調(diào)節(jié)閥解析和工藝流程

時間：2012/10/26 來源：三精閥門瀏覽數(shù)：12791

在現(xiàn)代化工廠的自動控制中，調(diào)節(jié)閥起著十分重要的作用，這些工廠的生產(chǎn)取決于流動調(diào)節(jié)閥著的介質(zhì)正確分配和控制。這些控制無論是能量的交換、壓力的降低或者是簡單的容器加料，都需要*某些最終控制元件去完成。最終控制元件可以認(rèn)為是自動控制的“體力”。在調(diào)節(jié)器的低能量級和執(zhí)行流動流體控制所需的高能級功能之間，最終控制元件完成了必要的功率放大作用。

　　調(diào)節(jié)閥是最終控制元件的最廣泛使用的型式。其他的最終控制元件包括計(jì)量泵、調(diào)節(jié)擋板和百葉窗式擋板（一種蝶閥的變型）、可變斜度的風(fēng)扇葉片、電流調(diào)節(jié)裝置以及不同于閥門的電動機(jī)定位裝置。

　　盡管調(diào)節(jié)閥得到廣泛的使用，調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的其它單元大概都沒有像它那樣少的維護(hù)工作量。在許多系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥經(jīng)受的工作條件如溫度、壓力、腐蝕和污染都要比其它部件更為嚴(yán)重，然而，當(dāng)它控制工藝流體的流動時，它必須令人滿意地運(yùn)行及最少的維修量。

　　調(diào)節(jié)閥在管道中起可變阻力的作用。它改變工藝流體的紊流度或者在層流情況下提供一個壓力降，壓力降是由改變閥門阻力或“摩擦”所引起的。這一壓力降低過程通常稱為“節(jié)流”。對于氣體，它接近于等溫絕熱狀態(tài)，偏差取決于氣體的非理想程度（焦耳一湯姆遜效應(yīng)）。在液體的情況下，壓力則為

調(diào)節(jié)閥紊流或粘滯摩擦所消耗，這兩種情況都把壓力轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致溫度略為升高。

　　常見的控制回路包括三個主要部分，第一部分是敏感元件，它通常是一個變送器。它是一個能夠用來測量被調(diào)工藝參數(shù)的裝置，這類參數(shù)如壓力、液位或溫度。變送器的輸出被送到調(diào)節(jié)儀表——調(diào)節(jié)器，它確定并測量給定值或期望值與工藝參數(shù)的實(shí)際值之間的偏差，一個接一個地把校正信號送出給最終控制元件——調(diào)節(jié)閥。閥門改變了流體的流量，使工藝參數(shù)達(dá)到了期望值。

　　在氣動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器輸出的氣動信號可以直接驅(qū)動彈簧一薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)或者活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使閥門動作。在這種情況下，確定閥位所需的能量是由壓縮空氣提供的，壓縮空氣應(yīng)當(dāng)在室外的設(shè)備中加以干燥，以防止凍結(jié)，并應(yīng)凈化和過濾。

　　當(dāng)一個氣動調(diào)節(jié)閥和電動調(diào)節(jié)器配套使用時，可采用電一氣閥門定位器或電一氣轉(zhuǎn)換器。壓縮空氣的供氣系統(tǒng)可以和用于全氣動的調(diào)節(jié)系統(tǒng)一樣來考慮。

　　在調(diào)節(jié)理論的術(shù)語中，調(diào)節(jié)閥既有靜態(tài)特性，又有動態(tài)特性，因而它影響整個控制回路成敗。靜態(tài)特性或增益項(xiàng)是閥的流量特性，它取決于閥門的尺寸、閥芯和閥座的組合結(jié)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的類型、閥門定位器、閥前和閥后的壓力以及流體的性質(zhì)。第5章中將詳細(xì)地介紹這些內(nèi)容。

　　動態(tài)特性是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)或閥門定位器一執(zhí)行機(jī)構(gòu)組合決定的。對于較慢的生產(chǎn)過程，如溫度控制或液位控制，閥的動態(tài)特性在可控性方面一般不是限制因素。對于較快的系統(tǒng)，如液體的流量控制，調(diào)節(jié)閥可能有明顯的滯后，在回路的可控性方面一定要有所考慮。一般只有控制系統(tǒng)的專家才需要關(guān)

調(diào)節(jié)閥

心調(diào)節(jié)閥的動態(tài)持性，關(guān)于應(yīng)用閥門定位器的正規(guī)考慮如第9章中所討論的，將滿足大多數(shù)調(diào)節(jié)閥裝置的需要。

　　自動調(diào)節(jié)閥的歷史可追溯到自力式調(diào)壓閥，它包括一個帶有重物桿的球形閥，重物用來平衡閥芯力，從而得到某種程度的調(diào)節(jié)，另一種早期的自力式調(diào)壓閥的形式是壓力平衡式調(diào)壓閥。工藝過程的壓力用管線接到彈簧薄膜調(diào)壓閥的薄膜氣室上。無論是減壓閥、閥后壓力式調(diào)壓閥或是差壓調(diào)壓閥都能夠從這種基型閥門的變更而制造出來。

　　氣動變送器和調(diào)節(jié)器的出現(xiàn)，就必然地導(dǎo)致氣動調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用。它們本質(zhì)上是減壓閥或閥后壓力式調(diào)壓閥，改用儀表壓縮空氣來代替工藝過程的流體�，F(xiàn)在許多生產(chǎn)減壓閥的公司已經(jīng)發(fā)展成為調(diào)節(jié)閥制造廠。調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用從數(shù)量上和復(fù)雜性方面繼續(xù)不斷地得到發(fā)展，許多閥門的閥體和附件的改進(jìn)可以用來解決各種各樣的問題。本手冊的意圖是使工程師們熟悉調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)和因素，幫助儀表工程師在應(yīng)用中選用最好的閥體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和附件。

