調(diào)節(jié)閥完整版本

化工儀表自動(dòng)化培訓(xùn)

調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥概述3按能源形式分類

氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥液動(dòng)調(diào)節(jié)閥從結(jié)構(gòu)來說執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)按調(diào)節(jié)形式可分為：

調(diào)節(jié)型、切斷型、調(diào)節(jié)切斷型；按流量特性可分為：

線性、對(duì)數(shù)型（等百分比）、拋物線、快開。調(diào)節(jié)閥概述調(diào)節(jié)閥概述氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥就是以壓縮空氣為動(dòng)力源，接收工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制信號(hào),以氣缸為執(zhí)行器，并借助于電-氣閥門定位器、轉(zhuǎn)換器、電磁閥、保位閥等附件去驅(qū)動(dòng)閥門，實(shí)現(xiàn)開關(guān)式或比例式調(diào)節(jié)，來完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的流量、壓力、溫度等各種工藝參數(shù)。工作原理電動(dòng)調(diào)節(jié)閥就是以電源為動(dòng)力源，接收工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制信號(hào)，經(jīng)過伺服放大器放大，通過電機(jī)帶動(dòng)減速器運(yùn)行推動(dòng)調(diào)節(jié)閥芯作相應(yīng)的角位移或直線位移，從而達(dá)到對(duì)工藝介質(zhì)流量、壓力、溫度、液位等工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)的目的。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的組成1、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2、執(zhí)行機(jī)構(gòu)3、閥門定位器調(diào)節(jié)閥概述執(zhí)行機(jī)構(gòu)起推動(dòng)作用，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)起調(diào)節(jié)流量作用。調(diào)節(jié)閥作用過程：調(diào)節(jié)閥概述

在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推動(dòng)下，通過改變閥芯行程來改變閥芯與閥座之間的流通面積，從而改變阻力系數(shù)而達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的組成調(diào)節(jié)閥概述調(diào)節(jié)閥概述Ii輸入信號(hào)If反饋信號(hào)ΔI差值信號(hào)（ΔI=∑Ii－If）當(dāng)差值信號(hào)ΔI＞0時(shí)，ΔI經(jīng)伺服放大器功率放大后，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)，使輸出軸轉(zhuǎn)角θ不斷增大，直至ΔI=0時(shí)，伺服電機(jī)才停止轉(zhuǎn)動(dòng)；反之，當(dāng)ΔI＜0時(shí)，伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，使輸出軸轉(zhuǎn)角θ不斷減小，直至ΔI=0時(shí)，伺服電機(jī)才停止轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)節(jié)閥概述1、當(dāng)前置放大器輸出電壓的極性為a（+）、b（－）時(shí)，觸發(fā)電路1控制SCR1完全導(dǎo)通。2、當(dāng)前置放大器輸出電壓的極性為b（+）、a（－）時(shí)，觸發(fā)電路2控制SCR2完全導(dǎo)通。執(zhí)行器的主要特性比較主要特性氣動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器液動(dòng)執(zhí)行器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單復(fù)雜簡(jiǎn)單安全性好較差好響應(yīng)時(shí)間慢快較慢推動(dòng)力適中較小較大維護(hù)難度方便有難度較方便價(jià)格便宜較貴便宜調(diào)節(jié)閥概述氣-電轉(zhuǎn)換器電-氣轉(zhuǎn)換器電-氣閥門定位器氣動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)控制儀表電動(dòng)控制儀表轉(zhuǎn)換單元的使用簡(jiǎn)圖調(diào)節(jié)閥概述2.執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分類薄膜式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、維修方便，應(yīng)用廣泛?；钊酵屏^大，用于大口徑、高壓降控制閥或蝶閥的推動(dòng)裝置。長(zhǎng)行程行程長(zhǎng)、轉(zhuǎn)矩大，適于輸出轉(zhuǎn)角（60°～90°）和力矩大的場(chǎng)合。氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)有正作用和反作用兩種形式。根據(jù)有無彈簧可分為有彈簧的及無彈簧的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。結(jié)構(gòu)執(zhí)行器按其能源形式分氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)三大類。氣動(dòng)執(zhí)行器按其執(zhí)行機(jī)構(gòu)形式分薄膜式、活塞式和長(zhǎng)行程式。電動(dòng)和液動(dòng)執(zhí)行器按執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方式分為直行程和角行程兩類。目前在石化工業(yè)中普遍采用氣動(dòng)執(zhí)行器。一、氣動(dòng)執(zhí)行器的組成與分類氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)是應(yīng)用最廣泛的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它接受0.02~0.1MPa氣動(dòng)信號(hào)。它分正作用和反作用兩種形式，當(dāng)信號(hào)壓力增加時(shí)推桿向下移動(dòng)的叫正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。信號(hào)壓力增加時(shí)推桿向上移動(dòng)的叫反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

