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调节阀的使用功能、分类及选型注意事项


一、调节阀的使用功能
调节阀在调节系统中是必不可少的,是组成工业自动化系统的重要环节,被称之为生产过程自动化的“手脚”。因此要正确的使用调节阀,尤其是选择调节阀,必须首先要清楚调节阀的使用功能,方能选好所需的调节阀。调节阀的使用功能如下:
1、调节功能
调节阀的首要功能就是调节,主要表现在五个方面:
1)、流量特性:是反映调节阀的开度与流量的变化关系,以适应不同的系统特性要求,反映的调节阀的调节品质。
2)、可调范围R:反映调节阀的可控制的流量范围,用R=Qmax/Qmin表示,R越大,调节流量的范围月宽,性能指标就越好。通常阀的R=30,好的调节阀,如V型球阀、全功能调节阀,R可达100-200。
3)、小开度工作性能:有些阀受到结构的限制,小开度工作性能差,产生启跳、振荡,R变得很小,如双阀座、衬胶蝶阀。好的调节阀小开度应有微调功能,即可满足很小流量的调节,且工作又要求十分平衡,如V型球阀、偏心旋转阀、全功能超轻调节阀。
4)、流量系数Kv:表示流量的能力,同口径Kv值越大越好,尤其是球阀、蝶阀、全功能超轻调节阀,它们的Kv值是单阀座、双阀座、套筒阀的2-3倍。
5)、调节速度:满足系统对阀动作的速度要求。
 2、切断功能
     切断由阀的泄漏量指标来表示,切断通常指泄漏量小于0.001%,它反映阀的内在质量。
3、 克服压差功能
通常指阀关闭时的允许压差来表示,允许压差越大,此功能也就越好,因此,保证阀切断就必须克服阀关闭时的工作压差。通常单密封阀的允许压差小,如单阀座、角形阀、隔膜阀、三通阀等;双密封的阀和转动类的阀的允许压差大,如双阀座、套筒阀。从泄漏量与克服压差两者看,单密封阀泄漏量小,但允许压差小,双密封阀,泄漏量大,允许压差大;只有旋转类阀,泄漏量又小,允许压差又大,这就是旋转类阀使用越来越多的原因。
4、 防堵功能
对于不干净的介质的调节或者即使是干净的介质,管道中的焊渣等杂物都可能造成阀堵塞或被卡住,因此要求阀应该有交好的防堵功能,使之正常调节。放堵性最好的就是流路最简单的旋转类阀,如球阀、蝶阀、偏心阀、全功能超轻调节阀。旋转类阀不只是防堵功能好,而且泄露又小,允许压差大,因此越来越被广泛应用。
5、 耐蚀功能
抵抗介质的腐蚀和冲蚀,以提高阀的使用寿命。
6、 耐压功能
反映阀的强度和安全指标,即介质不能通过密封处和阀体缺陷处向外渗漏。
7、 耐温功能
满足不同温度条件下阀的强度和性能,温度的较大变化会使阀体材质的强度降低,因此阀必须满足介质温度的变化范围的要求,使阀在工作温度下有较好的强度和安全保证。
8、 外观
反映阀的外观质量且要求仪表化、轻型化、小型化。
9、 重量
在满足以上功能的情况下,其重量越轻越好,以方便使用。
 
二、调节阀的分类及性能比较
调节阀按照行程分为直行程、角行程两大类;按结构分十大类,上述九个功能中它们所具有的特性如下:
功能
 
十类产品
调节 切断 克服压差 防堵 耐蚀 耐压 耐温 重量 外观 最佳功能数量


单阀座 0 × × × × 4
双阀座 × × 0 × × 4
套筒阀 × × 0 × × 4
角形阀 0 × 0 × × 4
三通阀 0 × × × × × 3
隔膜阀 × × 0 × × × × 2


蝶阀 × 0 7
球阀 × × × 7
偏心旋转阀 × × × 7
全功能超轻型调节阀 × 9
 
符号说明:√表示最佳;0表示基本可以;X表示差。
 
三、调节阀的结构、特点
调节阀由执行机构和阀体部件两部分组成,即:它包括一个阀体部件,内部有一个改变过程流体流率的组件,阀体部分又与一个或多个执行机构相连接,执行机构用来响应控制元件送来的信号,因此执行机构是调节阀的推动装置。
1、 常用的阀体部件
根据上述调节阀的分类和性能比较,性能即好,成本又低的阀体部件,就是蝶阀。
蝶阀是旋转类阀的一种,它相当于切下一段管道来做阀体,中间阀板节流,它突出的特点表现在:
1) 阀大致分为普通蝶阀、椭圆蝶阀和高性能蝶阀。
2) 具有体积小、重量轻,特别适应于大口径的场合。
3) 有较好的近似对数流量特性,调节性能好。因其阀体又兼阀座功能,能很好的利用节流的冲刷有效的对阀体内壁进行冲洗,带来很好的“自洁”性能。
4) 适应于大口径、大流量、低压力、不干净介质的场合。随着工艺参数的强化,口径的不断增大,蝶阀的应用将越来越广泛。
 
四、调节阀选型注意事项
 1、调节阀结构型式的选择
   从使用功能上选阀需注意的问题有:调节功能、泄漏量与切断压差、防堵、耐蚀、耐压与耐温、重量与外观。可参见“调节阀的分类及性能比较”表,进行选择。
 2、综合经济效果确定阀型
   在满足以上使用功能的要求下,选择阀还要考虑以下几个问题。
1) 高可靠性:结构简单、可靠性高。
2) 使用寿命长。
3) 维护方便,备品备件有来源。
4) 产品价格适宜,性能价格较好。
 
3、调节阀型式的优选次序
   根据以上所述阀的性能的比较,提供调节阀的优选次序如下:
全功能超轻型调节阀→蝶阀→套筒阀→单阀座→双阀座→偏心旋转阀→球阀→角形阀→三通阀→隔膜阀
 
 4、执行机构选择的主要因素
执行机构选择考虑的主要因素是:
1) 可靠性、
2) 经济性、
3) 动作平稳、足够的输出力
4) 重量外观
5) 结构简单,维护方便。
 
调节阀按其能源方式不同主要分为:气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀三大类。其中气动调节阀和电动调节阀最常用,其选择比较如下:
1) 可靠性方面:过去的认为是气动执行机构的结构简单、可靠性高,然而90年代起电子行业的发展速度突飞猛进,因此目前电动执行机构的可靠性超过了气动执行机构。
2) 驱动源:气动执行机构最大的不足是要设置气源站,增加了费用;而电动执行机构的驱动源随地可取。
3) 价格方面:气动执行机构必须要附加阀门定位器,再加上气源,一个阀门定位器的价格与电动执行机构的价格几乎相当,因此电动执行机构相比性价比高。
4) 推力和刚度:两者相当。
5) 防火和防爆:“气动执行机构+阀门定位器”略好于电动执行机构。
 


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