调节阀的流量特性,是在阀两端压差保持恒定的条件下,介质流经调节阀的相对流量与它的开度之间关系。调节阀的流量特性有线性特性,等百分比特性及抛物线特性三种。三种注量特性的意义如下:
调节阀流量特性
调节阀流量特性
等百分比特性
等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系,在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比,流量变化的百分比是相等的。所以它的优点是流量小时,流量变化小,流量大时,则流量变化大,也就是在不同开度上,具有相同的调节精度。
线性特性
线性特性的相对行程和相对流量成直线关系。单位行程的变化所引起的流量变化是不变的。流量大时,流量相对值变化小,流量小时,则流量相对值变化大。
抛物线特性
流量按行程的二方成比例变化,大体具有线性和等百分比特性的中间特性。
从上述三种特性的分析可以看出,就其调节性能上讲,以等百分比特性为优,其调节稳定,调节性能好。而抛物线特性又比线性特性的调节性能好,可根据使用场合的要求不同,挑选其中任何一种流量特性。
应用编辑
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*某些终控制元件去完成。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,终控制元件完成了必要的功率放大作用。
调节阀是终控制元件的广泛使用的型式。其他的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、阀前和阀后的压力以及流体的性质。第5章中将详细地介绍这些内容。
动态特性是由执行机构或阀门行机构组合决定的。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。
特征编辑
一代产品
从20世纪初以后的近百年时间里,调节阀还处于一代产品的水平上。其调节阀的特征是:
①以20世纪六七十年代水平的单座阀、双座阀、套筒阀为主导产品;
②这代产品功能不齐全,不得不依靠扩充产品品种、变型来适应各种不同的场合,造成了品种规格繁多,对调节阀使用、计算、选型、调校、维护、备件等要求特别高;
③可靠性差,使用时出现的问题多;
④十分笨重。
现今,比较盛行的CV3000、精小型阀与传统老产品相比多了三个30%:重量下降30%;高度下降30%;流量系数提高30%。但它们没带来质的突破,只是对传统产品作了改进而已。
第二代产品
第二代产品从可靠性、重量上应有质的突破。其调节阀的特征是:
①全功能超轻型调节阀代替了众多可靠性差、功能不齐全、又十分笨重的产品,代替了一代的主导产品单座阀、双座阀、套筒阀,成为第二代主导产品;
从外观上看,第二代产品应具备轻型化、小型化、仪表化的特征。
第三代产品
其突出特征是智能化,并满足现场总线的要求,在应用上的特点是:
①与计算机接口;
②自诊断使可靠性更加提高,电动不锈钢调节阀材质316,故障率进一步下降;
③改良阀的特性曲线,从而改变阀的调节品质;
④调节阀的品种以及对调节阀的使用要求进一步的简化;
⑤指标上,满足现代工业要求达到新的性能水平,例如一些工业部门推出的新的流程与系统对调节阀提出的一些苛刻的要求。
结构组成编辑
调节阀通常由电动执行机构或气动执行机构与阀体两部分共同组成。直行程主要有直通单座式和直通双座式两种,后者具有流通能力大、不平衡力小和操作稳定的特点,所以通常特别适用于大流量、高压降和泄漏量大的场合。角行程主要有:V型电动调节球阀、电动蝶阀、通风调节阀、偏心蝶阀等。
工作原理编辑
调节阀用于调节介质的流量、压力和液位。根据调节部位信号,自动控制阀门的开度,从而达到介质流量、压力和液位的调节。调节阀分电动调节阀、气动调节阀和液动调节阀等。
调节阀由电动执行机构或气动执行机构和调节阀两部分组成。调节阀通常分为直通单座式调节阀和直通双座式调节阀两种,后者具有流通能力大、不平衡办小和操作稳定的特点,所以通常特别适用于大流量、高压降和泄漏少的场合。
种类编辑
综述
电动调节阀
电动调节阀
按用途和作用、主要参数、压力、介质工作温度、特殊用途(即特殊、专用阀)、驱动能源、结构等方式进行了分类,其中常用的分类法是按结构将调节阀分为九个大类,6种为直行程,3种为角行程。
按用途作用
a.两位阀:主要用于关闭或接通介质;
b.调节阀:主要用于调节系统。选阀时,需要确定调节阀的流量特性;
c.分流阀:用于分配或混合介质;
d.切断阀:通常指泄漏率小于十万分之一的阀。
按主要参数
1 按压力分类
(1)真空阀:工作压力低于标准大气压;
(2)低压阀:公称压力PN≤1.6MPa;
(3)中压阀:PN2.5~6.4MPa;
(4)高压阀:PN10.0~80.0MPa,通常为PN22、PN32;
(5)超高压阀:PN≥100MPa。
2 按介质工作温度分类
(1)高温阀:t>450℃;
(2)中温阀:220℃≤t≤450℃;
(3)常温阀:-40℃≤t≤220℃;④低温阀:-200℃≤t≤-40℃。
节阀安装的一般规定是:安装前,应仔细检查核对型号与规格是否符合设计要求。检查阀杆和阀盘是否灵活,有无卡阻和歪斜现象。阀盘必须严格关闭。对阀门进行强度和严密性试验,不合格的不得进行安装。安装时,应按设计要求安装。 [例] 某通风工程,按图样标注计算,共有D=160mrn钢制蝶阀(T3027)20个,D=400mm钢制蝶阀(T3027)10个,请计算蝶阀制作、安装工程量。 已知:0=160mm蝶阀2.81kg/个,D=400mm蝶阀8.86kg/个。 [解] 将重量分别乘以个数即札60钢制蝶阀共重2.81kg/个X 20个=56.2kg;+400钢制蝶阀共重8.86kg/个X10个=88.6kg.二者单件重量都在10kg以下,属于同一子目,将其重量相加即得总重量为56.2kg+88.6kg=144.8kg.因为定额计量单位是100kg,所以钢制蝶阀制作、安装工程量为1.45(100kg)。 标准部件制作、安装工程量的计算方法如下:
(1)按施工图标注的部件名称、型号查标准部件重量表,查出每个部件的重量。
(2)用某部件的重量乘以施工图中该部件的个数,求出该部件的总重量(ks)。
(3)将总重量除以100则得出该部件制作、安装工程量,因为定额计算单位为“100kg”。
(4)将该部件制作、安装工程量乘以系数1.15,就得出部件刷油的工程量。
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