氣動(dòng)薄膜（有彈簧）的薄膜的有效面積越大，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推力和位移也越大。氣動(dòng)活塞式（無彈簧）執(zhí)行機(jī)構(gòu)隨氣缸兩側(cè)壓差而移動(dòng)。因?yàn)闆]有反力彈簧抵消推力，所以有很大的輸出推力，適用于高靜壓、高差壓的工藝場(chǎng)合。二、執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)就是一個(gè)閥門，是局部阻力可變的節(jié)流元件。三、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)三、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)1、閥蓋對(duì)于不同的工作溫度和密封要求，常見的上閥蓋有四種結(jié)構(gòu)。普通型工作在-20~200℃。散熱型工作在200℃以上。長(zhǎng)頸型工作在-20℃以下。波紋管密封型適用于劇毒物質(zhì)或極易揮發(fā)的介質(zhì)。2、閥芯閥芯是調(diào)節(jié)閥內(nèi)最為關(guān)鍵的部件。為了適應(yīng)不同的需要，得到不同的閥門流量特性，閥芯的結(jié)構(gòu)多種多樣。a)平板型閥芯、b)柱塞型閥芯、c)球型、針型閥芯、d)圓柱體上銑出小槽閥芯、e)窗口型閥芯、f)多級(jí)閥芯、g)套筒閥閥芯三、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)三、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)三、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3、填料調(diào)節(jié)閥的填料裝在上閥蓋的填料室內(nèi)，起密封作用，可防止介質(zhì)因閥桿移動(dòng)而向外泄漏。②石棉-石墨，能用于高溫、高壓。①聚四氟乙烯，不能用于200℃以上。③石墨環(huán)，耐腐蝕,耐高、低溫。三、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)閥填料室結(jié)構(gòu)圖a.石墨石棉填料室；1-填料壓蓋；2-填料；3-填料室；4-襯墊；5-注油器b.聚四氟乙烯填料室；1-填料壓蓋；2-填料；3-襯墊；4-壓緊彈簧調(diào)節(jié)閥按行程特點(diǎn)可分為：直行程和角行程。直行程包括：?jiǎn)巫y、雙座閥、套筒調(diào)節(jié)閥、角形閥、三通閥、隔膜閥；角行程包括：蝶閥、球閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥、全功能超輕型調(diào)節(jié)閥。三、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)1、直通單座閥：閥體內(nèi)只有一個(gè)閥芯和閥座，閥桿帶動(dòng)閥芯上下移動(dòng)來改變閥芯與閥座之間的相對(duì)位置，從而改變流體流量，雙導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：泄漏量小。缺點(diǎn)：不平衡力較大，適用于低壓差場(chǎng)合。三、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2、直通雙座閥：雙導(dǎo)向結(jié)構(gòu)；閥體內(nèi)有兩個(gè)閥芯和閥座，閥桿帶動(dòng)閥芯上下移動(dòng)來改變閥芯與閥座之間的相對(duì)位置，從而改變流體流量。優(yōu)點(diǎn)：適用壓差比同口徑單座閥大，不平衡力小，允許使用壓差大；缺點(diǎn)：泄漏量較大，不適用于高粘度和含纖維介質(zhì)的調(diào)節(jié)。三、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3、角形閥

