調(diào)節(jié)閥的產(chǎn)品概述和產(chǎn)品分類
現(xiàn)代化工廠自動(dòng)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(dòng) 著的液體和氣體的正確分配和控制。這些控制無(wú)論是能量的交換、壓力的降低或者是簡(jiǎn)單的容器加料,都需要某些終控制元件去完成。終控制元件可以認(rèn)為是自動(dòng)控制的“體力”。在調(diào)節(jié)器的低能量級(jí)和執(zhí)行流動(dòng)流體控制所需的高能級(jí)功能之間,終控制元件完成了必要的功率放大作用。
調(diào)節(jié)閥是終控制元件的使用的型式。其他的終控制元件包括計(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(dòng)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(méi)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(dòng)時(shí),它必須令人滿意地運(yùn)行及少的維修量。
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(gè)壓力,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(guò)程通常稱為“節(jié)流”。對(duì)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 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。
在氣動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中,調(diào)節(jié)器輸出的氣動(dòng)信號(hào)可以直接驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(guò)濾。
當(dāng)一個(gè)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)器配套使用時(shí),可采用電一氣閥門或電一氣轉(zhuǎn)換器。壓縮空氣的供氣系統(tǒng)可以和用于全氣動(dòng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)一樣來(lái)考慮。
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)路中終的控制元件。
調(diào)節(jié)閥不穩(wěn)定時(shí)解決方案
1)改變不平衡力作用方向法在穩(wěn)定性分析中,已知不平衡力作用同與閥關(guān)方向相同時(shí),即對(duì)閥產(chǎn)生關(guān)閉趨勢(shì)時(shí),閥穩(wěn)定性差。對(duì)閥工作在上述不平衡力條件下時(shí),選用改變其作用方向的方法,通常是把流閉型改為流開(kāi)型,一般來(lái)說(shuō)都能方便地解決閥的穩(wěn)定性問(wèn)題。
2)避免閥自身不穩(wěn)定區(qū)工作法有的閥受其自身結(jié)構(gòu)的限制,在某些開(kāi)度上工作時(shí)穩(wěn)定性較差。①雙座閥,開(kāi)度在10%以內(nèi),因上球處流開(kāi),下球處流閉,帶來(lái)不穩(wěn)定的問(wèn)題;②不平衡力變化斜率產(chǎn)生交變的附近,其穩(wěn)定性較差。如蝶閥,交變點(diǎn)在70度左右;雙座閥在80~90%開(kāi)度上。遇此類閥時(shí),在不穩(wěn)定區(qū)工作必然穩(wěn)定性差,避免不穩(wěn)定區(qū)工作即可。
3)更換穩(wěn)定性好的閥穩(wěn)定性好的閥其不平衡力變化較小,導(dǎo)向好。常用的球型閥中,套筒閥就有這一大特點(diǎn)。當(dāng)單、雙座閥穩(wěn)定性較差時(shí),更換成套筒閥穩(wěn)定性一定會(huì)得到提高。
4)增大彈簧剛度法執(zhí)行機(jī)構(gòu)抵抗負(fù)荷變化對(duì)行程影響的能力取決于彈簧剛度,剛度越大,對(duì)行程影響越小,閥穩(wěn)定性越好。增大彈簧剛度是提高閥穩(wěn)定性的常見(jiàn)的簡(jiǎn)單方法,如將20~100KPa彈簧范圍的彈簧改成60~180KPa的大剛度彈簧,采用此法主要是帶了的閥,否則,使用的閥要另配上。
5)降低響應(yīng)速度法當(dāng)系統(tǒng)要求調(diào)節(jié)閥響應(yīng)或調(diào)節(jié)速度不應(yīng)太快時(shí),閥的響應(yīng)和調(diào)節(jié)速度卻又較快,如流量需要微調(diào),而調(diào)節(jié)閥的流量調(diào)節(jié)變化卻又很大,或者系統(tǒng)本身已是快速響應(yīng)系統(tǒng)而調(diào)節(jié)閥卻又帶來(lái)加快閥的動(dòng)作,這都是不利的。這將會(huì)產(chǎn)生超調(diào),產(chǎn)生振動(dòng)等。對(duì)此,應(yīng)降低響應(yīng)速度。辦法有:①將直線特性改為對(duì)數(shù)特性;②帶的可改為轉(zhuǎn)換器、繼動(dòng)器。
調(diào)節(jié)閥選型需考慮的因素
就調(diào)節(jié)閥的閥體種類來(lái)說(shuō),常用的閥體種類有雙座的、單座、三通、小流量的、蝶形、套筒式、球形等等,需要做出以下考慮。
1、 閥芯結(jié)構(gòu)
主要根據(jù)所選擇的流量特性和不平衡力等因素考慮。
2、 耐磨損性能
當(dāng)流體介質(zhì)是含有高濃度磨損性顆粒的懸浮液時(shí),閥的內(nèi)部材料要不夠耐磨,不然會(huì)引起一系列故障。
3、耐腐蝕性
由于某些介質(zhì)具有腐蝕性,盡量選擇具有抗腐蝕性的閥門。
4、介質(zhì)的溫度、壓力等參數(shù)
當(dāng)介質(zhì)的溫度、壓力高且變化大時(shí),應(yīng)選用閥芯和閥座的材料受溫度、壓力變化小的閥門。
為了使調(diào)節(jié)閥正常工作,配用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)要能產(chǎn)生足夠的輸出力來(lái)保證高度密封和閥門的開(kāi)啟。
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