氣動調(diào)節(jié)閥知識學習

氣動調(diào)節(jié)閥知識學習調(diào)節(jié)閥的發(fā)展歷程調(diào)節(jié)閥的發(fā)展自20世紀初始至今已有七、八十年的歷史，先后產(chǎn)生了十個大類的調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品、自力式閥和定位器等，其發(fā)展歷程如下：20年代：原始的穩(wěn)定壓力用的調(diào)節(jié)閥問世。30年代：以“V”型缺口的雙座閥和單座閥為代表產(chǎn)品問世。40年代：出現(xiàn)定位器，調(diào)節(jié)閥新品種進一步產(chǎn)生，出現(xiàn)隔膜閥、角型閥、蝶閥、球閥等。50年代：球閥得到較大的推廣使用，三通閥代替兩臺單座閥投入系統(tǒng)。60年代：在國內(nèi)對上述產(chǎn)品進行了系列化的改進設計和標準化、規(guī)范化后，國內(nèi)才才有了自己完整系列的產(chǎn)品?，F(xiàn)在我們還在大量使用的單座閥、雙座閥、角型閥、三通閥、隔膜閥、蝶閥、球閥七種產(chǎn)品仍然是六十年代水平的產(chǎn)品。這時，國外開始推出了第八種結構調(diào)節(jié)閥——套筒。70年代：又一種新結構的產(chǎn)一偏心旋轉(zhuǎn)閥問世（第九大類結構的調(diào)節(jié)閥品種）。這一時期套筒閥在國外被廣泛應用。70年代末，國內(nèi)聯(lián)合設計了套筒閥，使中國有了自己的套筒閥產(chǎn)品系列。80年代：80年代初由于改革開放，中國成功引進了石化裝置和調(diào)節(jié)閥技術，使套筒閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥得到了推廣使用，尤其是套筒閥，大有取代單、雙座閥之勢，其使用越來越廣。80年代末，調(diào)節(jié)閥又一重大進展是日本的Cv3000和精小型調(diào)節(jié)閥，它們在結構方面，將單彈簧的氣動薄膜執(zhí)行機構改為多彈簧式薄膜執(zhí)行機構，閥的結構只是改進，不是改變。它的突出特點是使調(diào)節(jié)閥的重量和高度下降30%，流量系數(shù)提高30%。90年代：90年代的重點是在可靠性、特殊疑難產(chǎn)品的攻關、改進、提高上。到了90年代末，推出了第十種結構的產(chǎn)品一一全功能超輕型閥。它突出的特點是在可靠性上、功能上和重量上的突破。功能上的突破一一唯一具備全功能的產(chǎn)品，故此，可由一種產(chǎn)品代替眾多功能上不齊全的產(chǎn)品，使選型簡化、使用簡化、品種簡化；在重量上的突破一一比主導產(chǎn)品單座閥、雙座閥、套筒閥輕70?80%，比精小型閥還輕40?50%；可靠性的突破——解決了傳統(tǒng)閥一系列不可靠性因素，如密封的可靠性、定位的可靠性、動作的可靠性等。該產(chǎn)品的問世，使中國的調(diào)節(jié)閥技術和應用水平達到了九十年代末先進水平；它是對調(diào)節(jié)閥的重大突破；尤其是電子式全功能超輕型閥，必將成為下世紀調(diào)節(jié)閥的主流。調(diào)節(jié)閥在系統(tǒng)中的作用調(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”。I調(diào)節(jié)器片%I [.