角形調(diào)節(jié)閥閥體為直角形結(jié)構(gòu)。閥芯為單導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，只能正裝不能反裝。特點(diǎn)：流路簡(jiǎn)單、阻力較小，適于現(xiàn)場(chǎng)管道要求直角連接，介質(zhì)為高黏度、高壓差和含有少量懸浮物和固體顆粒狀的場(chǎng)合。非高壓差狀況下，流向一般是底進(jìn)側(cè)出。角形閥三、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4、高壓調(diào)節(jié)閥高壓控制閥的結(jié)構(gòu)形式大多為角形,閥芯頭部摻鉻或鑲以硬質(zhì)合金,以適應(yīng)高壓差下的沖刷和汽蝕。為了減少高壓差對(duì)閥的汽蝕,有時(shí)采用幾級(jí)閥芯,把高差壓分開,各級(jí)都承擔(dān)一部分以減少損失。三、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)閥芯結(jié)構(gòu)圖5、籠式閥（套筒閥）結(jié)構(gòu)原理：閥芯以套筒為導(dǎo)向，導(dǎo)向平穩(wěn)，工作時(shí)，依靠閥芯的直線與套筒所形成的窗口流通面積，達(dá)到調(diào)節(jié)流體流量的目的。改變套筒窗口的形狀可以方便地實(shí)現(xiàn)不同的流量特性。優(yōu)點(diǎn)：可調(diào)比大、振動(dòng)小、不平衡力小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、套筒互換性好，更換不同的套筒可得到不同的流量特性，閥內(nèi)部件所受的汽蝕小、噪聲小，是一種性能優(yōu)良的閥，特別適用于要求低噪聲及壓差較大的場(chǎng)合。缺點(diǎn)：不適用高溫、高黏度及含有固體顆粒的流體。

三、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6、蝶閥（翻板閥）特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、價(jià)格便宜、流阻極小。適用于需要大口徑、大流量、低壓差的場(chǎng)合。缺點(diǎn)：泄漏量大。

蝶閥三、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)氣動(dòng)球閥按閥芯型式可分為O形球閥和V形球閥，從全開位置到全關(guān)位置的轉(zhuǎn)角為90o。O形球閥：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，密封可靠，流通能力大，流體進(jìn)入閥門沒有方向性。7、球閥三、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)V形球閥：可調(diào)比大，適用于纖維狀、漿狀的流體，關(guān)閉性能好。三、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)8、偏心旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)閥

偏旋閥又稱凸輪撓曲閥，閥芯呈扇形球面狀，與撓曲臂及軸套一起鑄成，固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上。適合于兩位控制。特點(diǎn)：密封性好，泄漏量小，流路簡(jiǎn)單，流體阻力小，流通能力大，不平衡力小，可耐受較高溫度，允許壓差大，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小重量輕，價(jià)格低廉。三、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)9、隔膜閥采用耐腐蝕襯里的閥體和隔膜。隔膜材料有橡膠或聚四氟乙烯。特點(diǎn)：適用于高粘度和含有懸浮顆粒流體的調(diào)節(jié)，無泄漏量；適用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等強(qiáng)腐蝕場(chǎng)合，但隔膜和襯里材料一般不耐高溫（一般不超過150℃）隔膜閥三、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)【調(diào)節(jié)閥小結(jié)】對(duì)于前后壓差小，要求泄漏量小的系統(tǒng)可用直通單座閥；對(duì)于前后壓差大，允許有較大泄漏量的場(chǎng)合可用直通雙座閥；對(duì)于黏度高、含懸浮物的介質(zhì)或壓力較高的地方選用角形閥；對(duì)于系統(tǒng)要求低噪音的選用籠式閥；介質(zhì)具有腐蝕性選用隔膜閥；對(duì)低壓大流量大口徑管道選用蝶閥。一般情況下優(yōu)先選用直通單座閥、直通雙座閥。三、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)概念：指被控介質(zhì)流過閥門的相對(duì)流量與閥門的相對(duì)開度之間的關(guān)系。流過調(diào)節(jié)閥的介質(zhì)流量不僅與閥門的開度有關(guān)，還與閥門兩端的壓差有關(guān)，故流量特性有理想特性和工作特性之分。四、控制閥的流量特性

在不考慮控制閥前后壓差變化時(shí)得到的流量特性稱為理想流量特性。它取決于閥芯的形狀。控制閥的理想流量特性(R=30)

