金牌講師化工儀表基礎(chǔ)講義(圖文)

1、 一、儀表的發(fā)展歷史 儀表發(fā)展已有悠久的歷史。據(jù)韓非子有 度記載，中國(guó)在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期已有了利用天然磁 鐵制成的指南儀器，稱為司南。古代的儀器在 很長(zhǎng)的歷史時(shí)期中多屬用以定向、計(jì)時(shí)或供度 量衡用的簡(jiǎn)單儀器。 1718世紀(jì)，歐洲的一些物理學(xué)家開始利 用電流與磁場(chǎng)作用力的原理制成簡(jiǎn)單的檢流計(jì)； 利用光學(xué)透鏡制成的望遠(yuǎn)鏡，奠定了電學(xué)和光 學(xué)儀器的基礎(chǔ)。其它一些用于測(cè)量和觀察的各 種儀器也遂逐漸得到了發(fā)展。 19世紀(jì)到20世紀(jì)，工業(yè)革命和現(xiàn)代化大規(guī) 模生產(chǎn)促進(jìn)了新學(xué)科和新技術(shù)的發(fā)展，后來又 出現(xiàn)了電子計(jì)算機(jī)和空間技術(shù)等，儀器儀表因 而也得到迅速的發(fā)展?，F(xiàn)代儀器儀表已成為測(cè) 量、控制和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化必不可少的技術(shù)

2、工具。 儀表的發(fā)展趨勢(shì) 工業(yè)自動(dòng)化儀表重點(diǎn)發(fā)展基于現(xiàn)場(chǎng)總線技工業(yè)自動(dòng)化儀表重點(diǎn)發(fā)展基于現(xiàn)場(chǎng)總線技 術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專用術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專用 自動(dòng)化儀表；全面擴(kuò)大服務(wù)領(lǐng)域，推進(jìn)儀器儀自動(dòng)化儀表；全面擴(kuò)大服務(wù)領(lǐng)域，推進(jìn)儀器儀 表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，完成自動(dòng)表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，完成自動(dòng) 化儀表從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變，化儀表從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變，5年內(nèi)年內(nèi) 數(shù)字儀表比例達(dá)到數(shù)字儀表比例達(dá)到60%以上。以上。 測(cè)量管無阻礙流動(dòng)部件、 無壓損、直管段要求較低。 測(cè)量不受流體密度、粘 度、溫度、壓力和電導(dǎo)率 變化的影響。 適用于導(dǎo)電率5

3、us/cm 的流體流量測(cè)量 量程比大，達(dá)1：20， 滿量程流速范圍可0.5m/s- 10m/s范圍自由選定 質(zhì)量流量計(jì) 儀表常用的電信號(hào)包括： 420mADC信號(hào) 15VDC信號(hào) 脈沖信號(hào) RTD（熱電阻）PT100信號(hào) mV信號(hào)(熱電偶) 常見的調(diào)節(jié)閥氣源信號(hào)： 20-100KPa 40-200KPa 80-240KPa 氣缸閥氣源壓力一般不低于450KPa 儀表的量程：就是測(cè)量刻度上限減去刻度的下 限，可不是測(cè)量能力范圍的上下限。一塊溫度 儀表的測(cè)量刻度范圍為-20100度，那么它的 量程為120度。 4.1 概述 閥門是管路流體輸送系統(tǒng)中控制部件，它是用來改變通路斷面 和介質(zhì)流動(dòng)方向，具

4、有截止、調(diào)節(jié)、節(jié)流、止回、分流或溢流卸 壓等功能。 閥門的公稱通徑從極微小的儀表閥大至通徑達(dá)10m的工業(yè)管路 用閥。 閥門可用于控制水、蒸汽、油品、氣體、泥漿、各種腐蝕性介 質(zhì)、液態(tài)金屬和放射性流體等各種類型流體的流動(dòng) 閥門的工作壓力可從1.310MPa到1000MPa的超高壓 工作溫度從-269的超低溫到1430的高溫 閥門的控制可采用多種傳動(dòng)方式，如手動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)、氣動(dòng) 、蝸輪、電磁動(dòng)、電磁-液動(dòng)、電-液動(dòng)、氣-液動(dòng)、正齒輪、 傘齒輪驅(qū)動(dòng)等 閥門也可以在壓力、溫度或其它形式傳感信號(hào)的作用下， 按預(yù)定的要求動(dòng)作，或者不依賴傳感信號(hào)而進(jìn)行簡(jiǎn)單的開 啟或關(guān)閉，閥門依據(jù)驅(qū)動(dòng)或自動(dòng)機(jī)構(gòu)使啟閉件作升

