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关于调节阀结构和划分

2019-08-04

  调节阀介绍 目录 一.调节阀类型 二.调节阀组成与特性 三.调节阀的附件 四.调节阀的气开、气关原则 五.调节阀的安装要求 一、调节阀分类 调节阀在自动控制系统中的终端控制元件,其作用是接受调节器 发出的控制信号,改变调节参数,把被调参数控制在要求范围之内, 从而达到过程生产自动化。 调节阀按其能源形式分为:气动、液动和电动。 气动调节阀按其执行机构形式分为:气动薄膜式和气动活塞式。 调节阀按执行机构运动的方式分为:直行程和角行程。 调节阀按其作用方式分为:气开式和气关式 目前石化工业中普遍使用气动调节阀,电动调节阀使用较少,液 动调节阀只有特殊要求下才采用。 一、调节阀分类 气动薄膜式调节阀 一、调节阀分类 气动活塞式调节阀 二、调节阀组成与特性 1、调节阀基本组成 调节阀由执行机构和调节机构两部分成,其中执行机构是调节阀的 推动部分,调节机构是调节阀的调节部分。 执行机构 调节机构 二、调节阀组成与特性 (1)执行机构 执行机构是控制阀的控制装置,它按信号的大小产生相应的推力使推杆产生相 应的位移,从而带动阀芯动作。常见的气动执行机构分为薄膜式和活塞式。 ? 气动薄膜执行机构(带弹簧) 气动薄膜执行机构是一种广泛应用的执行机构,接受0.2~1.0MPa的气动信号 气动薄膜执行机构 二、调节阀组成与特性 气动薄膜执行机构作用形式分为正作用和反作用两种形式: 正作用:当信号压力增加,推杆向下动作 反作用:当信号压力增加,推杆向上动作 正作用 反作用 二、调节阀组成与特性 ? 气动活塞式执行机构 常见的气动活塞式执行机构分为单作用与双作用 单作用 双作用 二、调节阀组成与特性 (2)调节机构 调节机构是控制阀的调节部分,它直接与介质接触,由阀芯的动作,改变调节阀 节流面积,达到调节目的。 调节阀的阀体种类很多,常用 的阀体种类有直通单座阀、直通双 座阀、套筒阀、角形阀、三通阀、 蝶阀、球阀、偏心旋转阀等。如右 图为阀体结构 二、调节阀组成与特性 ? 直通单座阀(GLOBE) 阀体内只有一个阀座和密封面,结构简单,密封效果好,是使用较多的一种 阀体类型。适用于泄漏量小、流量小、阀前后压差较少的场合。 二、调节阀组成与特性 二、调节阀组成与特性 ? 直通双座阀(GLOBE) 阀体内有两个阀座和密封面,流通能力大,不平衡力小,但泄漏量大,切断效果差, 是使用较多的一种阀体类型。适用于对泄漏量要求不严、流量大、阀前后压差较大的 场合。 二、调节阀组成与特性 二、调节阀组成与特性 ? 套筒阀(CAGE) 阀体内部阀芯由套筒导向,套筒上开有窗口用于决定流量与流量特性,阀芯 上可开有平衡孔,减小不平衡力,是使用最为广泛的一种阀体类型。适用于流体洁 净、不含固体颗粒、阀前后压差大的场合。 二、调节阀组成与特性 阀芯 套筒 二、调节阀组成与特性 二、调节阀组成与特性 ? 角形阀(ANGLE) 阀体内有一个阀座和密封面结构简单,密封效果好。一般为底进侧出,具有自洁 净功能阀体内不易存积污物,不易堵塞,适用于控制高粘度介质,高压差以及含有悬浮 物和颗粒物的介质 二、调节阀组成与特性 二、调节阀组成与特性 ? 三通阀 三通阀有三个出入口与管道相连接,有合流,分流两种类型。分流阀用于一 种流体分为两路的场合;合流阀用于两者流体混和成一路的的场合。 二、调节阀组成与特性 二、调节阀组成与特性 ? 蝶阀 结构简单,阀体与蝶板可衬各种耐腐蚀材料。适用于大口径,大流量,低压差 介质的场合。常见结构有以下四种: 二、调节阀组成与特性 ? 球阀 球阀的阀芯为球形,可以起到调节和切断作用,常用于开关控制。其特点是流 路简单,全开时完全形成直管通道,压力损失小。 23 二、调节阀组成与特性 二、调节阀组成与特性 ? 偏心旋转阀 偏心旋转阀又称为凸轮绕曲阀,节流元件为扇型球面。其特点是重量轻,体积 小,密封性能好,适用于流通能力大、压差大、严密封的场合。 二、调节阀组成与特性 2、调节阀的流量特性 调节阀的流量特性是指被调介质流过阀门的相对流量(Q/Qmax)与阀门相 对行程(L/Lmax)之间的关系。 常见调节阀的流量特性有三种: ? 直线流量特性 ? 等百分比流量特性 ? 快开流量特性 二、调节阀组成与特性 ? 直线流量特性 直线特性是指调节阀的相对流量和行程成正比关系。 ① 小开度时,流量变化大,而大开 度时流量变化小。 ② 小负荷时,调节性能过于灵敏而 产生振荡,大负荷时调节迟缓而 不及时。 ③ 适应能力较差 二、调节阀组成与特性 ? 等百分比流量特性 等百分比特性也称为对数特性,是指阀门的开度增加同样的值时,通过的调 节阀的流最按照等百分比增加。 ① 流量小时流量的变化也小,调 节作用缓和平稳;流量大时。 流量的变化也大,调节作用灵 敏而有效。 ② 等百分比特性的阀门在全行程 阀门内的控制精度是不变的。 ③ 应用广泛,适应性强 二、调节阀组成与特性 ? 快开流量特性 快开特性是指调节阀在开度很小时流量就已经较大,随着开度增加,流量很 快达到最大值。 ① 在小开度时流量已很大,随着 行程的增大,流量很快达到最 大,此后再增加开度,流量变 化很小。 ② 一般用于双位调节和程序控制 三、调节阀的附件 调节阀的附件主要是由阀门定位器,过滤减压阀、锁止阀、增速器等组成。 1、定位器 阀门定位器: 阀门定位器是调节阀的主要附件,它与气动调节阀配套使用, 接受调节器的输出信号,然后定位器输出信号去控制气动调节阀,当调节阀动 作后,阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器,形成一个闭环回路。 Samson的定位器 三、调节阀的附件 2、过滤减压阀 过滤减压阀就是将总气源管来的气压 进行过滤和设定,达到气动执行机构所要 求的气源质量和风压。 减压阀的工作原理:为使容器内压力 保持在一定压力范围,在容器内压力升高 时进行减压,调整压力释放装置使其压力 降低。 三、调节阀的附件 3、空气锁定阀 如果输出至调节阀的供气压力由 于压力异常而停止,输出至执行机构 的空气压力将变得异常空气锁定阀可 通过保持正常气压来使阀门处于正常 位置。空气锁定阀将一直保持气压直 到供气压力恢复到正常水平。供气压 力回复后,调节阀将恢复到正常控制 状态。 三、调节阀的附件 4、增速器 一般安装在气缸较大的调节阀上,为气缸提供大流量气源,以提高阀门的 动作速度。 增速器 三、调节阀的附件 5、锁止阀 气动保位阀是阀位保护装置。当仪表的气源压力中断,或气源供给系统 发生故障时,气动保位阀能够自动切断调节器与调节阀气室,或定位器输出 与调节阀气室之间的通道,使调节阀的阀位保持原来的控制位置。这样介质 的被调作用不中断,故障消除后,气动保位阀立刻恢复正常位置。 三、调节阀的附件 6、电磁阀 电磁阀适用于遥控、程序控制、联锁系统实现气路的自动关闭,时控制阀 开或关的场合。常见的电磁阀有二位三通电磁阀、二位四(五)通电磁阀等。 二位三通电磁阀:一般用于控制单作用气缸执行机构、气动薄膜执行机构、 气动控制的自动切换或联锁程序控制; 三、调节阀的附件 二位四(五)通电磁阀:一般适用于控制双作用气缸和带有活塞式执行机构 的控制阀,以及使用切断球阀的自控系统中实现自动切换和程序控制。 四、调节阀的气开、气关原则 调节阀的作用方式分为气开和气关两种,其中:气开式(FC)是指阀的开度 随气压的增大而增大,失气时阀关闭;气关式(FO)是指阀的开度随气压的增大 而减小,失气时阀打开。 调节阀的气开、气关式是由执行机构与阀体部分共同组成的。 1、执行机构的正反作用 气动执行机构有薄膜式和活塞式两种。 常见的气动执行机构均为薄膜式(带弹 簧),其作用方式有正、反两种。 正作用: 信号压力增加时,推杆向下移动 反作用: 信号压力增大时,推杆向上移动 四、调节阀的气开、气关原则 2、阀体的正、反装 阀体部件也分为正、反装两种。 正装阀:阀芯下移,阀芯与阀座间的流通截面积减小 反装阀:阀芯下移,阀芯与阀座间的流通截面积增大 四、调节阀的气开、气关原则 3、调节阀气开、气关的组合 由于气动执行机构有正、反两种作用方式,而阀体也有正装和反装两种 方式,因此实现气动调节阀的气开、气关就有4种组合方式,如下图所示: 序号 执行机构 阀体 调节阀 (a) (b) (c) (d) 正作用 正作用 反作用 反作用 正装 反装 正装 反装 气关 气开 气开 气关 四、调节阀的气开、气关原则 4、气开、气关的选择原则 基本原则: 仪表供气系统发生故障或控制信号突然中断时,控制阀的开度 应处于使生产装置安全的位置。 若无气源时, 希望阀全关, 则应选择气开阀; 若无气源时,希望阀全开,则应选 择气关阀. 实际应用如: 加热炉的燃料油、燃料气系统调节阀,应选用气开式; 加热炉炉管进料的调节阀,应选用气关式; 蒸馏塔的回流调节阀,应选用气关式; 蒸馏塔的塔底采出调节阀,应选用气开式; 汽包蒸汽出口调节阀,应选用气关式等等。 谢谢 五、调节阀的安装要求 调节阀安装的基本要求: 1、调节阀应先检查校验,并在管道吹扫后安装。 2、调节阀安装时应注意使介质按照阀体标定箭头方向流过。 3、调节阀安装位置应方便操作维修,以便人员能进行维修和操作,必要 时应设置平台。 4、当调节阀安装在有振动场合时,应考虑防振措施。 5、调节阀应垂直、正立安装在水平管道上,公称通经Dg≥50的调节阀, 其阀前后管道上最好有永久性支架。 6、调节阀上、下部分应留有足够空间,以便维修时取下执行机构和阀内 件及阀的下法兰和堵头。

  调节阀配套的 电气阀门定位器、气动阀门定位器、电磁阀、保位阀、阀位反馈、阀门限位开关 等附件,都是可选的。就是说:

  提高安全性:由于水系统的流量平衡是自动进行,杜绝了人为破坏性调节的可能性。

  


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