調(diào)節(jié)閥選型指南

一、調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)型式的選擇

從使用功能上選閥需注意的問題1）

調(diào)節(jié)功能①要求御動作平②小開度調(diào)節(jié)性能好：③選好所需的流風(fēng)特性：④滿足可調(diào)比：⑤阻力小、流量比大（閥的額定流航參數(shù)與公稱通徑之比）；⑥調(diào)節(jié).速度.2）

泄漏量與切斷壓差這是不可分割、互相聯(lián)系的兩個因素.泄漏量應(yīng)滿足工藝要求.且有密封面的可靠性的保護措施：切斷壓差（閥關(guān)閉時的壓差）必須提出來（遺燃的是許多設(shè)計院的調(diào)節(jié)冊計算規(guī)格書中無此參數(shù)）.讓所選縄有足夠的輸出力來克駆它，否則會導(dǎo)致執(zhí)行機構(gòu)選大或選小.3）

防堵即使是干凈的介質(zhì),也。在堵塞問題.這就是管道內(nèi)的不干凈東西被介質(zhì)帶人調(diào)節(jié)閥內(nèi).造成堵卡.這是常見的故障.所以應(yīng)考慮禪的防堵性能，通常角行程類的調(diào)節(jié)時比肖行程類

的調(diào)節(jié)閥防堵性施好得多.故以后角行程類的調(diào)節(jié)緝使用將會越來絶多.4）

耐蝕它包括耐沖蝕、汽蝕、腐蝕.主要涉及到材料的選用和俄I的使用壽命何題?同時.涉及到経濟性何題.此何艘的實質(zhì)應(yīng)該是所選閥具有較好的耐蝕性能且價格合理.如能選全四紅閥就不應(yīng)該選全耐蝕臺金閥；能也反汽蝕效果較好、結(jié)構(gòu)簡單的須形高壓閥《滿足兩年左右使用為命），就不應(yīng)該選結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格貴的其它高壓閥。5）

耐壓與耐溫

-這涉及調(diào)節(jié)閥的公稱壓力、工作溫度的選定.耐壓方面.如果只是壓力高并不困難.主要是壓差大會產(chǎn)生汽蝕：耐溫方面.通常解決450C以下是十分容易的，450?600C也不困難.但到600℃

以上時.矛盾就會突出：當(dāng)溫度在8OCV的切斷類調(diào)節(jié)閥選用軟密財材料通常是不可取的，應(yīng)該考慮用硬密封切斷?常用材質(zhì)的工作溫度、工作壓力與公稱壓力的關(guān)系見下表5-1.6）

重量與外觀此問題非常直觀，一定是外觀好、重量輕的閥受使用廠家?guī)谟?這里要改變一種偏見，認為調(diào)節(jié)閥是個“老大粗”

重—點或外觀差一點，沒什么了不起.現(xiàn)在我們十分重視它，從而提出了調(diào)節(jié)閥應(yīng)該具有小型化、.輕型化、儀表化的特征.表5-1常用材質(zhì)的工作溫度、工作壓力與PN關(guān)系材料公*B力PN<Mpa)介質(zhì)工作溫￡<120<200<250<300<350<400<425<450<475<500<525<550<575<600<625最大工乍月i六(MPa)持鐵1.61.61.51.4碳素鋼4.04.04.03.73.33.02.82.31.86.46.46.45.95.24.74.13.72.922.022.022.020.218.016.114.112.79.832.032.032.029.426.223.420.518.514.4lCrl8Ni9T4.04.04.04.04.04.03.02.72.42.11.91.71.41.10.80.56.46.46.46.46.46.44.44.24.03.8353.43.22.9262.222.022.022.022.022.022.016.5J4.813.211.510.59.37.76.04.42.732.032.032.032.032.032.024.021.619.216.815.213.611.28.86.44.0含鋁不少

