浙江貝爾調(diào)節(jié)閥講課資料

1、何謂控制閥： 過(guò)程控制系統(tǒng)中用動(dòng)力操作去改變流體流量的裝置調(diào)節(jié)器控制閥被控參數(shù)變送器反饋信號(hào)控制信號(hào)控制閥分為兩部分：執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥，執(zhí)行機(jī)構(gòu)起推動(dòng)作用，閥起調(diào)節(jié)流量的作用 執(zhí)行機(jī)構(gòu)大致分為氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)或這三者的組合，即氣液聯(lián)動(dòng)和電液聯(lián)動(dòng)。我們常用的是氣動(dòng)和電動(dòng)兩種執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 電動(dòng)分為電子式和電動(dòng)式，兩者最大的區(qū)別是：電子式執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身配帶有伺服放大系統(tǒng)，可以接收工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。而電動(dòng)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身無(wú)伺服放大系統(tǒng)，須外配控制箱。 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為氣動(dòng)薄模式和氣動(dòng)活塞式，此兩種執(zhí)行機(jī)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)照如下表名稱特點(diǎn)氣動(dòng)薄模式體積小、重量輕、制造成本低、輸出力小氣動(dòng)活塞式體積大、較重、制造成本高、輸出力大

2、閥門(mén)分類閥門(mén)旋轉(zhuǎn)類直行程類球閥蝶閥旋塞閥O型球閥V型球閥偏心旋轉(zhuǎn)閥中線型雙偏心三偏心壓力平衡式緊定式自封式壓力不平衡式壓力平衡式先導(dǎo)背壓式閥門(mén)常用術(shù)語(yǔ)公稱通徑： 管路系統(tǒng)中所有管路附件用數(shù)字表示的尺寸，以區(qū)別用螺紋或外徑表示的那些零件。公稱通徑是用作參考的經(jīng)過(guò)圓 整地?cái)?shù)字，與加工尺寸不完全等同。公稱通徑是用字母“DN”后緊跟一個(gè)整數(shù)組成，如公稱尺寸是250mm，應(yīng)表示為 DN250，但DN250并不表示管道的實(shí)際尺寸，想獲得管道的具體尺寸須查相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。公稱壓力： 是一個(gè)用數(shù)字表示的與壓力有關(guān)的標(biāo)示代號(hào)，是供參考用的一個(gè)方便的圓整數(shù)。同一公稱壓力值所表示的同一公稱通徑的所有管路附件具有與端部連接

3、形勢(shì)相適應(yīng)的同一連接尺寸。 在我國(guó)，涉及公稱壓力時(shí)，為了明確起見(jiàn)，通常給出計(jì)量單位，以“MPa”表示。 在英、美等國(guó)家中，盡管目前在標(biāo)準(zhǔn)中已列入了公稱壓力的概念，但實(shí)際使用中仍采用英制單位的磅級(jí)。由于公稱壓力和磅級(jí)的溫度基準(zhǔn)不同，因此兩者沒(méi)有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系。壓力-溫度等級(jí)： 閥門(mén)的壓力-溫度等級(jí)是在指定溫度下用表壓表示的最大允許工作壓力。當(dāng)溫度升高時(shí)，最大允許工作壓力隨之降低。壓力-溫度等級(jí)數(shù)據(jù)是在不同工作溫度和工作壓力下正確選用法蘭、閥門(mén)及管件的主要依據(jù)，也是工程設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造中的基本數(shù)據(jù)。每種材料的溫度-壓力等級(jí)并不相同（如下表所列）。 壓力溫度等級(jí)有不同國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)、德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)、原

4、蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)及我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)基準(zhǔn)溫度（）工作溫度（）ZG250（WCB）2002503003504004254354454551Cr18Ni9Ti（304）20030040048052056059061063064015CrMo200320450510520530540550560570壓力（MPa）實(shí)際最大工作壓力（MPa）1.61.61.41.251.11.00.90.80.70.640.562.52.52.22.01.81.61.41.251.11.00.94.04.03.63.22.82.52.22.01.81.61.4從上表可以看出在選擇閥門(mén)的公稱壓力時(shí)，要考慮三個(gè)基本因素，

5、即溫度、實(shí)際最大工作壓力和閥體材質(zhì)。氣開(kāi)式（反作用）：向氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)送氣時(shí)，閥芯處于慢慢打開(kāi)的趨勢(shì)。氣閉式（正作用）：向氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)送氣時(shí)，閥芯處于慢慢關(guān)閉的趨勢(shì)。氣開(kāi)式氣閉式閥芯閥芯流開(kāi)式：介質(zhì)的作用力推動(dòng)閥芯使之遠(yuǎn)離閥座密封面。流閉式：介質(zhì)的作用力推動(dòng)閥芯使之靠近閥座密封面。介質(zhì)FF從上面四幅圖片看以看出，氣開(kāi)或氣閉與流開(kāi)或流閉四者之間沒(méi)有必然的連系。氣源故障時(shí)閥門(mén)位置： 全關(guān)（FC）：只要?dú)庠闯霈F(xiàn)故障，無(wú)論氣源故障前閥芯處于何種位置，閥芯就立刻關(guān)閉。 全開(kāi)（FO）：只要?dú)庠闯霈F(xiàn)故障，無(wú)論氣源故障前閥芯處于何種位置，閥芯就立刻打開(kāi)。 保持原位（FL）：只要?dú)庠闯霈F(xiàn)故障，閥芯就保持在斷氣前所

