調節(jié)閥的執(zhí)行機構
調節(jié)閥又名控制閥,是在工業(yè)自動化過程控制領域中,通過接受調節(jié)控制單元輸出的控制信號,借助動力操作去改變介質流量、壓力、溫度、液位等工藝參數的終控制元件。一般由執(zhí)行機構和閥門組成。如果按行程特點,調節(jié)閥可分為直行程和角行程;按其功能和特性分為線性特性、等百分比特性及拋物線特性三種。調節(jié)閥適用于空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質、泥漿、油品等介質。調節(jié)閥是終控制元件的使用的型式,在現代化工廠的自動控制中起著十分重要的作用。
執(zhí)行機構:
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。
對于雙作用的氣動、液動、電動執(zhí)行機構,一般都沒有復位彈簧。作用力的大小與它的運行方向無關,因此,選擇執(zhí)行機構的關鍵在于弄清大的輸出力和電機的轉動力矩。對于單作用的氣動執(zhí)行機構,輸出力與閥門的開度有關,調節(jié)閥上的出現的力也將影響運動特性,因此要求在整個調節(jié)閥的開度范圍建立力平衡。
對執(zhí)行機構輸出力確定后,根據工藝使用環(huán)境要求,選擇相應的執(zhí)行機構。對于現場有防爆要求時,應選用氣動執(zhí)行機構。從節(jié)能方面考慮,應盡量選用電動執(zhí)行機構。若調節(jié)精度高,可選擇液動執(zhí)行機構。如發(fā)電廠透明機的速度調節(jié)、煉油廠的催化裝置反應器的溫度調節(jié)控制等。
調節(jié)閥為何應避免在小開度下使用?
控制調節(jié)閥是流程工業(yè)工廠實現自動過程控制生產的終端控制元件控制調節(jié)閥調節(jié)品質的好壞將直接影響工廠自動過程控制質量。因此,保證調節(jié)閥的工作,對于流程工業(yè)自動化系統(tǒng)而言,極為重要。在實際應用中,小開度是造成閥壽命縮短的主要原因之一。
首先會造成沖蝕。小開度導致流道間隙過小,介質流速過大,對調節(jié)閥閥芯、閥座沖刷非常厲害,將使閥的壽命成倍下降,甚至短期內可使調節(jié)閥報廢。
其次,小開度導致劇烈的壓力、流速變化。當超過調節(jié)閥的剛度時,導致調節(jié)閥產生劇烈震蕩。
第三,流關狀態(tài)下工作的調節(jié)閥,會出現跳躍關閉和跳躍啟動現象,調節(jié)閥在這個開度內是不能進行正常調節(jié)的。閥門開度如果在3%左右,閥門閥芯密封面距離節(jié)流口太近,對于閥芯的密封面損傷很大。
第四,一些種類的閥門不適于小開度工作。如蝶閥,小開度時不平衡力矩大,會產生跳開、跳關現象。再如氣動薄膜調節(jié)閥如果是直通雙座調節(jié)閥,由于該類型閥門有兩個閥芯兩個閥座,平時一個閥芯處于流開狀態(tài),另一個閥芯處于流閉狀態(tài),這種閥門雖然對于泄漏量要求不嚴,但是閥門處于小刻度時,閥門穩(wěn)定性變得很差,并且容易產生震蕩。
總之,如果調節(jié)閥能夠正常工作,不被經常沖刷,提高閥的使用壽命,調節(jié)閥應避免在小開度下工作。根據實際經驗,閥門刻度通常至少應大于8%~12%,但對于高壓閥、雙座閥、蝶閥、處于流閉狀態(tài)的調節(jié)閥而言,應大于20%(線性閥)~30%(對數閥)。
自力式調節(jié)閥工作原理
當介質流體從閥前流過經過閥芯閥座節(jié)流后,轉化為閥后壓力。然后經過管線輸入上腔室作用在頂部的托盤上,這時產生的作用力會與彈簧的反作用力相對等。這樣就決定了閥芯閥座的相對位置,從而控制閥后壓力。當閥后壓力增加時作用在頂盤上的作用力也隨之增加,使閥芯關關向閥座的位置,這樣閥芯和閥座之間的間隔就減小,流阻變大閥后壓力降低。直到頂盤上的作用力與彈簧反作用力相平衡為止,從而使閥后壓力下降到預設值。當閥后壓力降低時,作用方向與之前所說相反,這就是自力式調節(jié)閥的工作流程了。
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