于0.4%的

鋁銅及銘

鋁鋼4.04.03.63.43.22.82.21.66.46.45.85.55.24.53.52.522.022.020.119.017.915.712.29.032.032.029.127.525.922.717.613.07）十大類調(diào)節(jié)閥的功能優(yōu)劣比較；

8、綜合經(jīng)濟效果確定閥型在滿足上述使用功能的要求中，適用的純有幾類，此時便應(yīng)綜合經(jīng)濟效果確定某一閥型，

為此.我們認為，至少應(yīng)該考慮以下四個向題：1）

高可靠性。①結(jié)構(gòu)簡單；②可靠性高.這里需要改變過去片面追求性能指標，忽視可靠性的錯誤作法.2）

使用壽命長。3）

維護方便，備品備件有來源。4）

產(chǎn)品價格適宜，性能價格較好。9、調(diào)節(jié)閥型式的優(yōu)選次序：根據(jù)調(diào)節(jié)閥的功能優(yōu)劣（見上表

）和上述觀點，特提供調(diào)節(jié)闕的優(yōu)選次序如下：①全功能超輕型調(diào)節(jié)閥一②蝶閥一③套筒閥一④單座閥一⑤雙座閥一⑥偏心旋轉(zhuǎn)閥一

⑦球間-⑧角形閥一⑨三通閥-⑩隔膜閥.在這些調(diào)節(jié)閥中，我們認為應(yīng)該盡量不選用隔膜閥，其理由是隔膜是一個極不可靠的零

件，使其隔膜閥也成為了可靠性差的產(chǎn)品.

二、

執(zhí)行機構(gòu)的選擇2.1執(zhí)行機構(gòu)選擇的主要考慮因素執(zhí)行機構(gòu)選擇的主要考慮因素是：①可準性：②經(jīng)濟性：③動作平穩(wěn)、足夠的輸出力：④重量外觀：⑤結(jié)構(gòu)簡單、維護方便.2.2電動執(zhí)行機構(gòu)與氣動執(zhí)行機構(gòu)的選擇比較1）

可靠性方面氣動執(zhí)行機構(gòu)簡單可靠：老式電動執(zhí)行機構(gòu)可靠性差是它過去的一貫弱點.然而在90

年代電子式執(zhí)行機構(gòu)的發(fā)展徹底解決了這一向題，可以在5?10年內(nèi)免維修，它的可靠性甚

至超過了氣動執(zhí)行機構(gòu).正由于此,筆者認為，它將成為下世紀調(diào)節(jié)閥的主流?2）

驅(qū)動源氣動執(zhí)行機構(gòu)的最大不足就是需另設(shè)置氣源站，増加了費用：電動閥的驅(qū)動源隨地可取.3）

價格方面氣動執(zhí)行機構(gòu)必須附加閥門定位器.再加上氣源?其費用與電動閥不相上下（進口電氣閥門定位器與進口電子式執(zhí)行機構(gòu)價格相當(dāng)；國產(chǎn)定位器與國產(chǎn)電動執(zhí)行器不相上下）.4）

推力和剛度兩者相當(dāng).5）

防火防爆“氣動執(zhí)行機構(gòu)+電氣閥門定位器”略好于電動執(zhí)行機構(gòu)。2.3推薦意見1、在可能的情況下.建議選用進口電子式執(zhí)行機構(gòu)配國產(chǎn)閥（如全功能超輕型閥），以用于國產(chǎn)化場合、新建項目等.2）薄膜執(zhí)行機構(gòu)里存在推力不夠、剛度小、尺寸大的缺限，但其結(jié)構(gòu)簡單，所以，目前仍是使用最多的執(zhí)行機構(gòu).但這里我們強調(diào)的是最好選用ZHA、ZHB型的精小型薄膜執(zhí)行

