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调节阀工作原理

2019-07-30

  台臣为广大用户提供合格的气动调节阀、电动调节阀产品服务,台臣专业的技术、真诚的态度、永远的合作伙伴。

  本文是台臣阀门用心编写的调节阀工作原理,关于调节阀价格、型号选型、安装要求等技术知识请在调节阀新闻中查看或联系我们的工作人员。

  调节阀由执行机构和阀门组成,分为电动调节阀、气动调节阀、自力式调节阀、手动调节阀四种。调节阀主要用于调节介质流量、压力、温度、液位等工艺参数。调节阀广泛应用与对空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品等介质的控制。

  7、调节阀阀内采用压力平衡机构,使调节阀反应灵敏、控制精确、允许压差大。

  8、调节阀阀体按流体力学原理设计的等截面低流阻流道,额定流量系数增大30%。

  9、调节阀具有体积小,重量轻、使用方便、流量大、节省能源、调节精度高等特点

  电动调节阀工作原理以是电力为驱动源,通过接收工业自动化控制系统的信号(如:4~20mA)来驱动阀门改变阀芯和阀座之间的截面积大小控制管道介质的流量、温度、压力等工艺参数。实现自动化调节功能。电动调节阀的优点就是使用方便,节省能源,控制精度高,在需要防爆的场合,只需选用防爆执行器即可。

  气动调节阀工作原理就是以压缩空气为动力源,以气缸为执行器,并借助于电气阀门定位器、转换器、电磁阀、保位阀等附件去驱动阀门,实现开关量或比例式调节,接收工业自动化控制系统的控制信号来完成调节管道介质的:流量、压力、温度等各种工艺参数。气动调节阀的特点就是控制简单,反应快速,且本质安全,不需另外再采取防爆措施。

  自力式调节阀工作原理是一种无需外加能源,利用被调介质自身能量为动力源,引入执行机构控制阀芯位置,改弯两端的压差和流量,使阀前(或阀后)压力稳定。具有测量、执行、控制的综合功能。可用于非腐蚀性(最高温度350℃)的液体、气体和蒸汽等介质的压力控制装置。自力式调节阀广泛适用于石油、化工、冶金、轻工等工业部门及城市供热、供暖系统。

  手动调节阀工作原理是由手动执行构件与阀门两部分组成,其中手动执行构件与阀门内的启闭件相连。而手动调节阀的工作原理就是:在使用手动调节阀的过程中,通过人工控制执行构件,进而使得阀门内的启闭件动作,最终使阀门启闭件处于开启、关闭或者半开半闭等状态。而此时的手动调节阀在输送管道中就可以发挥其导流、截止以及调节分配等作用。

  在选用调节阀时还应考虑上阀盖的形式和所用的填料。当使用工作温度为-20℃~+250℃时,只需采用普通的结构;当工作温度为-50℃~+450℃时应采用阀盖上有多层散热片的散热结构。还有波纹管的波纹室封密阀盖主要用于剧毒、易挥发、易渗透等重要介质的场合。

  调节阀常用的密封填料有聚四氟乙烯和石棉绳填料,虽然前者比后者昂贵但密封效果却好得多。

  气开、气关式调节阀的选择应根据当气源信号压力中断时,调节阀处打开或关闭的位置对工艺生产所造成危害的大小而定。若阀门处于打开位置时危害性小则选用气关式。动作过程为:有气则关闭,无气则开启;若阀门处于关闭位置时危害性小则选用气开式,动作过程为:有气则开,无气则关。

  电动执行机构主要优点是驱动源(电源)方便,但价格高,可靠性、防水防爆不如气动执行机构,自力式的执行机构价格便宜,使用方便,无需气源或者电源,但调节性能相对电动和气动的较差,误差会大一点,而且不适于常温和高压的场合

  国外常用故障下开或关来表示,即故障开、故障关,与我国的气开、气闭表示正好相反,故障开对应气闭阀,故障关对应气开阀。根据需要选择,有的需要加手轮开关,在执行机构失效的情况下,手动操作

  常用的调节阀结构形式有 直通单座阀、直通双座阀、套筒阀、偏心旋转阀、蝶阀、全功能超轻型调节阀、球阀,应当根据不同的使用情况,结合不同结构形式阀门各自的特点,从调节性能、适用温度、适用口径、耐压、适用介质条件、切断差压、泄流量、压力损失、重量、外观、成本等方面对调节阀的结构形式进行选择。

  在进行自动化技术改造时,阀门口径可以依据等截面积的原则来考虑,依据手工操作时阀门口径多大,及开启圈数多少估计开启面积,然后选用在正常工况下具有相同开启面积的调节阀。在进行新装置设计时通常是按流通能力C值来确定阀门口径。