　　調(diào)節(jié)閥屬于控制閥系列，主要作用是調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力、流量、溫度等等參數(shù)，是工藝環(huán)路中最終的控制元件。

分類

　　調(diào)節(jié)閥按行程特點(diǎn)可分為：直行程和角行程。直行程包括：單座閥、雙座閥、套調(diào)節(jié)閥

筒閥、籠式閥、角形閥、三通閥、隔膜閥；角行程包括：蝶閥、球閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥、全功能超輕型調(diào)節(jié)閥。

　　調(diào)節(jié)閥按驅(qū)動方式可分為：手動調(diào)節(jié)閥、氣動調(diào)節(jié)閥、電動調(diào)節(jié)閥和液動調(diào)節(jié)閥，即以壓縮空氣為動力源的氣動調(diào)節(jié)閥，以電為動力源的電動調(diào)節(jié)閥，以液體介質(zhì)（如油等）壓力為動力的電液動調(diào)節(jié)閥；

　　按調(diào)節(jié)形式可分為：調(diào)節(jié)型、切斷型、調(diào)節(jié)切斷型；

　　按流量特性可分為：線性、等百分比、拋物線、快開。

發(fā)展歷程

　　調(diào)節(jié)閥的發(fā)展自20世紀(jì)初始至今已有八十年的歷史，先后產(chǎn)生了十個大類的調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品、自力式閥和定位器等，調(diào)節(jié)閥和控制閥的發(fā)展歷程如下：

　　20年代：原始的穩(wěn)定壓力用的調(diào)節(jié)閥問世。

　　30年代：以“V”型缺口的雙座閥和單座閥為代表產(chǎn)品V型調(diào)節(jié)球閥問世。

　　40年代：出現(xiàn)定位器，調(diào)節(jié)閥新品種進(jìn)一步產(chǎn)生，出現(xiàn)隔膜閥、角型閥、蝶閥、球閥等。

　　50年代：球閥得到較大的推廣使用，三通閥代替兩臺單座閥投入系統(tǒng)。

　　60年代：在國內(nèi)對上述產(chǎn)品進(jìn)行了系列化的改進(jìn)設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化后，國內(nèi)才才有了完整系列產(chǎn)品�，F(xiàn)在我們還在大量使用的單座閥、雙座閥、角型閥、三通閥、隔膜閥、蝶閥、球閥七種產(chǎn)品仍然是六十年代水平的產(chǎn)品。這時，國外開始推出了第八種結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)閥——套筒閥。

　　70年代：又一種新結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品——偏心旋轉(zhuǎn)閥問世（第九大類結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)閥品種）。這一時期套筒閥在國外被廣泛應(yīng)用。70年代末，國內(nèi)聯(lián)合設(shè)計(jì)了套筒閥，使中國有了自己的套筒閥產(chǎn)品系列。

　　80年代：改革開放期間，中國成功引進(jìn)了石化裝置和調(diào)節(jié)閥技術(shù)，使套筒閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥得到了推廣使用，尤其是套筒閥，大有取代單、雙座閥之勢，其使用越來越廣。80年代末，調(diào)節(jié)閥又一重大進(jìn)展是日本的Cv3000和精小型調(diào)節(jié)閥，它們在結(jié)構(gòu)方面，將單彈簧的氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)改為多彈簧式薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)，閥的結(jié)構(gòu)只是改進(jìn)，不是改變。它的突出特點(diǎn)是使調(diào)節(jié)閥的重量和高度下降30%，流量系數(shù)提高30%。

　　90年代：90年代的調(diào)節(jié)閥重點(diǎn)是在可靠性、特殊疑難產(chǎn)品的攻關(guān)、改進(jìn)、提高上。到了90年代末，由華林公司推出了第十種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品——全功能超輕型閥。它突出的特點(diǎn)是在可靠性上、功能上和重量上的突破。功能上的突破——唯一具備全功能的產(chǎn)品，故此，可由一種產(chǎn)品代替眾多功能上不齊全的產(chǎn)品，使選型簡化、使用簡化、品種簡化；在重量上的突破——比主導(dǎo)產(chǎn)品單座閥、雙座閥、套筒閥輕70～80%，比精小型閥還輕40～50%；可靠性的突破——解決了傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥等各種不可靠性因素，如密封的可靠性、定位的可靠性、動作的可靠性等。該產(chǎn)品的問世，使中國的調(diào)節(jié)閥技術(shù)和應(yīng)用水平達(dá)到了九十年代末先進(jìn)水平；它是對調(diào)節(jié)閥的重大突破；尤其是電子式全功能超輕型閥，必將成為下世紀(jì)調(diào)節(jié)閥的主流。

結(jié)構(gòu)組成

　　調(diào)節(jié)閥通常由電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)或氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥體兩部分共同組成。直行程主要有直通單座式和直通雙座式兩種，后者具有流通能力大、不平衡力小和操作穩(wěn)定的特點(diǎn)，所以通常特別適用于大流量、高壓降和泄漏少的場合。角行程主要有：V型電動調(diào)節(jié)球閥、電動蝶閥、通風(fēng)調(diào)節(jié)閥、偏心蝶閥等。