5、降、滑 移、旋擺或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而改變其流道面積的大小以實(shí)現(xiàn) 其控制功能。 基本概念： 公稱直徑：是指閥門與管道連接處通道名義直徑。DN表 示。 公稱壓力：是指閥門的機(jī)械強(qiáng)度有關(guān)的設(shè)計(jì)壓力。用PN表 示。 4.2 閥門的用途 閥門是一種管路附件，它是用來改變通路斷面和介質(zhì)流動(dòng)方 向，控制輸送介質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一種裝置，具有導(dǎo)流、截止、調(diào)節(jié)、節(jié) 流、止回、分流或溢流卸壓等功能。 截?cái)嚅y類：接通或截?cái)喙苈分懈鞫沃械慕橘|(zhì)。如閘閥、截 止閥、球閥、旋塞閥、隔膜閥、蝶閥等。 調(diào)節(jié)閥類：調(diào)節(jié)管路中介質(zhì)的流量和壓力。如節(jié)流閥、調(diào) 節(jié)閥、減壓閥、安全閥等。 分流閥類：改變管路中介質(zhì)的流動(dòng)方向，用于分配、分離 或混合介質(zhì)

6、。如分配閥、三通旋塞閥、三通或四通球閥、 疏水閥等。 4.3 閥門的分類 自動(dòng)閥門： 依據(jù)介質(zhì)(液體、氣體、蒸汽等)本身的能力而 自行動(dòng)作的閥門。如安全閥、止回閥、減壓閥、疏水閥、 水力控制閥、緊急切斷閥、排氣閥等。調(diào)節(jié)閥類：調(diào)節(jié)管 路中介質(zhì)的流量和壓力。如節(jié)流閥、調(diào)節(jié)閥、減壓閥、安 全閥等。 驅(qū)動(dòng)閥門： 借助手動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)和氣動(dòng)來操縱的閥門 。如閘閥、截止閥、節(jié)流閥、蝶閥、球閥、平衡閥、柱塞 閥、旋塞閥等。 4.3 閥門的分類 按操縱方法分： 手動(dòng)閥門-借助手輪、手柄、扳手、杠桿或鏈輪等。由人 力來操縱的閥門，當(dāng)需要傳較大的力矩時(shí)，可裝蝸輪、齒 輪等減速裝置 電動(dòng)閥門-借助于電動(dòng)機(jī)、電磁或

7、其他電氣來操縱的閥門 。 液動(dòng)或氣動(dòng)閥門-借助于液體(水、油等液體介質(zhì))或氣體 操縱的閥門。 自動(dòng)閥門-依據(jù)介質(zhì)(液體、氣體、蒸汽)本身的能力而自 行動(dòng)作的閥門。 4.3 閥門的分類 按主要參數(shù)-壓力分類 真空閥-工作壓力低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的閥門，絕對(duì)壓力小于 0.1MPa(即760mm汞柱高)的閥門，通常用毫米水柱 (mmH2O)或毫米汞柱(mmHg)表示壓力。 低壓閥門-公稱壓力PN1.6MPa的閥門。 中壓閥門-公稱壓力PN2.56.4MPa的閥門(2564kg)。 高壓閥門-公稱壓力PN10.080.0MPa的閥門(100800kg) 。 超高壓閥門-公稱壓力100MPa的閥門(10001

8、萬kg)。 4.3 閥門的分類 按主要參數(shù)-介質(zhì)工作溫度分類 常溫閥- -40t120的閥門。 中溫閥- 120t450的閥門。 高溫閥- t450的閥門。 低溫閥- -100t-40的閥門。 超低溫閥- t-100的閥門。 4.3 閥門的分類 按主要參數(shù)-公稱通徑分類 小口徑閥門- 公稱通徑DN1200mm的閥門。 4.3 閥門的分類 按主要參數(shù)-與管道連接的方式分類 螺紋連接閥門- 閥體上帶有內(nèi)螺紋或外螺紋，與管道采用 螺紋連接。 法蘭連接閥門- 閥體上帶有法蘭，與管道采用法蘭連接。 焊接連接閥門- 閥體上帶有焊口，與管道采用焊接。 對(duì)夾連接閥門- 用雙頭螺栓將閥門連接在管道上的法蘭之 間

9、。 夾箍連接閥門- 閥體上帶有夾口紋，與管道采用夾箍連接 。 卡套連接閥門- 采用卡套與管道連接。 4.4 閥門介紹閘閥 閘閥：用來接通或截?cái)喙苈分械慕?質(zhì)，不適用于調(diào)節(jié)介質(zhì)流量。它 適用的壓力、溫度及口徑范圍很 大，尤其適用于大、中口徑的管 道。 優(yōu)點(diǎn)： A流體阻力小。 B啟閉較省力。 C介質(zhì)的流動(dòng)方向一般不受限制。 缺點(diǎn)：高度大、啟閉時(shí)間長(zhǎng)。密 封面易產(chǎn)生擦傷。 閘閥按閥桿結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式：明 桿和暗桿。楔式和平行式。 閘板：剛性單閘板、彈性單閘板 、雙閘板等。 4.4 閥門介紹截止閥 截止閥的啟閉件是塞形的閥瓣，密封面呈平 面或錐面，閥瓣沿流體的中心線作直線運(yùn)動(dòng)。閥 桿的運(yùn)動(dòng)形式，有升降桿