機構(gòu)去代替ZMA、ZMB型的老式薄膜執(zhí)行機構(gòu)，以獲徊更輕的直版、更小的尺寸和大的輸出力.3）活塞執(zhí)行機構(gòu)選擇注意方面：①氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)推力不夠時，選用活塞執(zhí)行機構(gòu)來提高輸出力；對大壓差的調(diào)節(jié)緝（如中壓蒸汽切斷），當(dāng)DNNIOO時.我們建議選用單密封的調(diào)節(jié)閥（單座閥或簞座套筒四〉，保證閥有較好的切斷性能，但此時，壓差對閥芯的不平衡

力增大，宜選活來執(zhí)行機構(gòu)：當(dāng)DNN200時.甚至要選雙層活塞執(zhí)行機構(gòu)：②對普通調(diào)節(jié)閥，還可選用活塞執(zhí)行機構(gòu)去代替薄膜執(zhí)行機構(gòu)，使執(zhí)行機構(gòu)的尺寸大大減小，就此觀點而言，氣動活塞調(diào)節(jié)閥使用會更多：③對角行程類調(diào)節(jié)閥.其角行程執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式很多.使之復(fù)雜化，應(yīng)首先考慮結(jié)構(gòu)簡單、動作自如、尺寸小、推力大的執(zhí)行機構(gòu)，典型的結(jié)構(gòu)是雙活塞齒輪齒條轉(zhuǎn)動式.值得強調(diào)的是，傳統(tǒng)的“直行程活塞執(zhí)行機構(gòu)+角鐵+曲柄連桿”方式應(yīng)該淘汰.

三、材料的選擇材料的選擇主要根據(jù)介質(zhì)的溫度、腐蝕性、汽蝕、沖蝕四方面決定.3.1根據(jù)介質(zhì)的腐蝕性選擇1）金屬耐蝕材料的選擇這是調(diào)節(jié)間材料選擇的主要內(nèi)容.在強腐蝕類的介質(zhì)中選用耐腐蝕合金閥時，必須根據(jù)

其濃度、溫度、壓力三者結(jié)合起來才能選用相應(yīng)的材質(zhì)，這方面有專門的耐腐蝕數(shù)據(jù)手冊?常見的耐腐蝕材料表見5-2.A—

推薦使用，B—

小心使用；C—

不能使用,LL—

缺乏資料?\材料名稱流體名稱\碳鋼鑄鋼

304或302不銹鋼銅316

不銹鋼桐蒙乃爾

合金

（Monel）哈氏合|

金(Hastel-loy-B)哈氏合

金

Hastd-Ioy*CDuri-met20鈦材

鈷基合金6416

不銹鋼440℃硬質(zhì)不銹鋼

174PH

乙醛

CHjCHOAAAAAAI,LAAILI、LAAA醋酸（氣）CcBBBBAAAAACcB醋酸（汽化）CcAAAAAAAAACcB醋酸（蒸汽）CcAABBLLABAACcB丙胴CH3COOH5AAAAAAAAAAAAAA乙煥AAAAI、LAAAAI.LAAAA辭AAAAAAAAAAAAAA硫酸鉛cCAABBAAAAI.LCCkL氨AAAACAAAAAAAAkL筑化餃CcBBBBAAAABCcI、L硝（K）鉉ACAACcAAAAACB1.L磷酸鉉（單

基〉CcAABBAABAABBI、L硫酸鉉ccBABAAAAAACC1.L亞硫酸鉉ccAACCI、LAAAABBI、L苯胺

CftHjNH,ccAACBAAAAACCLL3.2耐磨損材質(zhì)的選擇對汽蝕、沖蝕嚴重的內(nèi).如高壓差介質(zhì).含固體噸粒的介質(zhì)必須考慮耐磨損何題；對切斷類硬密封調(diào)節(jié)閥也必須保護密封面，防止和減小沖蝕.可選用的是常用的耐磨材科是司

特萊合金.

