調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中是*的,它是組成工業(yè)自動化系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié),被稱之為生產(chǎn)過程自動化的“手腳” 。其中氣動調(diào)節(jié)閥(又稱氣動執(zhí)行器)是以壓縮空氣為動力能源的一種自動執(zhí)行器。它具有結(jié)構(gòu)簡單、動作可靠、性能穩(wěn)定、價格低廉、維修方便、防火防爆等特點,能與氣動調(diào)節(jié)儀表、氣動單元組合儀表配用,它廣泛地應(yīng)用于化工、石油、冶金、電站、輕紡等工業(yè)部門中。
調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)
根據(jù)電工委員會IEC對調(diào)節(jié)閥(國外稱控制閥Control Valve)的定義:調(diào)節(jié)閥是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥體部件兩部分組成,即調(diào)節(jié)閥=執(zhí)行機(jī)構(gòu)+閥體部件
其中,執(zhí)行機(jī)構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的推動裝置,它按信號壓力的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力,使推桿產(chǎn)生相應(yīng)的位移,從而帶動調(diào)節(jié)閥的閥芯動作;閥體部件是調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)部份,它直接與介質(zhì)接觸,通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿的位移,改變調(diào)節(jié)閥的節(jié)流面積,達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。
氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)
1.1 老式氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu):
該執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一種過去應(yīng)用zui廣的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它通常接20~100KPa的標(biāo)準(zhǔn)信號壓力,具有結(jié)構(gòu)簡單、動作可靠、維修方便、價格低廉等優(yōu)點。
該執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為正、反作用兩種形式:國產(chǎn)型號ZMA型(正作用)與ZMB型(反作用),其含義為:Z—執(zhí)行器大類;M—氣動薄膜型式;A—正作用;B—反作用。
當(dāng)信號壓力增加時,推桿向下動作的叫正作用式執(zhí)行機(jī)構(gòu);反之,信號壓力增加時,推桿向上動作的叫反作用式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)上,正、反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)基本相同,均由膜蓋、波紋膜片、推桿部件、彈簧、支架等組成。在正作用式的結(jié)構(gòu)上加上墊塊,更換個別零件,即可變?yōu)榉醋饔檬健?
1.2 精小型氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)
它主要針對老式薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)笨重和反作用可靠性差的問題而設(shè)計的。在減少重量和高度方面,它將老結(jié)構(gòu)的單彈簧改為多彈簧,并將彈簧直接置于上下膜蓋內(nèi),使支架大大地減小減輕;在可靠性方面,將反作用的老式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的深波紋滾動膜片改成“O”型圈密封老式結(jié)構(gòu)中的推桿沒有導(dǎo)向,動作的平穩(wěn)性差,而精小型執(zhí)行機(jī)構(gòu)增加了導(dǎo)向。
歸納起來,精小型執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有可靠性高、外形小、重量輕的特點。其型號:正作用ZHA、反作用ZHB
上閥蓋型式
調(diào)節(jié)閥的上閥蓋位于執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥體之間,其作用是使填料函中的聚四氟乙烯填料在一定的溫度范圍內(nèi)正常工作而保證密封性能,它有以下三種常見結(jié)構(gòu)
(1) 普通型:使用工作溫度為:鑄鐵-20~+200℃;鑄鋼-40~+250℃;
(2) 散熱型:使用工作溫度為:碳鋼-40~+450℃;不銹鋼-60~+450℃;
(3) 長頸型:使用工作溫度為:-60~+200℃
填料
調(diào)節(jié)閥的填料裝于上閥蓋填料室內(nèi),其作用是防止介質(zhì)因閥桿移動而向外泄漏。
zui常用的填料是由聚四氟乙烯制成。它具有摩擦系數(shù)小、密封性能好和耐腐蝕性能好等優(yōu)點,但耐溫差、壽命較短。
現(xiàn)在柔性石墨填料的應(yīng)用越來越廣泛。石墨填料是70年代初國外研制的新型填料,我國在70年代中期開始研制并用于調(diào)節(jié)閥中。石墨填料具有密封性和自潤滑性好、耐腐、耐高低溫、溫度變化影響小等特點,它的應(yīng)用將會越來越普遍。
石墨填料需要較大的壓緊力,因此對閥桿摩擦力較大,一般要帶閥門定位器或氣動放大器才能工作。石墨填料工作溫度為-200~+600℃,可以直接在高溫介質(zhì)中工作,無需帶散熱片。更換也很方便。
調(diào)節(jié)閥主要閥型
直通單座調(diào)節(jié)閥:閥體內(nèi)只有一個閥芯和閥座, DN≥25時,閥芯為雙導(dǎo)向(現(xiàn)在的精小型單座閥已改為單導(dǎo)向);DN≤20的,閥芯為單導(dǎo)向。其使用特點如下:由于只有一個閥芯,容易保證密封,泄漏量小,但不能*切斷,其標(biāo)準(zhǔn)泄漏量為0.01%Kv。優(yōu)點:泄漏小;主要缺點:允許壓差小、易堵卡、太笨重。
直通雙座調(diào)節(jié)閥:閥體內(nèi)有兩個閥座、閥芯,閥芯為雙導(dǎo)向。優(yōu)點:允許壓差大;缺點:泄漏大、易堵卡、太笨重。
套筒閥:它由套筒閥塞節(jié)流代替單、雙座閥的閥芯、閥座節(jié)流。優(yōu)點:允許壓差大、穩(wěn)定性好;缺點:泄漏大、易堵卡、笨重。
球閥:它利用球芯轉(zhuǎn)動與閥座相割打開的面積來調(diào)節(jié)流量。有“O”形球閥、“V”形球閥。流路zui簡單、損失zui小,“自潔”性能,常用于不干凈介質(zhì)的兩位切斷,但可靠性差、太笨重、價格貴
偏心旋轉(zhuǎn)閥:原理就是一個偏心轉(zhuǎn)動的扇形球閥,利用偏心球冠與閥座相切,打開時,球芯脫離閥座;關(guān)閉時,球芯逐步接觸閥座,使球?qū)﹂y座產(chǎn)生壓緊力。適用于結(jié)晶、結(jié)巴及不干凈介質(zhì)場合(如PVC);流路簡單、Kv值大、“自潔”性能好;僅兩位控制時,其優(yōu)點更顯著;但它采用對夾式法蘭,安裝不方便。
調(diào)節(jié)閥的幾個概念
流開:在節(jié)流口,介質(zhì)的流動方向向著閥打開方向流動(與閥開的方向相同)時,叫流開。
流閉:在節(jié)流口,介質(zhì)的流動方向向著閥關(guān)閉方向流動(與閥開的方向相反)時,叫流閉。
氣關(guān):對于CV3000系列來說,氣源壓力增加時,推桿向下移動,閥芯處于關(guān)的位置時,叫氣關(guān)。(一般從上方進(jìn)氣)。
氣開:對于CV3000系列來說,氣源壓力增加時,推桿向上移動,閥芯處于開的位置時,叫氣開。(一般從下方進(jìn)氣)。
可調(diào)比:調(diào)節(jié)閥所能控制的zui大流量(Qmax)與zui小流量(Qmin)之比,稱為調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比。
流量特性:被調(diào)介質(zhì)流過閥門的相對流量(Q/Qmax)與閥門的相對行程(l/L)之間的關(guān)系稱為調(diào)節(jié)閥的流量特性。(直線流量特性、等百分比流量特性、快開流量特性)