10、式（閥桿升降，手輪不 升降），也有升降旋轉(zhuǎn)桿式（手輪與閥桿一起旋 轉(zhuǎn)升降，螺母設(shè)在閥體上）。截止閥只適用于全 開和全關(guān)，不允許作調(diào)節(jié)和節(jié)流。 截止閥具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和維修比較方便。 2、工作行程小，啟閉時(shí)間短。 3、密封性好，密封面間磨擦力小，壽命較長(zhǎng) 。 截止閥的缺點(diǎn)如下： 1、流體阻力大，開啟和關(guān)閉時(shí)所需力較大。 2、不適用于帶顆粒、粘度較大、易結(jié)焦的介 質(zhì)。 3、調(diào)節(jié)性能較差。 截止閥的種類按閥桿螺紋的位置分有外螺 紋式、內(nèi)螺紋式。按介質(zhì)的流向分，有直通式、 直流式和角式。截止閥按密封形式分，有填料密 封截止閥和波紋管密封截止閥。 4.4 閥門介紹截止閥 4.4 閥門介

11、紹止回 閥 其作用是只允許介質(zhì) 向一個(gè)方向流動(dòng)。通常這 種閥門是自動(dòng)工作的，在 一個(gè)方向流動(dòng)的流體壓力 作用下，閥瓣打開；流體 反方向流動(dòng)時(shí)，由流體壓 力和閥瓣的自重合閥瓣作 用于閥座，從而切斷流動(dòng) 。 4.4 閥門介紹蝶閥 蝶閥：是用隨閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形蝶板作 啟閉件，以實(shí)現(xiàn)啟閉動(dòng)作的閥門。 它主要做截?cái)嚅y使用，也可以設(shè)計(jì) 成具有調(diào)節(jié)或截?cái)嗉嬲{(diào)節(jié)的功能。 優(yōu)點(diǎn)：A結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，重量輕 。 B：流體阻力小。中大口徑的蝶 閥，全開時(shí)的有效流通面積較大。 C:啟用方便迅速而且比較省力。D: 低壓下可實(shí)現(xiàn)良好的密封。E:調(diào)節(jié) 性能好。 缺點(diǎn)：受密封材料的限制，蝶閥的使 用壓力和工作溫度范圍較小，大部

12、 分蝶閥采用橡膠密封圈，工作溫度 受到橡膠材料的限制。 4.4 閥門介紹球閥 球閥：球閥是用帶有圓形通道的球體 作啟閉件，球體隨閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)啟 閉動(dòng)作的閥門。球閥的啟閉件是一 個(gè)有孔的球體，繞垂直于通道的軸 線旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到啟閉通道的目的 。球閥主要用于切斷、分配和改變 介質(zhì)流動(dòng)方向，其中V形開口球閥 還可用于流量調(diào)節(jié)。其性能為： A適用于經(jīng)常操作，啟閉迅速、輕 便。 B 流體阻力小。 C 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相對(duì)體積小，重量輕 ，便于維修。 D 密封性能好 E 不受安裝方向的限制，介質(zhì)的流 向可任意 F 無振動(dòng)，噪聲小。 4.4 閥門介紹球閥 4.4 閥門介紹安全閥 安全閥是一種由進(jìn)口靜壓開啟的自 動(dòng)

13、泄壓防護(hù)裝置，它是為了防止設(shè) 備和容器內(nèi)異常狀況下壓力過高引 起爆炸而設(shè)置的安全裝置，是壓力 容器最為重要的安全附件之一。 安全閥的作用是：當(dāng)容器內(nèi)壓力超 過某一定值時(shí)，依靠介質(zhì)自身的壓 力自動(dòng)開啟閥門，迅速排出一定數(shù) 量的介質(zhì)。當(dāng)容器內(nèi)的壓力降到允 許值時(shí)，閥又自動(dòng)關(guān)閉，使容器內(nèi) 壓力始終低于允許壓力的上限，自 動(dòng)防止因超壓而可能出現(xiàn)的事故， 所以安全閥又被稱為壓力容器的最 終保護(hù)裝置。一般安全閥定壓為操 作壓力的l.0 51.10倍。 安全閥按其結(jié)構(gòu)和作用原理分為重 力式、杠桿式、彈簧式等等。工作 溫度高而壓力不太高時(shí)選用杠桿式 較合適；高壓設(shè)備宜選用彈簧式； 一般常用的是彈簧式安全閥。 4.4 閥門介紹疏水閥 疏水閥其主要功能是自動(dòng)排除蒸汽 設(shè)備或管道中產(chǎn)生的冷凝水、空氣 及其他不可凝性氣體，同時(shí)又防止 蒸汽泄漏。通常又稱為疏水器或阻 氣排放閥。其動(dòng)作原則上是全開或 全關(guān)，根據(jù)種類不同，還可能有連 續(xù)排放和間隙排放兩種類型。它是 保證各種加熱工藝管線和設(shè)備所需 溫度和熱量使之正確工作的一種節(jié) 能產(chǎn)品。 疏水閥要能“識(shí)別”蒸汽和凝結(jié)水 ，才能起到阻汽排水作用。“識(shí)別 ”蒸汽和凝結(jié)水基于三個(gè)原理：密 度差、溫度差和相變。于是就根