測"其中氣動調(diào)節(jié)閥（又稱氣動執(zhí)行器）是以壓縮空氣為動力能源的一種自動執(zhí)行器。它具有結構簡單、動作可靠、性能穩(wěn)定、價格低廉、維修方便、防火防爆等特點，能與氣動調(diào)節(jié)儀表、氣動單元組合儀表配用，它廣泛地應用于化工、石油、冶金、電站、輕紡等工業(yè)部門中。調(diào)節(jié)閥的結構調(diào)節(jié)閥的構成：根據(jù)國際電工委員會IEC對調(diào)節(jié)閥（國外稱控制閥ControlValve）的定義：調(diào)節(jié)閥是由執(zhí)行機構和閥體部件兩部分組成，即調(diào)節(jié)閥=執(zhí)行機構+閥體部件其中，執(zhí)行機構是調(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。一、氣動執(zhí)行機構1.1老式氣動薄膜執(zhí)行機構：該執(zhí)行機構是一種過去應用最廣的執(zhí)行機構。它通常接20?100KPa的標準信號壓力，具有結構簡單、動作可靠、維修方便、價格低廉等優(yōu)點。該執(zhí)行機構分為正、反作用兩種形式：國產(chǎn)型號ZMA型（正作用）與ZMB型（反作用），其含義為：Z—執(zhí)行器大類；M—氣動薄膜型式；A—正作用；B—反作用。當信號壓力增加時，推桿向下動作的叫正作用式執(zhí)行機構；反之，信號壓力增加時，推桿向上動作的叫反作用式執(zhí)行機構。在結構上，正、反作用執(zhí)行機構基本相同，均由膜蓋、波紋膜片、推桿部件、彈簧、支架等組成。在正作用式的結構上加上墊塊，更換個別零件，即可變?yōu)榉醋饔檬健?.2精小型氣動薄膜執(zhí)行機構它主要針對老式薄膜執(zhí)行機構笨重和反作用可靠性差的問題而設計的。在減少重量和高度方面，它將老結構的單彈簧改為多彈簧，并將彈簧直接置于上下膜蓋內(nèi)，使支架大大地減小減輕；在可靠性方面，將反作用的老式執(zhí)行機構的深波紋滾動膜片改成’O”型圈密封老式結構中的推桿沒有導向，動作的平穩(wěn)性差，而精小型執(zhí)行機構增加了導向。歸納起來，精小型執(zhí)行機構具有可靠性高、外形小、重量輕的特點。其型號：正作用ZHA、反作用ZHB三、閥蓋與填料上閥蓋型式調(diào)節(jié)閥的上閥蓋位于執(zhí)行機構與閥體之間，其作用是使填料函中的聚四氟乙烯填料在一定的溫度范圍內(nèi)正常工作而保證密封性能，它有以下三種常見結構（1） 普通型：使用工作溫度為：鑄鐵一20?+200°C；鑄鋼一40?+250°C；（2） 散熱型：使用工作溫度為：碳鋼一40?+450C；不銹鋼一60?+450C；（3）長頸型：使用工作溫度為：一60?+200C填料調(diào)節(jié)閥的填料裝于上閥蓋填料室內(nèi)，其作用是防止介質(zhì)因閥桿移動而向外泄漏。最常用的填料是由聚四氟乙烯制成。它具有摩擦系數(shù)小、密封性能好和耐腐蝕性能好等優(yōu)點，但耐溫差、壽命較短?，F(xiàn)在柔性石墨填料的應用越來越廣泛。石墨填料是70年代初國外研制的新型填料，我國在70年代中期開始研制并用于調(diào)節(jié)閥中。石墨填料具有密封性和自潤滑性好、耐腐、耐高低溫、溫度變化影響小等特點，它的應用將會越來越普遍。石墨填料需要較大的壓緊力，因此對閥桿摩擦力較大，一般要帶閥門定位器或氣動放大器才能工作。石墨填料工作溫度為一200~+600°C，可以直接在高溫介質(zhì)中工作，無需帶散熱片。