1—直線；2—等百分比(對(duì)數(shù))；3—快開；4—拋物線四、控制閥的流量特性1.控制閥的理想流量特性（1）直線流量特性

1.控制閥的理想流量特性四、控制閥的流量特性（2）等百分比（對(duì)數(shù)）流量特性

等百分比流量特性是指單位相對(duì)行程變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量成正比關(guān)系。目前使用比較多的是等百分比流量特性。注意：相對(duì)開度較小時(shí)，流量變化較小；相對(duì)開度較大時(shí)，流量變化較大。最大開度≤90%，最小開度≥30%四、控制閥的流量特性1.控制閥的理想流量特性（4）拋物線流量特性曲線介于直線與等百分比特性曲線之間。（3）快開流量特性

這種流量特性在開度較小時(shí)就有較大流量，隨開度的增大，流量很快就達(dá)到最大。

快開特性的閥芯形式是平板形的，適用于迅速啟閉的切斷閥或雙位控制系統(tǒng)。四、控制閥的流量特性1.控制閥的理想流量特性

在實(shí)際生產(chǎn)中，控制閥前后壓差總是變化的，這時(shí)的流量特性稱為工作流量特性。（1）串聯(lián)管道的工作流量特性串聯(lián)管道的情形（2）并聯(lián)管道的工作流量特性

并聯(lián)管道情況四、控制閥的流量特性2.控制閥的工作流量特性①串、并聯(lián)管道都會(huì)使閥的理想流量特性發(fā)生畸變，串聯(lián)管道的影響尤為嚴(yán)重。②串、并聯(lián)管道都會(huì)使控制閥的可調(diào)范圍降低，并聯(lián)管道尤為嚴(yán)重。③串聯(lián)管道使系統(tǒng)總流量減少，并聯(lián)管道使系統(tǒng)總流量增加。④串、并聯(lián)管道會(huì)使控制閥的放大系數(shù)減小，串聯(lián)管道時(shí)控制閥大開度時(shí)影響嚴(yán)重，并聯(lián)管道時(shí)控制閥小開度時(shí)影響嚴(yán)重。結(jié)論四、控制閥的流量特性2.控制閥的工作流量特性1.控制閥的流量系數(shù)CVCV稱為控制閥的流量系數(shù),它與閥芯與閥座的結(jié)構(gòu)、閥前后的壓差、流體性質(zhì)等因素有關(guān)。五、控制閥的幾個(gè)系數(shù)在采用國(guó)際單位制時(shí)，流量系數(shù)用Kv表示。

Kv的定義為：溫度為5~40℃的水在105Pa壓降下，1小時(shí)內(nèi)流過閥的立方米數(shù)。調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)Kv值，是調(diào)節(jié)閥的重要參數(shù)，它反映調(diào)節(jié)閥通過流體的能力，也就是調(diào)節(jié)閥的容量。根據(jù)調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)Kv的計(jì)算，就可以確定選擇調(diào)節(jié)閥的口徑。五、控制閥的幾個(gè)系數(shù)2.控制閥的壓力恢復(fù)系數(shù)FLFL值是閥體內(nèi)部幾何形狀的函數(shù)，它表示調(diào)節(jié)閥內(nèi)流體流經(jīng)縮流處之后動(dòng)能變?yōu)殪o壓的恢復(fù)能力。一般FL=0.5~0.98。FL值的大小取決于調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)形狀表明了控制閥在液體通過后動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能的恢復(fù)能力故稱壓力恢復(fù)系數(shù)，也表明了液體產(chǎn)生阻塞流的臨界條件，又稱為臨界流量系數(shù)。提出FL的目的，在于判斷液體通過控制閥時(shí)是否產(chǎn)生阻塞流，并用于計(jì)算控制閥的最大允許壓差。要注意：最小流量Qmin和泄漏量含義不同。最小流量是指可調(diào)流量的下限值，一般為最大流量的2%~4%而泄漏量是閥門全關(guān)時(shí)泄漏的量，它僅為最大流量的0.1%~0.01%理想可調(diào)比：當(dāng)控制閥上壓差一定時(shí)，可調(diào)比稱為理想可調(diào)比。它是由控制閥的結(jié)構(gòu)決定的。實(shí)際可調(diào)比：控制閥在工作時(shí)不是與管路系統(tǒng)串聯(lián)就是與旁路閥并聯(lián)，隨著管路系統(tǒng)的變化或旁路閥的開啟程度不同，控制閥的可調(diào)比也產(chǎn)生相應(yīng)的變化。這使得可調(diào)比稱為實(shí)際可調(diào)比3.控制閥的可調(diào)比RR0=Qmax/Qmin理想可調(diào)比一般為30%，實(shí)際可調(diào)比偏低。五、控制閥的幾個(gè)系數(shù)