四、作用方式的選擇4.1調(diào)節(jié)閥作用方式的選擇氣動調(diào)節(jié)時按作用方式不同，分為氣開間與氣閉觸兩種.氣開閥隨著信號壓力的增加而打開,無信號時.閥處于關(guān)閉狀態(tài).氣閉閥即隨信號壓力的増加,閥逐漸關(guān)閉，無信號時.閥處于全開狀態(tài).開、氣閉個的選擇主要從生產(chǎn)安全角度考慮.當(dāng)系統(tǒng)因故障等質(zhì)因使信號壓力中斷時《即閥處于無信號壓力的情況下時）.號埋閥底處于全開還是關(guān)閉狀態(tài)才能避免損壞設(shè)備和保護工作人員.若同處全開位置危害性小，則應(yīng)選反之，應(yīng)選氣開閥?4.2氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)作用方式的決定選定了調(diào)節(jié)閥作用方式之后,叩可決定氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)的作用方式.即決定正作用或反作用執(zhí)行機構(gòu)的問題.

傳統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)與閥體部件的配用情況見表

.依據(jù)所選的氣開閣或氣閉閥.從該表中即可決定執(zhí)行機構(gòu)的作用方式及型號.值得強調(diào)的是，對氣開閥采用倒裝發(fā)芯去配正作用執(zhí)行機構(gòu).現(xiàn)在看來是極不可取的?我們不去考慮閥的本身（閥芯仍然正裝），而從改配反作用執(zhí)行機構(gòu)解決.這樣既簡單、又方

便（理由是改動閥比改反作用執(zhí)行機構(gòu)復(fù)雜多）.五、彈簧范圍的選擇5.1

“標準彈黃范圍”錯誤說法應(yīng)糾正彈簧是氣動調(diào)節(jié)閥的主要零件。彈簧范圍是指一臺閥在靜態(tài)啟動時的膜室壓力到走完全

行程時的膜室壓力，字母用

Pr表示.如Pr為2O-1OOKPa,表示這臺閥靜態(tài)啟動時膜室壓力

是20KPa.關(guān)閉時的膜室壓力是lOOKPa.常用的彈簧范圍有20?lOOKPa、20-60KPa.60-lOOKPa,

60?180KPa、40-200KPa…由于氣動儀表的標準信號是20-lOOKPa.因此傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥理論把與與動儀表標準信號一致的彈簧范圍（20?lOOKPa）定義成標準彈簧范圍.調(diào)節(jié)閥廠家按20?lOOKPa作為標準來出廠,這是十分緒誤的.為了保證調(diào)節(jié)閥正常關(guān)閉和啟動.就必須用執(zhí)行機構(gòu)的輸出力克服壓差對閣芯產(chǎn)生的不平衡力、我們知道,對氣閉閥膜室信號壓力首先保證閥的關(guān)閉到位.然后再繼續(xù)增加的這部分力.才把閥芯壓緊在閥座上?？朔翰畎验g芯頂開.我們又知道.不帶定位器調(diào)節(jié)閥的最大信號壓力是lOOKPa.它所對應(yīng)的20?lOOKPa的彈簧范圍只能保證閥芯走到位，再也沒有一個克服壓差的力量，閥工作時必然關(guān)不嚴,造成內(nèi)漏，為此.就必須調(diào)整或改變彈簧范圖.但是，把它說成“標準彈簧范囤”就出問題了?因為是標準就不能改動.如果我們堅持標準，

按“標準彈簧范圍”來調(diào)整，那么，它又怎么能投用呢?在現(xiàn)實中.卻有許多使用廠家和安裝公司：都堅持按“標準彈簧范圍”20?lOOKPa來調(diào)整和驗收調(diào)節(jié)閥.又確實發(fā)生閥關(guān)不嚴的問題錯誤的根源就在此.正確的提法應(yīng)該是“設(shè)計彈簧范圍。是我們設(shè)計生產(chǎn)彈簧的零件參數(shù)

工作時根據(jù)氣開氣閉還要作出相應(yīng)的調(diào)挺.我們稱為工作彈簧范圍.仍以上述為例.設(shè)計彈范圍20?lOOKPa.