  (1)阀体耐压等级、使用温度和耐腐蚀性能等方面应不低于工艺连接管道的要求

  (4)对汽蚀、冲蚀较为严重的介质温度与压差构成的直角坐标中,其温度为300℃,压差为1.5MPa两点连线以外的区域时,对节流密封面应选用耐磨材料,如钴基合金或表面堆焊司特莱合金等。

  (5)对强腐蚀性介质,选用耐蚀合金必须根据介质的种类、浓度、温度、压力的不同,选择合适的耐腐蚀材料。

  (6)阀体与节流件分别对待,阀体内壁节流速度小并允许有一定的腐蚀,其腐蚀率可以在lmm/年左右;节流件受到高速冲刷、腐蚀会弓[起泄漏增大,其腐蚀率应小于0.1mm/年。

  (7)对衬里材料(橡胶、塑料)的选择时该工作介质的温度、压力、浓度都必须满足该材料的使用范围,并考虑阀动作时对它物理、机械的破坏(如剪切破坏)。

  (1)调节控制阀的附件主要有:定位器、转换器、继动器、增压阀、保位阀、减压阀、过滤器、油雾器、行程开关、位置发讯器、电磁阀、手轮机构。

  (2)附件起补充功能和保证阀运行的作用。必要的就增加,不必要的不增加。不必要时增加附件会提高价格并降低可靠性。

  (3)定位器的主要功能是提高输出力和动作速度,不需要这些功能时,可不带,不是带了定位器就好。

  (8)最好由生产厂家提供并总成在阀上供货,以保证系统和总成联接的可靠性。

  (10)再重申:请注意这些“小东西”的重要性,尤其是可靠性,若必要时,可配套气动元件,如电磁阀。

  改革开放期间,也就是80年代。中国成功引进了石化装置和调节阀技术,使套筒阀、偏心旋转阀得到了推广使用,尤其是套筒阀,大有取代单、双座阀之势,其使用越来越广。80年代末,调节阀又一重大进展是日本的Cv3000和精小型调节阀,它们在结构方面,将单弹簧的气动薄膜执行机构改为多弹簧式薄膜执行机构,阀的结构只是改进,不是改变。它的突出特点是使调节阀的重量和高度下降30%,流量系数提高30%。

  到了90年代调节阀发展的重点在可靠性、特殊疑难产品的攻关、改进、提高上。90年代末,由华林公司推出了第十种结构的产品——全功能超轻型阀。它突出的特点是在可靠性上、功能上和重量上的突破。功能上的突破——唯一具备全功能的产品,故此,可由一种产品代替众多功能上不齐全的产品,使选型简化、使用简化、品种简化;在重量上的突破——比主导产品单座阀、双座阀、套筒阀轻70~80%,比精小型阀还轻40~50%;可靠性的突破——解决了传统调节阀等各种不可靠性因素,如密封的可靠性、定位的可靠性、动作的可靠性等。该产品的问世,使中国的调节阀技术和应用水平达到了九十年代末先进水平;它是对调节阀的重大突破;尤其是电子式全功能超轻型阀,必将成为下世纪调节阀的主流。

  今天的调节阀在现代化工厂的自动控制中,起着十分重要的作用。这些工厂的生产取决于流动着的介质正确分配和控制。这些控制无论是能量的交换、压力的降低或者是简单的容器加料,都需要调节阀这种最终控制元件去完成。上海台臣阀门有限公司生产的调节阀具有体积小,重量轻、使用方便、流量大、节省能源、调节精度高等优点。

  调节阀的计算方式 1.Cv值的定义 Cv值定义:阀处于全开状态,两端压差为1磅/英寸2(0.07kgf/cm2)的条件下,60F(15.6 摄氏度)的清水,每分钟通过阀的美加仑数。 2. 液体的Cv值计算公式 液体的CV 值计算公式是根据流体流过简单孔场合的理论流速(R Pg V 2,其中 V:孔部分的理论流速;R:流体的比重;P:流体的压差)而推导出适合Cv值定义的 计算公式。 2 117.1PPGQ Cv 公式:(1-1) Q:最大流量 m3/hr G:比重(水=1) P1:进口压力 kgf/cm2 A P2:出口压力 kgf/cm2 A 注:P1和P2为最大流量时的压力。适合雷诺数较大的场合。当雷诺数很小时,介质流向接近层流时需要进行修正。

  在现代化工厂的自动控制中,调节阀起着十分重要的作用,这些工厂的生产取决于流动着的液体和气体的正确分配和控制。这些控制无论是能量的交换、压力的降低或者是简单的容器加料,都需要*某些最终控制元件去完成。最终控制元件可以认为是自动控制的“体力”。在调节器的低能量级和执行流动流体控制所需的高能级功能之间,最终控制元件完成了必要的功率放大作用。