6、處的位置。實(shí)現(xiàn)閥門(mén)氣源故障時(shí)，閥處于關(guān)閉或打開(kāi)的位置，可通過(guò)配備單作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)或雙作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)加儲(chǔ)氣罐來(lái)實(shí)現(xiàn)。我們常采用單作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)以上動(dòng)作，只用閥的操作力（矩）特別大時(shí)才考慮后者。同樣，保持原位也可用雙作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)或單作用加保位閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。流量系數(shù)：定義說(shuō)明Kv閥兩端壓差為1bar時(shí)，溫度為20的水，通過(guò)控制閥的流量為m3/h國(guó)際單位制流量系數(shù)Cv閥兩端壓差為1lb/in2時(shí)，溫度為60F的水，通過(guò)控制閥的流量為(加侖）Usgal/min英制流量系數(shù)C閥兩端壓差為1Kgf/cm2時(shí)，溫度為5-40的水，通過(guò)控制閥的流量為m3/h我國(guó)以前習(xí)慣稱呼的流通能力（現(xiàn)在該單位以很少使用）單位流量

7、系數(shù)根據(jù)流量系數(shù)定義單位的不同，三者可通過(guò)公式換算： Cv=1.156Kv Cv=1.167C 對(duì)流量系數(shù)的理解：1、流量系數(shù)是每一規(guī)格型號(hào)閥門(mén)固有的一個(gè)系數(shù);2、對(duì)于同一型號(hào)規(guī)格的閥門(mén)，不會(huì)因公稱壓力的改變而改變;3、與實(shí)際工況參數(shù)無(wú)關(guān)，只與閥門(mén)本身內(nèi)部流道結(jié)構(gòu)及通 流面積有關(guān)；4、是每一型號(hào)規(guī)格閥門(mén)的“身份證”;5、是選擇閥門(mén)口徑大小及內(nèi)件大小的重要依據(jù)；計(jì)算流量系數(shù)：根據(jù)具體的工況參數(shù)，利用相應(yīng)的計(jì)算公式及判斷條件，計(jì)算得來(lái)的流量系數(shù)?？烧{(diào)比：是調(diào)節(jié)閥所能控制的最大流量與最小流量之比。對(duì)可調(diào)比的理解：1、這里的最小流量是調(diào)節(jié)閥所能控制的最小流量，是可調(diào)流量的下限值，與閥門(mén)的泄漏量不是同等

8、概念，泄漏量是閥門(mén)關(guān)閉時(shí)泄漏的量；2、我們常用可調(diào)比有30：1和50：1；3、可調(diào)比是衡量一臺(tái)閥門(mén)控制精度的重要參數(shù)?？刂崎y的流量特性我們常用的有三種：等百分比、直線和快開(kāi)特性等百分比特性：?jiǎn)挝幌鄬?duì)位移變化所引起的相對(duì)流量變化與此店的相對(duì)流量成正比關(guān)系。即調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)是變化的，他隨相對(duì)流量的增大而增大，數(shù)學(xué)表達(dá)式為：QQmax= R（l/L-1）我們以行程的10、50 、80 三點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，來(lái)說(shuō)明等百分比和放大系數(shù)是變化的。這里所說(shuō)的放大系數(shù)之流量變化。當(dāng)行程變化10時(shí)，流量變化分別為1.91 、7.3 、20.4 ，而他們流量相對(duì)變化值都為40 .3，從計(jì)算數(shù)據(jù)可以看出三點(diǎn)的相對(duì)流量變化

9、值都是40 .3，正因?yàn)檫@個(gè)變化值是相等的所以我們稱作等百分比。而三點(diǎn)的流量變化卻是不同的，很明顯放大系數(shù)是變化的。等百分比流量曲線圖l/L Q/Qmax5079.43對(duì)等百分比特性的理解3、在小開(kāi)度時(shí)，調(diào)節(jié)閥放大系數(shù)小，調(diào)節(jié)平穩(wěn)緩和；4、在大開(kāi)度時(shí)，調(diào)節(jié)閥放大系數(shù)大，調(diào)節(jié)靈敏有效；1、將近80的開(kāi)度控制50的流量；2、等百分比曲線圖是一條曲線，從曲線圖上看斜率在不斷的增大，即等百分比特性的放大系數(shù)是隨著開(kāi)度增大而增大的；直線流量特性：調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與相對(duì)位移成直線關(guān)系，即單位位移變化所引起的流量變化是常數(shù)，數(shù)學(xué)表達(dá)式為：QQmax=1R+（ 1-1R）lL我們同樣以行程的10、50 、80

