控制阀的基本构成控制阀基础知识与气动调节阀

控制阀的基本组成:

执行机构产生推力扭矩→调节阀芯位移→改变流通面积→改变流量→也称为调节阀。

控制阀的驱动装置:

根据能源供应，可分为气动、电动和电液。

电动执行器:

电动执行机构:以电为能源的执行机构，具有电动控制、电磁式。(见南社百科发表的电子调节阀相关课件)。

按位移分为直行程、角行程和多转。

它具有动作快、响应快、供电方便、传输距离远等特点。

液压(电液)执行机构：

液动、电液或气液执行器:主要用于需要大推力、大扭矩、快速响应、安全可靠装置和阀门的配套。

电液执行的需要，电液执行器被广泛使用。

附件:

控制阀也可以配备各种附件，实现产品本身的各种控制功能；

附件可以满足控制系统对阀门的各种特殊要求；

附件的作用是使控制阀的功能更加完善、合理、完善。

定位器:

阀门定位器:用于提高控制阀的调节性能，实现正确定位。气阀定位器；电气阀定位器；智能阀定位器。

气滤减压器：净化气源，具有自动稳压功能。

手轮机构:当气源或电源信号发生故障或执行器零件损坏时，手轮可以继续手动操作控制阀。

也有阀位变送器，电磁阀，限位开关，保位阀，气动放大器，储气罐等。

调节阀的特性:

一是流量系数。

流量系数cv:温度为60°F的水，在1PSI压降下每分钟流过调节阀的美国加仑数。

流量系数Kv:温度为5℃-40℃的水，在100KPa的压降下，在1小时内通过调节阀的立方米数。

Cv是英国单位的流量系数(美加仑/分钟)。(美加仑=3.785升)

Kv是国际单位的流量系数(m3/h)。

Kv=0.8569Cv，Cv=1.167Kv。

Kv或Cv代表阀门的循环能力，与阀门形式、阀门尺寸、阀座尺寸、阀门行程有关。

KV值的计算:

注意：调节阀将KV值标记在铭牌上(阀门全开时的额定流量系数)。

二是可调比。

控制阀能够控制的最大流量与最小流量之比

R=Qmax/Qmin。

反映了控制阀调节流量的能力。

通常直通阀R为30-50。旋转阀门可以达到300。

3.调节阀的流量特性——调节质量。

定义:流体通过控制阀的相对流量和相对行程的函数关系:Q/Qmax=f(L/Lmax)

线流特性与等百分比流特性对比：

例如，调节阀开度变化量为10%的流量变化。

线性:22.67-13/13=74.4%90.33-80.67/80.67=12%

等比:6.58-4.68/4.68=40.6%71.17-50.65/50.65=40.6%

线性流量特性在开度小时内，流量变化大，灵敏度高，阀门来回工作，会造成阀芯严重冲刷，同时产生阀门振动。

开度大时，阀门流量变化小，灵敏度低，失去调节功能。

等待百分比调整的特性改善了这些方面。

阀芯和流量特性:

阀芯的形状决定了不同的流量特性。

套筒阀、柱塞阀和v型开口阀可以改变阀芯的形状和流量特性。

4.泄漏:

当阀门在规定的关闭推力下处于全关闭位置时，流体在规定的压差和温度下流过阀门的数量是可以测量的。

泄漏量通常用额定行程下流通能力的百分比表示，或者用在规定时间内流通的累积量表示。

通常以泄漏等级表示：

I:用户与制造商协商。

ⅱ:0.5%*kv。

三：0.1%*Kv

四：0.01%*Kv

v:3*10-4毫升/分钟。

V：泡沫级，软密封。

注：泄漏与最小流量的区别。

5.正反作用。

整个控制阀，空气开启，空气关闭(故障开启，故障关闭)。

选择阀门所需的参数：

调节阀的选择需要机械、电气、技术等多方面的知识。尽量提供详细的技术参数，有助于选择性价比最高、控制最正确的阀门。以下是选择调节阀所需的技术参数。

管道的材料、尺寸和规格。

工艺介质名称:中英文。

介质特性:状态、密度、粘度、浓度，含有粒子吗？有腐蚀性等吗？

最高、正常、最低工作温度；

最大、正常、最小流量；

最大、正常、最小入口压力；

最大、正常、最小出口压力(或差压)；

最大允许关闭压差；

失气时调节阀的状态要求:例如故障开关

仪器控制信号；

连接方式:法兰、螺纹或焊接。

调节阀的选择:

调节阀的选择步骤:

计算Kv值、直径和阀门尺寸；

确定流量特性；

确定标称压力和材料；

确定控制阀的类型；

根据需要选择阀门附件。

1.计算Kv值和直径。

*所选阀门的直径不得小于管道尺寸的一半。

开度验算:通常希望控制阀在开度的20%-80%工作。

上述计算通常由调节阀的计算软件程序完成。

2.确定控制阀的流量特性。

目的:满足控制系统的稳定运行。

由于计算复杂，流量特性的选择多采用经验标准。

选择直线流量特性阀的情况一般为①差压变化小，几乎恒定②工艺系统主要参数的变化为线性③系统压力损失大部分分配给调节阀(改变开度，阀差压变化相对较小)④外部干扰小，给定值变化小，调节范围要求小的情况。

优先选择等百分比特性阀时，①实际可调范围大②开度变化，阀上差压变化相对较大③配管系统压力损失大④工艺系统负荷大幅变动⑤调节阀常在小开度下运行。

3.确定阀门的标称压力和材料。

调节阀材料的选择:

1)受压部件如阀体、上阀盖、下法兰、连接件；有铸铁、碳钢、不锈钢、合金钢等。

阀内部件材料：阀芯，阀座，套筒等。

不锈钢要，不锈钢，合金钢，堆焊司太莱合金等；

3)执行机构材料:薄膜材料、气缸、弹簧等。；主要调节阀制造商选择。

4.确定控制阀的类型。

阀体(单座和套筒)；阀盖(介质温度)；

填料结构(蒸汽、过热蒸汽、天然气、导热油、有毒有害介质)。

执行机构:

输出力(扭矩)(最大关闭压差和摩擦力)；

气动、电动、电液(价格、可靠性、防爆)；

功能模式(故障开启，故障关闭)。

5.附件(工艺要求)

选择阀门的经验参数

如果不提供最大允许关闭压差，则根据阀门入口的最大压力作为最大允许关闭压差值。

直通阀的标准流量特性为等比。三通阀的标准流量特性是线性的。

电动阀在失电状态下保持在失电前的位置。如果有特殊要求，请说明。

高粘度流体必须提供粘度，否则会影响阀门流量系数的计算。

选择阀门的重要性：

如何选择调节阀，尤其是阀门直径和执行器的推力？使调节阀在高水平运行将是一个关键问题。

选择不准确，易造成系统不稳定，调节性能差，使用寿命短。

(1)正确选择-系统设计师(准确的技术参数、工艺图，与厂家充分沟通)；

(2)产品质量-生产厂家(用好材料，加工工艺)；

(3)正确安装、使用和维护——用户。

气动调节阀:

气动调节阀主要由气动执行器、阀体和附件组成。执行机构以清洁压缩空气为动力，接收4~20毫安电信号或20~100KPa气信号，驱动阀体移动，改变阀芯与阀座之间的流通面积，从而达到调节流量的效果。为了提高阀门的线性度，克服阀杆的摩擦力和被调节介质工作条件(温度和压力)变化的影响，阀门定位器与调节阀相匹配，使阀门位置能够根据调节信号准确定位。

为保证机组安全运行，一些重要阀门设计有电磁阀、保位阀、快速泄压阀等附件，以保证调节阀在失电、失信号或失气时能快速打开(关闭)或保位(三断自锁保护)，满足工艺系统安全运行的要求。