更換也很方便調(diào)節(jié)閥主要閥型及結構特點調(diào)節(jié)閥主要閥型及結構特點（不講）直通單座調(diào)節(jié)閥：閥體內(nèi)只有一個閥芯和閥座，DN>25時，閥芯為雙導向（現(xiàn)在的精小型單座閥已改為單導向）；DN<20的，閥芯為單導向。，其使用特點如下：由于只有一個閥芯，容易保證密封，泄漏量小，但不能完全切斷，其標準泄漏量為0.01%Kv。優(yōu)點：泄漏??；主要缺點：允許壓差小、易堵卡、太笨重。直通雙座調(diào)節(jié)閥：閥體內(nèi)有兩個閥座、閥芯，閥芯為雙導向。優(yōu)點：允許壓差大；缺點：泄漏大、易堵卡、太笨重。套筒閥：它由套筒閥塞節(jié)流代替單、雙座閥的閥芯、閥座節(jié)流。優(yōu)點：允許壓差大、穩(wěn)定性好；缺點：泄漏大、易堵卡、笨重。球閥：它利用球芯轉(zhuǎn)動與閥座相割打開的面積來調(diào)節(jié)流量。有“O”形球閥、“V”形球閥。流路最簡單、損失最小，“自潔”性能最好，常用于不干凈介質(zhì)的兩位切斷，但可靠性差、太笨重、價格貴偏心旋轉(zhuǎn)閥：原理就是一個偏心轉(zhuǎn)動的扇形球閥，利用偏心球冠與閥座相切，打開時，球芯脫離閥座；關閉時，球芯逐步接觸閥座，使球?qū)﹂y座產(chǎn)生壓緊力。適用于結晶、結巴及不干凈介質(zhì)場合（如PVC）；流路簡單、Kv值大、“自潔”性能好；僅兩位控制時，其優(yōu)點更顯著；但它采用對夾式法蘭，安裝不方便。調(diào)節(jié)閥的幾個概念流開：在節(jié)流口，介質(zhì)的流動方向向著閥打開方向流動（與閥開的方向相同）時，叫流開。流閉：在節(jié)流口，介質(zhì)的流動方向向著閥關閉方向流動（與閥開的方向相反）時，叫流閉。氣關：對于CV3000系列來說，氣源壓力增加時，推桿向下移動，閥芯處于關的位置時，叫氣關。（一般從上方進氣）。氣開：對于CV3000系列來說，氣源壓力增加時，推桿向上移動，閥芯處于開的位置時，叫氣開。（一般從下方進氣）?？烧{(diào)比：調(diào)節(jié)閥所能控制的最大流量（Qmax）與最小流量（Qmin）之比，稱為調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比。流量特性:被調(diào)介質(zhì)流過閥門的相對流量（Q/Qmax）與閥門的相對行程（l/L）之間的關系稱為調(diào)節(jié)閥的流量特性。（直線流量特性、等百分比流量特性、快開流量特性）調(diào)節(jié)閥選型注意事項閥型的選擇確定公稱壓力，不是用Pmax去套PN，而是由溫度、壓力、材質(zhì)三個條件從表中找出相應的PN并滿足于所選閥之PN值。確定的閥型，其泄漏量滿足工藝要求。確定的閥型，其工作壓差應小于閥的允許壓差，如不行，則須從特殊角度考慮或另選它閥。介質(zhì)的溫度在閥的工作溫度范圍內(nèi)，環(huán)境溫度符合要求。根據(jù)介質(zhì)的不干凈情況考慮閥的防堵問題。根據(jù)介質(zhì)的化學性能考慮閥的耐腐蝕問題。根據(jù)壓差和含硬物介質(zhì)，考慮閥的沖蝕及耐磨損問題。綜合經(jīng)濟效果考慮的性能、價格比。需考慮三個問題：a.結構簡單（越簡單可靠性越高）、維護方便、備件有來源；b.使用壽命；c.價格。執(zhí)行機構的選擇最簡單的是氣動薄膜式，其次是活塞式，最后是電動式材料的選擇1、閥體耐壓等級、使用溫度和耐腐蝕性能等方面應不低于工藝連接管道的要求，并應優(yōu)先選用制造廠定型產(chǎn)品。