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Controlvalve-控製閥的選擇
Controlvalve-控製(zhì)閥調節閥的分類方(fāng)法很多,目前國內(nèi)和上通常的一(yī)種分類方法是按(àn)結構、原理和作用劃分,總共為9大類,即直通單(dān)座調節閥、直通(tōng)雙座調節閥、套筒(tǒng)調節閥、角形調節閥、三通(tōng)調(diào)節閥、隔膜閥(fá)、蝶閥、球閥和偏心旋轉閥,這九類產品是基本、普通的產品(pǐn),通常也稱(chēng)為標準(zhǔn)型產(chǎn)品,其它在此基礎上結合實際應用改進而來的,稱為特殊型產品。
1.1標準(zhǔn)型調節閥的特點及正確選擇1.1.1直通單座調節閥
直(zhí)通單座調節閥隻有一個閥(fá)芯和一個閥座,容易實現嚴格的密封,可金屬與金屬的硬密封,或金屬與聚四氟乙(yǐ)烯或其它複合(hé)材料(liào)的(de)軟密封,標準泄(xiè)漏量為0.01%C(C是(shì)額定流量係數(shù)),允許壓差小,流通能力小,比如DN100單座調節閥的允(yǔn)許壓差僅120kPa,流通能力僅為100。流路(lù)複雜,結構簡單,適用於泄漏要求嚴格(gé)、工作壓差較小的幹淨介質的場合,但小規格的調節閥(DN1/2、3/4、20)亦可用於壓差較大的(de)場合,是應用較為廣泛的調節閥之(zhī)一,當(dāng)進一步設計後,可作為切斷閥使用。閥芯形狀決定了流量特性,受衝刷後失去原有特性,更換(huàn)閥(fá)芯可改變流量特性。但流(liú)體介質對閥芯的推力大,即(jí)不平衡(héng)力(lì)大,需配推力較大的執行機構,因此(cǐ),在高壓差、大口徑的應用場(chǎng)合,不宜這類調節閥。選用此閥應(yīng)特(tè)別(bié)注意壓(yā)差校核,防止被頂開。
1.1.2直通(tōng)雙座調節閥(fá)
直通雙座調節閥有兩個閥芯和兩個閥(fá)座,由於上(shàng)閥芯所受向上推力和下閥芯所受向下推力基本平(píng)衡,因此,整個閥芯所受不平衡力小,允許壓差大,比如DN100雙(shuāng)座調節閥允許壓差280kPa,流通能力大,與相同口徑的其它調節閥相比,雙座調節閥可流過更(gèng)多流體,同口徑雙座調節閥流通能力比單座調節(jiē)閥流(liú)通能力約大20%~50%。例如,DN100雙座調節閥的(de)流通能力達160。因此,為獲得相同的流通能(néng)力,雙座調節閥可選(xuǎn)用較(jiào)小推力的(de)執(zhí)行機構。雙座調節閥頂底(dǐ)雙導向,因此,正體閥和反體閥的改裝方便,即隻需將閥芯和閥座反過來安裝就能(néng)將正體閥改為(wéi)反體閥,或者將反(fǎn)體閥改為正體(tǐ)閥,而不需要改(gǎi)選執行(háng)機構的正作用或反作用類型。雙座調節閥的上、下閥芯不能同時保證關閉,泄漏量較大,標準泄漏(lòu)量為0.1%C(C是額定流量係(xì)數(shù));流路複雜,不適用於高壓差的應用場合,因為在該種應用場合,閥受(shòu)到高壓流體的衝刷較為嚴重(chóng),並(bìng)且容易形成閃蒸(zhēng)和(hé)空化,加(jiā)重對閥體的衝刷,同樣它也(yě)不適用(yòng)於含纖(xiān)維介質(zhì)和高黏度流體的(de)控(kòng)製。
1.1.3 套筒調節閥
套筒調節閥又稱籠式閥,它的閥內件閥芯和閥籠(套筒),套(tào)筒(tǒng)可以(yǐ)是直通單座調(diào)節閥,也可以是雙座調節閥或角(jiǎo)形(xíng)調節閥等:有單密封、雙密封兩種結構,前者相當於單座調節閥,適應於單座調節(jiē)閥場合;後者相當於雙座調節閥,適應於雙座調節閥場合。除此之外,它還具有(yǒu)穩定性(xìng)好、裝卸方便、維護方便、有降低噪音和降低空化(huà)影響的特點,但價格比單、雙座調節閥貴50%~200%,還需要專門的纏繞密(mì)封墊,它的應用也比較(jiào)廣泛,僅次(cì)於單、雙座調節閥,但對於不幹淨介質和易(yì)結晶、結巴、結垢介質不應選用此(cǐ)閥。