對氣閉閥我們可以將工作彈簧范圍調(diào)到!0-90KPa,這樣就有l(wèi)OKPa.作用在膜室的有效而積Ac上；又如氣開閥，有氣打開，無氣時閥關(guān)閉，此時克服壓差界的是弾簧的預(yù)緊力.為了克服更大的壓需調(diào)緊預(yù)緊力，還需帶定位器.若定位器氣源為l40KPa.我們可以將設(shè)計彈簧范圍20

lOOKPa調(diào)緊到50?130KPa,此時輸出力為50KpaXAe.如果把20?1OOKPa

作為標準彈簧固定的話?就只有20KpaXAe,帶定位器也失去作用.由此可見，氣開閥帶定位器也必須調(diào)高彈簧范圍的起點壓力才能提高執(zhí)行機構(gòu)的輸岀力.對不帯定位器的場、氣閉閥我們還可以設(shè)計20?80KPa,這樣不帶定位器仍有20KPa.Ae

的輸出力.所以彈黃他用應(yīng)根據(jù)氣開氣閉、帶定位器與否、壓差產(chǎn)生的不平衡力作用的方向，三看姑合起來才能設(shè)計出相適應(yīng)的彈簧“為什么國外設(shè)計的彈簧很多.高達十幾種,就是此

道理.由此可見.標范圍的提法是鉗誤的,它讓人們在??標準”二字上而不能改動.誤導(dǎo)人們死套20?lOOKPa來調(diào)校.結(jié)果造成無輸出力或輸出力不夠.正確的提法應(yīng)足：將“標準彈簣范圍”提法取消，改為“設(shè)計彈簧ffiffl-.其中20?lOOKPa的彈簧范圍稱為常用弾,

葩圍.5.2彈簧范圍的選擇彈簧范圍的選擇主要從圏的穏定性、輸出力兩方面考慮.1）

閥的穩(wěn)定性上選擇從閥的穩(wěn)定性上選擇.彈簧應(yīng)該是越硬越好.如選用40?200KPa?60?180KPa的彈簧.它不僅克服輕微振蕩、克服摩擦力，而且能使閥芯往復(fù)運動自如.2）

從輸出力上選擇由于執(zhí)行機構(gòu)的愉出力是執(zhí)行機構(gòu)總的合力減去彈簧的張力、廉擦力、彈簧越軟，其輸出力就越大.所以.從輸出力上考慮應(yīng)該選擇軟彈簧（即小的彈簧范圍）?3）

從綜合性能上選定彈賛范圍若從穩(wěn)定性上選務(wù),要選用彈簧范圍大的硬彈黃：若從輸出力來看.又應(yīng)該選用彈簧范圍小的軟彈黃?兩者互為矛盾.因此應(yīng)予以綜合考慮.在滿足輸出力的情況下，盡景選用范圍大的硬彈簧.筆者建議.對薄膜閥充分利用定位器25OKPa的氣源，選用60-180KPa的彈簧?.它對氣開閥有60KPa的輸出力，對氣閉閥有250—

18O=7OKPn的輸出力，其彈簧范圍

Pr為180-60=120KPa.再看傳統(tǒng)的20?lOOKPa的彈簧配l40KPa的氣源時的輸出力；，開閥為20KPa?氣閉閥與140-100=40KPa.其彈簧葩圍Pr=100-20=80KPa.由此不難看出.無論從輸出力、剛度上講.我們建議選擇60~l80KPa的彈簧范圍遠遠優(yōu)越于常規(guī)彈簧范圍