10、 三點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)行程變化10時(shí)，而流量變化是相同的10，流量相對(duì)變化值為100 、20 、12.5 。直線流量特性曲線圖l/LQ/Qmax對(duì)直線特性的理解1、直線特性的曲線圖是一條直線，直線的斜率是定值，即直線特性的放大系數(shù)是一個(gè)常數(shù)；3、直線特性的閥門(mén)在開(kāi)度小時(shí)流量相對(duì)變化值大，從而不宜控制，但靈敏度高、稍微一開(kāi)就有很大的流量變化；不宜控制，甚至產(chǎn)生振蕩；4、大開(kāi)度時(shí)，流量相對(duì)變化值小，調(diào)節(jié)緩慢，不夠及時(shí)。2、從曲線圖上看，流量的變化是同步的；快開(kāi)特性：在開(kāi)度較小時(shí)就有很大的流量，隨開(kāi)度的增大，流量很快就達(dá)到最大。表達(dá)公式為QQmax=1R1 +（R2-1）lL1/2直線特性的曲線圖l/L

11、5070.75Q/Qmax對(duì)快開(kāi)特性的理解1、50的開(kāi)度控制70.75的流量；2、小開(kāi)度時(shí)，流量迅速增加，開(kāi)度變大時(shí)流量增加緩慢；三種特性曲線圖比較圖l/LQ/Qmax快開(kāi)直線等百不同的流量特性決定了不同的內(nèi)件形狀等百線性快開(kāi)單座閥套筒閥常用閥門(mén)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)常用閥門(mén)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)XXX10 PNXX執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥蓋閥體直行程控制閥上閥蓋形式常溫型-20-230散熱型-20-750加長(zhǎng)型-196-538填料形式內(nèi)件結(jié)構(gòu)形式常見(jiàn)基本形式改進(jìn)型總結(jié)：內(nèi)件無(wú)論如何變化，最終目的只有一個(gè)，即滿足不同工況的要求。這就要求我們想正確選擇閥門(mén)，就必須對(duì)各種閥門(mén)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、適應(yīng)工況條件等了如指掌。閥門(mén)選型閥門(mén)選型正確選型

12、1、口徑計(jì)算口徑小了不能滿足Qmax，大了經(jīng)常小開(kāi)度工作，調(diào)節(jié)性能差，壽命短。2、核實(shí)關(guān)閉時(shí)的關(guān)閉壓差3、核實(shí)可調(diào)比可調(diào)比小不能滿足流量變化范圍4、確定彈簧范圍涉及彈簧范圍，啟始工作壓力、輸出力、穩(wěn)定性、調(diào)整等5、材質(zhì)與結(jié)構(gòu)一個(gè)優(yōu)秀的工程設(shè)計(jì)人員所選的控制閥結(jié)構(gòu)和材質(zhì)應(yīng)是在滿足使用功能前提下，得到的最簡(jiǎn)單、最低的價(jià)格（相對(duì)）6、附件對(duì)控制閥的保證和有意的補(bǔ)償口徑計(jì)算附件附件定位器控制閥的“大腦”氣動(dòng)三聯(lián)件包括過(guò)濾、減壓、油霧器，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的“保護(hù)傘“，油霧器現(xiàn)在基本不使用。氣動(dòng)繼動(dòng)器提高執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作速度。鎖止閥用于保位控制。電磁閥改變氣路流通方向，常用于開(kāi)關(guān)閥。限位開(kāi)關(guān)用于反饋閥開(kāi)到位和關(guān)到位顯

13、示，也可作連鎖使用。氣控閥與電磁閥作用一致。儲(chǔ)氣罐氣源故障時(shí)使用，多與雙作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)配合使用。附件的兩個(gè)重要指標(biāo)：防護(hù)等級(jí)和防爆等級(jí)防護(hù)等級(jí)兩位數(shù)字含義組成組成數(shù)字或字母數(shù)字或字母對(duì)設(shè)備防護(hù)的含義對(duì)設(shè)備防護(hù)的含義對(duì)人員防護(hù)的含對(duì)人員防護(hù)的含義義代碼字母代碼字母IP-第一位特征數(shù)第一位特征數(shù)字字防止固體異物進(jìn)入防止固體異物進(jìn)入防止接近危險(xiǎn)部防止接近危險(xiǎn)部件件0123456無(wú)防護(hù)無(wú)防護(hù)50mm12.5mm2.5mm1.0mm防塵防塵塵密塵密無(wú)防護(hù)無(wú)防護(hù)手背手背手指手指工具工具金屬線金屬線金屬線金屬線金屬線金屬線第二位數(shù)字特第二位數(shù)字特征征防止進(jìn)水造成防止進(jìn)水造成有害影響有害影響012345678無(wú)