主要從工藝生產(chǎn)上安全要求出發(fā)。信號(hào)壓力中斷時(shí)，應(yīng)保證設(shè)備和操作人員的安全。如果閥處于打開位置時(shí)危害性小，則應(yīng)選用氣關(guān)式，以使氣源系統(tǒng)發(fā)生故障，氣源中斷時(shí)，閥門能自動(dòng)打開，保證安全。反之閥處于關(guān)閉時(shí)危害性小，則應(yīng)選用氣開閥。選擇要求：

壓力信號(hào)增加時(shí)，閥關(guān)小、壓力信號(hào)減小時(shí)閥開大的為氣關(guān)式。反之，為氣開式。

六、氣開與氣關(guān)的選擇序號(hào)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制閥氣動(dòng)執(zhí)行器（a）（b）（c）（d）正正反反正反正反氣關(guān)氣開氣開氣關(guān)組合方式表六、氣開與氣關(guān)的選擇1、氣動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)安裝在環(huán)境溫度不高于+60℃和不低于-40℃的地方，并應(yīng)遠(yuǎn)離振動(dòng)較大的設(shè)備。2、閥的公稱通徑與管道公稱通徑不同時(shí)，兩者之間應(yīng)加一段異徑管。3、氣動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)該是正立垂直安裝于水平管道上。特殊情況下需要水平或傾斜安裝時(shí)，除小口徑閥外，一般應(yīng)加支撐。即使正立垂直安裝，當(dāng)閥的自重較大和有振動(dòng)場(chǎng)合時(shí)，也應(yīng)加支撐。4、通過控制閥的流體方向在閥體上有箭頭標(biāo)明，不能裝反。

控制閥在管道中的安裝1—調(diào)節(jié)閥；2—切斷閥；3—旁路閥七、控制閥的安裝和維護(hù)序號(hào)故障產(chǎn)生原因消除方法1閥體磨蝕流體速度太高流體中有顆?？栈烷W蒸增大閥內(nèi)件尺寸，以降低流體速度閥體改為流線型結(jié)構(gòu)，以減小流體的撞擊閥體材料增加硬度改變閥內(nèi)件結(jié)構(gòu)，以降低流速避免空化作用，改用低壓力恢復(fù)的閥門用不銹鋼材料焊接修理2閥內(nèi)件磨蝕流體速度太高流體中有顆?？栈烷W蒸增大閥門或閥內(nèi)件尺寸，以降低流體速度改用硬材料閥內(nèi)件改變閥內(nèi)件結(jié)構(gòu)，以降低流速避免空化作用，改用閥門或閥內(nèi)件改用流線型結(jié)構(gòu)，避免沖擊3閥芯、閥座之間泄漏閥芯、閥座表面情況不好（磨損、被腐蝕）執(zhí)行機(jī)構(gòu)作用力太小閥座螺紋被腐蝕、松動(dòng)改善接合面（研磨）調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥桿的連接加以調(diào)整擰緊或修理、更換閥芯、閥座七、控制閥常見故障及解決方法序號(hào)故障產(chǎn)生原因消除方法4閥座環(huán)和閥體之間泄漏擰緊力矩太小表面不好（不干凈，光潔度差）墊片不合適閥體有小孔加大擰緊力矩重新加工，清洗干凈修理或更換墊片鑄件有時(shí)容易產(chǎn)生小孔，磨掉后焊接修理5填料泄漏閥桿光潔度不好閥桿彎曲填料蓋沒有壓緊填料類型或結(jié)構(gòu)不好填料層堆得太高填料腐蝕、有坑填料壓蓋變形、損壞閥桿磨光閥桿壓