1.1.4 角形調節閥(fá)
角形調節閥是具有特殊閥體結構的單座調節閥,適用於特定的配管和流體場合,它是將直通的閥(fá)體(tǐ)改變為角形(相當於一個彎頭)閥體,其節流、受力形式完全等同於單座調節閥。保留了單座調節閥泄漏小、許用壓差小的特點。除此之外,由(yóu)於其流路簡單具有"自潔"性(xìng)能,可適用於不幹淨(jìng)介質,還可進一(yī)步改進為防堵角閥,適用於含有懸浮顆粒介質的工況場合(hé),尤其在安裝空間受限製(zhì)的場合特別適用。
1.1.5 三(sān)通調節閥
三通調節閥利(lì)用閥芯(xīn)自身導向,更換氣開、氣關(guān)時 更換(huàn)執行機構,應注意的是它的氣開、氣關的含義與其它調節閥不一(yī)樣,它的氣開和氣關(guān) 要(yào)明確對哪一路而言,即水平位置還是垂直位置。它有三個通道,可代(dài)替兩個直通單座調節閥用於(yú)分流和合流兩組流及溫(wēn)差≤150℃的場合,當(dāng)DN≤80mm時,合流閥可用(yòng)於分流場合。
1.1.6隔膜調節閥(fá)
隔膜調節閥由耐腐蝕的隔(gé)膜(mó)和內襯耐腐蝕材質(zhì)的閥體組成,流路簡單,適應於不幹淨介質及弱腐蝕性介質的兩位切斷場合。它是早的(de)調節閥之一,由(yóu)於具有近似快開的流量特性(xìng),調節品(pǐn)質較差,又受隔膜和襯裏材質的影響,不能用於高溫和高壓等工況,一般(bān)工作壓力≤1.6MPa,工作溫度≤150℃,加之隔膜容易損壞、壽命短的缺點,現(xiàn)在使用的(de)場合已(yǐ)不多。
1.1.7 蝶閥
蝶閥相當於一段管道來做閥體, 設閥板節流,是用於控(kòng)製的普通的(de)旋轉調節閥(fá)。適用於低壓、中壓或者 少數情況下用於高靜壓、大流量的場合,但壓差有限製。其體積小、重量輕,比同(tóng)口徑的球形類調節閥輕(qīng)4~10倍,口徑與價格(gé)比小,特(tè)別適用於大口徑的場合(hé),且調(diào)節閥的口徑越大(dà),此特點越(yuè) 。一般(bān)當DN>300mm時,通常都由蝶閥(fá)來完成。
1.1.8 球閥
球閥是一種成熟的老產品,有"O"形和"V"形(xíng)球閥之分,流路較簡單,流阻小,損失小,"自(zì)潔"性能(néng)好。"O"形球閥(fá)是一種無阻力調節閥,同規(guī)格相比,額定流量係數大,常用於大流量(liàng)及不幹淨介質(zhì)的場合;"V"形球(qiú)閥(fá)提供近似對(duì)數(shù)流量特性,且可調比(bǐ)大,"V"形球(qiú)芯與(yǔ)閥座相對(duì)旋動(dòng)時產生剪切作用,尤其適用於(yú)高黏度、懸浮流、紙漿等(děng)不幹淨、含纖維介質的調節和切斷。球閥的價格比較昂貴。
1.1.9 偏心旋轉閥
又(yòu)稱凸輪撓曲閥,它綜合了球閥、蝶閥的長處,流路簡單,"自潔"性(xìng)能和調節(jiē)性能好,適用於結晶、結巴及不幹淨介質的(de)場合;閥體體積小(xiǎo)、重量輕,可根據現場(chǎng)安裝的位置不更換任何零件而靈活組裝;額定流量(liàng)係數大,比同口徑的單座、雙(shuāng)座調節閥大10%~30%,可調比(bǐ)大(dà),可達100:1;閥座密封(fēng)可靠,由於閥(fá)芯(xīn)支撐臂的擾性作用以及閥芯球麵偏心旋轉(zhuǎn)運動減少了所(suǒ)要求的操作力矩,補償了一些(xiē)不對稱(chēng)性(xìng),在(zài)流開、流閉和高壓(yā)差下都能穩定運行;比例(lì)調節時,需配定位器,可(kě)通過改變定位(wèi)器中凸板位置,方便地得到直線或等百分比流量特性。
1.2 特殊型調節閥的(de)選擇
