如何學習調(diào)節(jié)閥
國際電工委員會 IEC 對調(diào)節(jié)閥(國外稱控制閥 Control Valve)的定義為:“工業(yè)過程控制系統(tǒng)中由動力操作的裝置形成的終端元件,它包括一個閥體部件,內(nèi)部有一個改變過程流體流率的組件,閥體部件又與一個或多個執(zhí)行機構(gòu)相連。執(zhí)行機構(gòu)用來響應控制元件送來的信號。”可見,調(diào)節(jié)閥是由執(zhí)行機構(gòu)和閥體部件兩部分組成,即:
調(diào)節(jié)閥=執(zhí)行機構(gòu)+閥體部件+附件
其中,執(zhí)行機構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的推動裝置,它按信號壓力的大小產(chǎn)生相應的推力,使推桿產(chǎn)生相應的位移,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)行機構(gòu)推桿的位移,改變調(diào)節(jié)閥的節(jié)流面積,達到調(diào)節(jié)的目的。
調(diào)節(jié)閥按其能源方式不同主要分為氣動調(diào)節(jié)閥、電動調(diào)節(jié)閥、液動調(diào)節(jié)閥三大類。它們的差別在于所配的執(zhí)行機構(gòu)上。前者配的是氣動執(zhí)行機構(gòu),中間一種配的是電動執(zhí)行機構(gòu),后者配的是液動執(zhí)行機構(gòu)。
調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中是必不可少的,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” 。
如圖下圖所示:
調(diào)節(jié)閥的功能
1 、調(diào)節(jié)功能
1) 流量特性
流量特性是反映調(diào)節(jié)閥的開度與流量的變化關(guān)系,以適應不同的系統(tǒng)特性要求,如對流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)反應速度快需對數(shù)特性;對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)反應速度慢,需直線流量特性。流量特性反映了調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)品質(zhì)。
2) 可調(diào)范圍R
可調(diào)范圍反映調(diào)節(jié)閥可控制的流量范圍,用R=Qmax:Qmin之比表示。R越大,調(diào)節(jié)流量的范圍越寬,性能指標就越好。通常閥的R=30,好的閥,如V型球閥、全功能超輕型調(diào)節(jié)閥,R可達100~200。
3) 小開度工作性能
有些閥受到結(jié)構(gòu)的限制,小開度工作性能差,產(chǎn)生啟跳、振蕩,R變得很小 (即Qmin很大),如雙座閥、襯膠蝶閥。好的閥小開度應有微調(diào)功能,即可滿足很小流量的調(diào)節(jié),且工作又要求十分平衡,這類閥如V型球閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥、全功能超輕型調(diào)節(jié)閥。
4) 流量系數(shù)Cv或Kv
流量系數(shù)表示通過流量的能力,同口徑Kv值越大越好,尤其是球閥、蝶閥,它們的Cv/Kv值是單座閥、雙座閥、套筒閥的2~3倍。
5) 調(diào)節(jié)速度
滿足系統(tǒng)對閥動作的速度要求。
2 、切斷功能
切斷功能由閥的泄漏量指標來表示,切斷通常指泄漏量小于0.001%,它反映閥的內(nèi)在的質(zhì)量。在閥的使用中,對國產(chǎn)閥泄漏量大的呼聲反映很大。
3 、克服壓差功能
它通常用閥關(guān)閉時的允許壓差來表示,允許壓差越大,此功能也就越好。如果考慮不周到,閥芯就會被壓差頂開,造成閥關(guān)不到位,泄漏量超標。因此,保證閥切斷就必須克服閥關(guān)閉時的工作壓差。
4、 防堵功能
對不干凈介質(zhì)的調(diào)節(jié)或者即使是干凈介質(zhì),管道中的焊渣等雜物都可能造成閥堵塞或被卡住,因此要求閥應有較好的防堵功能,使之正常調(diào)節(jié)。防堵性較好的是流路較簡單的單座角閥和旋轉(zhuǎn)類閥,如球閥、蝶閥、偏心閥;流路復雜的閥、上下襯套導向的閥,迷宮式多級降壓閥易造成堵卡。
5、 耐蝕功能
抵抗介質(zhì)的腐蝕和沖蝕和氣蝕,以提高閥的使用壽命。閥的腐蝕是由介質(zhì)的化學性能引起的材質(zhì)腐蝕問題,通常選用耐腐蝕的材料來解決;沖蝕是由高速流動的介質(zhì)、含顆粒的 介質(zhì)所致。解決的途徑是選用耐磨的材料,如堆焊斯泰萊合金或碳化鎢。氣蝕則要在機構(gòu)結(jié)構(gòu)上采用反汽蝕措施,對高壓閥、大壓差工作的調(diào)節(jié)閥 要采用多級降壓的形式。
6 、耐壓功能
它反映閥的強度和安全指標,即介質(zhì)不能通過密封處和閥體缺陷處向外滲漏。出廠時通常用1.5倍公稱壓力作試驗來檢驗。對高壓介質(zhì)較好是采用鍛件結(jié)構(gòu);鑄鐵閥的耐壓強度是較低的,通常應選鑄鋼閥。
7 、耐溫功能
滿足不同溫度條件下閥的強度和性能,溫度的較大變化會使閥體材質(zhì)的強度降低,因此閥必須滿足介質(zhì)的溫度變化范圍的要求,使閥在工作溫度下有較好的強度和安全保證。
8 、外觀和重量
反映閥的外觀質(zhì)量且要求儀表化、輕型化、小型化。其重量應越輕越好,以方便使用,如起吊、安裝、維護等。
調(diào)節(jié)閥性能指標
依據(jù)氣動調(diào)節(jié)閥的國標:GB/T4213-92,共計14個性能指標:
1基本誤差;2回差;3死區(qū);4始終點偏差;5額定行程偏差;6泄漏量;7填料函及其它連接處的密封性:8氣室的密封性;9耐壓強度;10額定流量系數(shù);11固有流量特性;12抗振動性;13動作壽命;14外觀。
對調(diào)節(jié)閥氣源和環(huán)境溫度的要求
氣源應為清潔、干燥的空氣,不含有明顯的腐蝕性氣體、溶劑或其他液體。帶定位器的調(diào)節(jié)閥,其氣源所含固體微粒數(shù)量應少于0.1g/m,且微粒直徑應大于3μm,含油量應小于1ppm。
定位器氣源不干凈是造成定位器工作不正常的主要原因,占故障率的2/3以上,應特別注意這一點。
調(diào)節(jié)閥環(huán)境溫度為-25~+55℃或-40~+70℃。
調(diào)節(jié)閥工作時應滿足上述要求。