  调节阀是最终控制元件的最广泛使用的型式。其他的最终控制元件包括计量泵、调节挡板和百叶窗式挡板(一种蝶阀的变型)、可变斜度的风扇叶片、电流调节装置以及不同于阀门的电动机定位装置。

  尽管调节阀得到广泛的使用,调节系统中的其它单元大概都没有像它那样少的维护工作量。在许多系统中,调节阀经受的工作条件如温度、压力、腐蚀和污染都要比其它部件更为严重,然而,当它控制工艺流体的流动时,它必须令人满意地运行及最少的维修量。

  在气动调节系统中,调节器输出的气动信号可以直接驱动弹簧一薄膜式执行机构或者活塞式执行机构,使阀门动作。在这种情况下,确定阀位所需的能量是由压缩空气提供的,压缩空气应当在室外的设备中加以干燥,以防止冻结,并应净化和过滤。

  当一个气动调节阀和电动调节器配套使用时,可采用电一气阀门定位器或电一气转换器。压缩空气的供气系统可以和用于全气动的调节系统一样来考虑。

  在调节理论的术语中,调节阀既有静态特性,又有动态特性,因而它影响整个控制回路成败。静态特性或增益项是阀的流量特性,它取决于阀门的尺寸、阀芯和阀座的组合结构、执行机构的类型、阀门定位器、阀前和阀后的压力以及流体的性质。

  动态特性是由执行机构或阀门定位器一执行机构组合决定的。对于较慢的生产过程,如温度控制或液位控制,阀的动态特性在可控性方面一般不是限制因素。对于较快的系统,如液体的流量控制,调节阀可能有明显的滞后,在回路的可控性方面一定要有所考虑。一般只有控制系统的专家才需要关心调节阀的动态持性,关于应用阀门定位器的正规考虑如第9章中所讨论的,将满足大多数调节阀装置的需要。

  自动调节阀的历史可追溯到自力式调压阀,它包括一个带有重物杆的球形阀,重物用来平衡阀芯力,从而得到某种程度的调节,另一种早期的自力式调压阌的形式是压力平衡式调压阀。工艺过程的压力用管线接到弹簧薄膜调压阀的薄膜气室上。无论是减压阀、阀后压力式调压阀或是差压调压阀都笔够从这种基型阀门的变更而制造出来。

  气动变送器和调节器的出现,就必然地导致气动词节阀的应用。它们本质上是减压阀或阀后压力式调压阀,改用仪表压缩空气来代替工艺过程的流体。许多生产减压阀的公司已经发展成为调节阀制造厂。调节阀的应用从数量上和复杂性方面继续不断地得到发展,许多阀门的阀体和附件的改进可以用来解决各种各样的问题。本手册的意图是使工程们熟悉调节阀的结纸醉金迷和因素,帮助仪表工程师在应用中选用最好的阀体、执行机构和附件。

  调节阀按行程特点可分为:直行程和角行程。直行程包括:单座阀、双座阀、套筒阀、角形阀、三通阀、隔膜阀;角行程包括:蝶阀、球阀、偏心旋转阀、全功能超轻型调节阀。调节阀按驱动方式可分为:气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀;按调节形式可分为:调节型、切断型、调节切断型;按流量特性可分为:线性、等百分比、抛物线、快开。调节阀适用于空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品等介质。

  1、调节阀维护与保养可分为预防性维护保养、预见性维护保养和被动性维护保养这三类。预防性维护保养和预见性维护保养都是在机械设备还没有出现故障时就就行的维护与保养。这样可以有效的减少故障发生的概率。那么要是被动性地进行维护保养,情况可就不妙了。被动性维护与保养就是在机械设备发生故障后在进行的调节阀维护与保养。这样不仅可能出现生产暂停和机械设备损坏,严重时甚至可能造成人员伤亡,可见调节阀维护与保养的重要性。

  2、调节阀维修也是分为三大类:应急维修、定期维修和预见性维修三种。应急维修是在调节阀出现故障后,不能满足工艺操作要求时的维修。定期维修通常包括日常维修和与工艺暂停大修同时进行的维修。预见性维修是根据预见性维护的分析结果,有针对性地对有关调节阀部件的维修。应急维修是调节阀发生故障后的维修,定期维修和预见性维修是调节阀发生故障前的维修。通常,调节阀的日常维修由仪表维修人员进行,与大修同时进行的定期维修由制造技术人员进行。调节阀的易损件主要是:填料、密封圈、垫片、活塞密封环、膜片、软密封阀座、阀芯密封衬。每次检修时一律换新件。


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