為特殊應用,在上述調節(jiē)閥的基礎上,如果上(shàng)閥蓋加長、添加散熱片可用於低(dī)溫和高溫場合;多個彈(dàn)簧的執行機構(gòu)可減小整個調節閥的體積和(hé)重量;為降低噪聲一係列降噪措施設計可組成低噪聲調(diào)節閥。此外,還有為便於維護和清洗閥體分離結構的閥體分(fèn)離調節閥;為(wéi)連鎖動作的快速要求的快速切斷調節閥;為小流量控製要求設計的小流(liú)量調節閥;為防止泄漏(lòu)的波紋管密(mì)封調節閥等。 這些特殊類型的調節閥都(dōu)是(shì)為了滿足特殊(shū)工藝生產(chǎn)過程(chéng)或(huò)某一(yī)特定使用場合使用的閥,屬於非標準的(de)。它們具有工作條(tiáo)件複雜、使用要求高、生產批(pī)量小的特點,這些調節閥通常都是由(yóu)標準類型產(chǎn)品針(zhēn)對(duì)使用要求演變、改進而來的。因此,首(shǒu)先應按(àn)非特殊性來確定其基本型式,然後再針對特殊性來確(què)定相(xiàng)應的變(biàn)形型式及材(cái)料等。
附件的選(xuǎn)擇
調節閥的附件主要有:閥門定位器、閥位開關、氣動保(bǎo)位閥、氣動繼動器(qì)、電磁閥、空氣過濾減壓器、手輪機構、閥位傳送器和轉換器等。其中閥門(mén)定(dìng)位器有電氣(qì)閥門定位器和(hé)氣(qì)動閥門定位器,主要用於改善調節閥的工作特性,實現正確定位,提高(gāo)調節閥位(wèi)置的線性度,減少調節信號的傳遞(dì)滯後,改變調節閥的流量特性,改變調節閥對信號壓力的響應範圍,實現(xiàn)分程控製和正確定位。它是(shì)調節閥主要的附件之一,其好壞會直接(jiē)影響到調節閥及調節係統(tǒng)的性能和品質。下麵著重介紹選擇閥門定位器時需(xū)要(yào)考(kǎo)慮的幾種主要因素:
1)閥門定位器能否實現"分(fèn)程"功能,即閥門定位器隻(zhī)對輸入信號的某個範圍有響應。若閥門定位器能實現該功能,就可根據實際需要用一個輸入信號來(lái)控製兩台或多台(tái)調節閥(fá);
2)零點和量程的調校是否容易,標定是否獨立,穩定性如何;
3)閥門定位器的精度如何。在理想工作狀態下,對應某一輸入信號,調節閥的內件(包括調節閥的閥芯、閥杆、閥座等)每(měi)次都應準確地定位在所需要的位置,而不管行程的方向或者(zhě)調節閥的內件承受多大的負載;
4)閥(fá)門定(dìng)位器的作(zuò)用速度如何以及(jí)頻率特性如何。因(yīn)為閥門定位器可以不斷比較輸入信號和閥位(wèi),並根據它們之(zhī)間的偏差調節其(qí)本身(shēn)的輸出。如果閥門定位器(qì)對這種偏差響(xiǎng)應(yīng)速度快,那麽(me)單(dān)位時間裏介質的流動量就大,調節係統對(duì)設定點和負載變化的響應就愈快,即係統(tǒng)的誤差愈(yù)小(xiǎo),控製品質也就愈佳。一般來(lái)說,頻率特性愈高,即對頻率響應(yīng)的靈敏度愈高(gāo),控製性能就愈好。需要注意的是頻率特性的評估應采取實驗和理(lǐ)論相(xiàng)結合的方法,而非一味憑借理論,並且在評估時,實驗方法 穩定、科學,同時應將閥門(mén)定位器和執行機構合並起來一塊考慮;
5)閥(fá)門定位器與調節閥(fá)組合以後,其定位分辨力變化如何。定位分辨力對調節係統的(de)控製品質有非常明顯的作用,因為分辨力越高,調節閥的定(dìng)位就越接近理想值,因調節閥過調而造成的波動變化就可以得到(dào)有效抑製,從而終達到限製被調節量(liàng)周期性變化的目的(de)。
6)閥門定位器的大額定供氣壓力是否和執行機構的額定操作壓力相匹配,安裝和連接是否方便,維護(hù)量和維護程度如何,等等。
而除閥門定位器外,其它的幾(jǐ)類附件相對來說比較簡單,在此不需要重複。附件都起(qǐ)補充功能和保證調節閥正確運行的作用,在選擇時要把握的原則是必要的增加,不必要的舍棄,否則隻會提高控製係統的運行成本並降低可靠性。


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