14、防護(hù)無(wú)防護(hù)垂直滴水垂直滴水15 5滴水滴水淋水淋水濺水濺水噴水噴水猛烈噴水猛烈噴水短時(shí)間浸水短時(shí)間浸水連續(xù)浸水連續(xù)浸水附加字母附加字母ABCD防止接近危險(xiǎn)部件防止接近危險(xiǎn)部件手背手背手指手指工具工具金屬線金屬線補(bǔ)充字母補(bǔ)充字母HMSW專門(mén)補(bǔ)充的信息專門(mén)補(bǔ)充的信息高壓設(shè)備高壓設(shè)備做防水試驗(yàn)時(shí)試樣運(yùn)做防水試驗(yàn)時(shí)試樣運(yùn)行行做防水試驗(yàn)時(shí)試樣靜做防水試驗(yàn)時(shí)試樣靜止止氣候條件氣候條件附加字母和補(bǔ)充字母含義 安全防爆基本知識(shí)安全防爆基本知識(shí) 爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的區(qū)域劃分爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的區(qū)域劃分依據(jù)：依據(jù)：爆炸性氣體出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時(shí)間0 0區(qū)區(qū)(Zone 0)(Zone 0) 在正常情況下，爆炸性氣體混合物連續(xù)

15、地、頻繁地出現(xiàn)或長(zhǎng)時(shí)間存在的場(chǎng)所。1 1區(qū)區(qū)(Zone 1)(Zone 1) 在正常情況下，爆炸性氣體混合物有可能出現(xiàn)的場(chǎng)所。2 2區(qū)區(qū)(Zone 2)(Zone 2) 在正常情況下，爆炸性氣體混合物不可能出現(xiàn)，或即使出現(xiàn)也是短時(shí)間存在的場(chǎng)所。 爆炸性氣體的分級(jí)爆炸性氣體的分級(jí)按最大試驗(yàn)安全間隙MESG(火焰不能傳播的最大間隙)和最小點(diǎn)燃電流比MICR來(lái)分級(jí)：可分為A A、B B、C C三級(jí)。 爆炸性物質(zhì)的分組爆炸性物質(zhì)的分組 按引燃溫度可分為六組：組別引燃溫度 t/T1450 T2450t 200 T3450t 200 組別引燃溫度 t/T4T5135t 100 T6100t 85 200t

16、 135 防爆電氣設(shè)備的分類、分組防爆電氣設(shè)備的分類、分組防爆電氣設(shè)備分為兩大類：類：類：煤礦用電氣設(shè)備類：類：工廠用電氣設(shè)備類電氣設(shè)備可進(jìn)一步分為A、B、C三級(jí)。工廠用電氣設(shè)備防爆型式有以下八種：隔爆型隔爆型(d)(d)、本質(zhì)安全型、本質(zhì)安全型(i)(i)、增安型、增安型(e)(e)、正壓型、正壓型(p)(p)、充油型充油型(o)(o)、充砂型、充砂型(q)(q)、澆封型、澆封型(m)(m)和無(wú)火花型和無(wú)火花型(n)(n)。本質(zhì)安全型設(shè)備又可以分為ia和ib兩個(gè)等級(jí)。 防爆防爆標(biāo)志及其含義標(biāo)志及其含義防爆標(biāo)志由以下防爆標(biāo)志由以下5個(gè)部分構(gòu)成：個(gè)部分構(gòu)成：標(biāo)志標(biāo)志 EXEX 表示該設(shè)備為防爆電氣設(shè)備。結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)型式 表明該設(shè)備采用何種措施進(jìn)行防爆，如 d為隔爆型，i為本安型等。設(shè)備類別設(shè)備類別 I為煤礦井下用電設(shè)備，II為工廠用設(shè)備。防爆級(jí)別防爆級(jí)別 為A、B、C三級(jí)，表明防爆能力強(qiáng)弱。溫度組別溫度組別 為T(mén)1T6六組，說(shuō)明該設(shè)備的最高表面 溫度允許值。例如 EXiaIICT5 表示II類本質(zhì)安全型ia等級(jí)B級(jí)T5組。隔爆型儀表隔爆型儀表 具有隔爆外殼，儀表的電路和接線端子全部置于防爆殼體內(nèi)。它能承受儀表內(nèi)部因故障產(chǎn)生爆炸性氣體混合物的爆炸壓力。這類儀表適用于1區(qū)、2區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所。本質(zhì)安全型儀表本質(zhì)安全型儀表 本安儀表的全部電路