4）特殊情況彈簧范圍的選擇若遇大口徑、大壓差、含顆粒等場合時，其弾簧范圍的選定通過詳細計算來滿足。

六、流向的選擇流動方向改變對使用壽命的影響由于介質(zhì)流動方向改變，因而介質(zhì)對閥芯、閥座產(chǎn)生的沖刷和汽蝕發(fā)生了變化,對流開型，介質(zhì)從閥芯尖的一頭往大的一端流動，沖刷和汽蝕丑接作用在密封而上，同時,介質(zhì)一旦經(jīng)過節(jié)流口后，流速突然減慢，相當(dāng)于突然擴大，使壓力急劇回升.因此，汽蝕作用較強,致使密封而很快被破壞.故流開型使用壽命短。見圖5-5(a).對流團型.與上述情況相反，汽蝕和沖刷主要作用在密封而下面.同時.介質(zhì)需要流經(jīng)閥座后才突然擴大使壓力急劇回升.因此，在流經(jīng)閥座通道過程中，相當(dāng)于逐步擴大，壓力恢復(fù)慢，減少了汽蝕的破壞.流出閥座后.壓力急劇回升.汽蝕加劇，但是它基本上不作用在閥芯閥座密封面上.故流閉型使用

壽命比.見圖5-5(b).實踐證明，在嚴重沖刷和汽蝕條件下，選用流閉型比流開型使用壽

命長1/4?1/2倍以上，若長期在小開度上工作，可相差數(shù)倍以上流開－流閉是對介質(zhì)而言的。在節(jié)流口介質(zhì)的流動方向向著閥門打開方向流動時稱為流開型，反之，向著閥門的關(guān)閉方向流動時為流閉型。

七、填料的選擇目前，柔性石墨填料應(yīng)用越來越廣泛.特別是在高溫情況下，選用這種填料，密封可靠，并可省去散熱片.經(jīng)濟性也好.如高溫蝶閥、髙溫高壓調(diào)節(jié)閥均采用這種結(jié)構(gòu).這樣一來.生產(chǎn)廠將有柔性石墨填料和四氯填料兩種供選用，四氟石墨填料的比較，選擇見表

“V”型四氟壊料“0”型石墨填料密封的可靠性壽命短.可靠性差壽命長、耐磨、可靠性高、摩擦大填料工作溫度一

40C

?180C200"C

?600C選

擇

情

況常溫一

40

?250C可優(yōu)先選用在需要帯定位器使用時可以考慮，

尤其是蒸氣介質(zhì)，中溫一

60

?450X?必須加散熱片，以使填料在250*0

以下工作.因増加散熱片.使產(chǎn)品價格比常溫增加10?20%左右可以不帶散熱片使用，故經(jīng)濟性好，外形尺寸小，并且密封性能好，

但必須帶定位器.目前選用越來越多，當(dāng)工作溫度較高時，可優(yōu)先選高溫

+450?+600C不能用(目前，四氟填料只設(shè)計到450℃以下〉可用到600℃禁用介質(zhì)壻融狀堿金屬、高溫三氟化氣及氟

元素高溫、高濃度強氧化劑結(jié)論：由于石墨填料耐磨、耐蝕、耐溫，使用壽命長，是四氟填料壽命的2?3倍，所以建議盡可能選用石墨填料，

尤其是旋轉(zhuǎn)類調(diào)節(jié)閥、超高溫調(diào)

節(jié)閥、帶定位器使用的調(diào)節(jié)閥.八、附件的選擇調(diào)節(jié)閥附件的正確選擇應(yīng)該是對閥的功能、安全、可靠性的有益保狂和補充，怛如果選型不當(dāng)，就會帶來許多副作用，因此.在選擇時應(yīng)予以高度重視?8.1定位器與轉(zhuǎn)換器的選擇1)定位器的工作原理：定位器是提高調(diào)節(jié)閥性能的重要手段之一。定位器利用閉環(huán)原理.將輸出量閥位反饋回來與輸入量比較，即閥位信號直接與岡位比較。在不帶定位器時，閥位信號為氣動壓力.它作用在膜片上產(chǎn)生推力，與彈簧張力和閥的軸向作用力平衡.因此，在此力一定的情況下.

若摩擦力、不平衡力等發(fā)生變化，必然引起彈簧張力的變化，而使行程發(fā)生變化，即不帶定位器時.閥位信號壓力不是直接閥位比較.而是力的平衡，故精度低，不