力式流量調節閥  這種調節閥的動作原理如圖2-76所示。在閥門的管道中有一個靶板9,直接受到介質的作用,介質對靶板的作用(yòng)力(lì)可以計算出來的,從流體力學的計算公式可以知(zhī)道作用力的大小和靶板的(de)麵積成正比,而和體(tǐ)積流量的平方也成正比,即(jí)流量(liàng)的變化對作用力的影響極大。
  當靶板的尺寸確定後,介質對靶板的作用力與(yǔ)靶板及靶室(shì)的幾何形狀、介質的密度(dù)、介質的雷諾數因素有(yǒu)關(guān)。



  當管路中的流量增大(dà)時,作(zuò)用在(zài)把(bǎ)板9上的力立刻增大,通過杠(gàng)杆傳動指揮器膜(mó)片組成(chéng)6向右移動,擋板4靠近噴嘴5,指揮(huī)器輸(shū)出的壓力(lì)減小,通到主閥(fá)膜片2上(shàng)的壓力隨著降低,閥芯10上的(de)流通截麵小(xiǎo),流量也(yě)就減(jiǎn)小,直到這一流量作用在靶板上的(de)力傳到指揮器(qì)內,與給定彈簧7的力相平衡(héng)為止。當管(guǎn)路流量減小時,作用過程則相反。

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