2、 水蒸汽或含水較多的濕氣體和易燃易爆介質(zhì)，不宜選用鑄鐵閥。3、 環(huán)境溫度低于一20°C時，不宜選用鑄鐵閥。4、 對汽蝕、沖蝕較為嚴重的介質(zhì)溫度與壓差構成的直角坐標中，其溫度為300C，壓差為1.5MPa兩點連線以外的區(qū)域時，對節(jié)流密封面應選用耐磨材料，如鉆基合金或表面堆焊司特萊合金等。5、 對強腐蝕性介質(zhì)，選用耐蝕合金必須根據(jù)介質(zhì)的種類、濃度、溫度、壓力的不同，選擇合適的耐腐蝕材料。6、 閥體與節(jié)流件分別對待，閥體內(nèi)壁節(jié)流速度小并允許有一定的腐蝕，其腐蝕率可以在lmm/年左右；節(jié)流件受到高速沖刷、腐蝕會弓［起泄漏增大，其腐蝕率應小于0.1mm/年。7、 對襯里材料（橡膠、塑料）的選擇時該工作介質(zhì)的溫度、壓力、濃度都必須滿足該材料的使用范圍，并考慮閥動作時對它物理、機械的破壞（如剪切破壞）。8、 真空閥不宜選用閥體內(nèi)襯橡膠、塑料結構。9、水處理系統(tǒng)的兩位切斷閥不宜選用襯橡膠材料。10、典型介質(zhì)的典型耐蝕合金材料選擇：a.硫酸：316L，哈氏合金，20號合金。b.硝酸：鋁，C4鋼，C6鋼。c.鹽酸：哈氏B。d.氫氟酸：蒙乃爾。e.醋酸、甲酸：316L、哈氏合金。f.磷酸：因可鎳爾、哈氏合金。g.尿素：316L。h.燒堿：蒙乃爾。氯氣：哈氏C。j,海水：因可鎳爾，316L。調(diào)節(jié)閥選型注意事項作用方式選擇1、 國外常用故障下開或關來表示，即故障開、故障關，與我國的氣開、氣閉表示正好相反，故障開對應氣閉閥，故障關對應氣開閥。2、 新的輕型閥、精小型閥已不強調(diào)執(zhí)行機械的正作用、反作用了，因而必須在尾注上用B（氣閉）、K（氣開）表示。流量特性的選擇下面提供的是初步的選擇，詳細的選擇見專門資料：1、 S>0.6時選對數(shù)特性。2、 小開度工作、不平衡力變化大時選對數(shù)特性。3、 要求的被調(diào)參數(shù)反映速度快時選直線，慢時選對數(shù)。4、 壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)可選直線特性。5、 液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)可選直線特性。彈簧范圍的選擇1、 先是選擇彈簧范圍，還要確定工作彈簧范圍。2、 確定工作彈簧范圍涉及計算輸出力去克服不平衡力。若有困難，應將條件(主要是閥關閉時的壓差)告訴制造廠，協(xié)助計算并調(diào)好彈簧和工作范圍出廠(目前，不少廠家根本不做計算)。流向的選擇1、 在節(jié)流口，介質(zhì)對著閥芯開方向流為流開，向關方向流為流閉。2、 流向的選擇主要是單密封類調(diào)節(jié)閥，有單座閥類、角閥類、單密封套筒閥三個大類。基它為規(guī)定流向(如雙座閥、V球)和任意流動(如O球)。3、 當dg>15時，通常選流開，當dg<15的小口徑閥，尤其是高壓閥可選流閉，以提高壽命。4、對兩位開關閥可選流閉。(5)若流閉型閥產(chǎn)生振蕩，改過來，流開型即可消除。填料的選擇調(diào)節(jié)閥常用的是四氟“V”形填料和石墨“O”形填料。四氟填料摩擦小，但耐溫差，壽命短；石墨填料摩擦大，但耐溫好，壽命長；高溫下和帶定位器的閥建議選石墨填料。四氟填料常換，可以考慮用石墨填料。附件的選擇調(diào)節(jié)閥的附件主要