調節(jié)閥的產品概述和產品分類
現(xiàn)代化工廠自動控制中,調節(jié)閥起著十分重要的作用,這些工廠的生產取決于流動 著的液體和氣體的正確分配和控制。這些控制無論是能量的交換、壓力的降低或者是簡單的容器加料,都需要某些終控制元件去完成。終控制元件可以認為是自動控制的“體力”。在調節(jié)器的低能量級和執(zhí)行流動流體控制所需的高能級功能之間,終控制元件完成了必要的功率放大作用。
調節(jié)閥是終控制元件的使用的型式。其他的終控制元件包括計量泵、調節(jié)擋板和百葉窗式擋板(一種蝶閥的變型)、可變斜度的風扇葉片、電流調節(jié)裝置以及不同于閥門的電動機定位裝置。
盡管調節(jié)閥得到廣泛的使用,調節(jié)系統(tǒng)中的其它單元大概都沒有像它那樣少的維護工作量。在許多系統(tǒng)中,調節(jié)閥經受的工作條件如溫度、壓力、腐蝕和污染都要比其它部件更為嚴重,然而,當它控制工藝流體的流動時,它必須令人滿意地運行及少的維修量。
調節(jié)閥在管道中起可變阻力的作用。它改變工藝流體的紊流度或者在層流情況下提供一個壓力,壓力降是由改變閥門阻力或“摩擦”所引起的。這一壓力降低過程通常稱為“節(jié)流”。對于氣體,它接近于等溫絕熱狀態(tài),偏差取決于氣體的非理想程度(焦耳一湯姆遜效應)。在液體的情況下,壓力則為 紊流或粘滯摩擦所消耗,這兩種情況都把壓力轉化為熱能,導致溫度略為升高。
在氣動調節(jié)系統(tǒng)中,調節(jié)器輸出的氣動信號可以直接驅動彈簧一薄膜式執(zhí)行機構或者活塞式執(zhí)行機構,使閥門動作。在這種情況下,確定閥位所需的能量是由壓縮空氣提供的,壓縮空氣應當在室外的設備中加以干燥,以防止凍結,并應凈化和過濾。
當一個氣動調節(jié)閥和電動調節(jié)器配套使用時,可采用電一氣閥門或電一氣轉換器。壓縮空氣的供氣系統(tǒng)可以和用于全氣動的調節(jié)系統(tǒng)一樣來考慮。
調節(jié)閥屬于控制閥系列,主要作用是調節(jié)介質的壓力、流量、溫度等等參數,是工藝環(huán)路中終的控制元件。
調節(jié)閥不穩(wěn)定時解決方案
1)改變不平衡力作用方向法在穩(wěn)定性分析中,已知不平衡力作用同與閥關方向相同時,即對閥產生關閉趨勢時,閥穩(wěn)定性差。對閥工作在上述不平衡力條件下時,選用改變其作用方向的方法,通常是把流閉型改為流開型,一般來說都能方便地解決閥的穩(wěn)定性問題。
2)避免閥自身不穩(wěn)定區(qū)工作法有的閥受其自身結構的限制,在某些開度上工作時穩(wěn)定性較差。①雙座閥,開度在10%以內,因上球處流開,下球處流閉,帶來不穩(wěn)定的問題;②不平衡力變化斜率產生交變的附近,其穩(wěn)定性較差。如蝶閥,交變點在70度左右;雙座閥在80~90%開度上。遇此類閥時,在不穩(wěn)定區(qū)工作必然穩(wěn)定性差,避免不穩(wěn)定區(qū)工作即可。
3)更換穩(wěn)定性好的閥穩(wěn)定性好的閥其不平衡力變化較小,導向好。常用的球型閥中,套筒閥就有這一大特點。當單、雙座閥穩(wěn)定性較差時,更換成套筒閥穩(wěn)定性一定會得到提高。
4)增大彈簧剛度法執(zhí)行機構抵抗負荷變化對行程影響的能力取決于彈簧剛度,剛度越大,對行程影響越小,閥穩(wěn)定性越好。增大彈簧剛度是提高閥穩(wěn)定性的常見的簡單方法,如將20~100KPa彈簧范圍的彈簧改成60~180KPa的大剛度彈簧,采用此法主要是帶了的閥,否則,使用的閥要另配上。
5)降低響應速度法當系統(tǒng)要求調節(jié)閥響應或調節(jié)速度不應太快時,閥的響應和調節(jié)速度卻又較快,如流量需要微調,而調節(jié)閥的流量調節(jié)變化卻又很大,或者系統(tǒng)本身已是快速響應系統(tǒng)而調節(jié)閥卻又帶來加快閥的動作,這都是不利的。這將會產生超調,產生振動等。對此,應降低響應速度。辦法有:①將直線特性改為對數特性;②帶的可改為轉換器、繼動器。
調節(jié)閥選型需考慮的因素
就調節(jié)閥的閥體種類來說,常用的閥體種類有雙座的、單座、三通、小流量的、蝶形、套筒式、球形等等,需要做出以下考慮。
1、 閥芯結構
主要根據所選擇的流量特性和不平衡力等因素考慮。
2、 耐磨損性能
當流體介質是含有高濃度磨損性顆粒的懸浮液時,閥的內部材料要不夠耐磨,不然會引起一系列故障。
3、耐腐蝕性
由于某些介質具有腐蝕性,盡量選擇具有抗腐蝕性的閥門。
4、介質的溫度、壓力等參數
當介質的溫度、壓力高且變化大時,應選用閥芯和閥座的材料受溫度、壓力變化小的閥門。
為了使調節(jié)閥正常工作,配用的執(zhí)行機構要能產生足夠的輸出力來保證高度密封和閥門的開啟。
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