調(diào)節(jié)閥完整版本

化工儀表自動化培訓(xùn)

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

氣動調(diào)節(jié)閥

電動調(diào)節(jié)閥液動調(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)閥概述氣動調(diào)節(jié)閥就是以壓縮空氣為動力源，接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制信號,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)。工作原理電動調(diào)節(jié)閥就是以電源為動力源，接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制信號，經(jīng)過伺服放大器放大，通過電機(jī)帶動減速器運(yùn)行推動調(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If反饋信號ΔI差值信號（ΔI=∑Ii－If）當(dāng)差值信號ΔI＞0時(shí)，ΔI經(jīng)伺服放大器功率放大后，驅(qū)動伺服電機(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；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。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執(zhí)行器電動執(zhí)行器液動執(zhí)行器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單復(fù)雜簡單安全性好較差好響應(yīng)時(shí)間慢快較慢推動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-氣閥門定位器氣動執(zhí)行器電動執(zhí)行器氣動控制儀表電動控制儀表轉(zhuǎn)換單元的使用簡圖調(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裝置。長行程行程長、轉(zhuǎn)矩大，適于輸出轉(zhuǎn)角（60°～90°）和力矩大的場合。氣動薄膜式執(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、電動、液動三大類。氣動執(zhí)行器按其執(zhí)行機(jī)構(gòu)形式分薄膜式、活塞式和長行程式。電動和液動執(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)中普遍采用氣動執(zhí)行器。一、氣動執(zhí)行器的組成與分類氣動薄膜執(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氣動信號。它分正作用和反作用兩種形式，當(dāng)信號壓力增加時(shí)推桿向下移動的叫正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。信號壓力增加時(shí)推桿向上移動的叫反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

氣動薄膜（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。氣動活塞式（無彈簧）執(zhí)行機(jī)構(gòu)隨氣缸兩側(cè)壓差而移動。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：單座閥、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，閥桿帶動閥芯上下移動來改變閥芯與閥座之間的相對位置，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，閥桿帶動閥芯上下移動來改變閥芯與閥座之間的相對位置，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)：流路簡單、阻力較小，適于現(xiàn)場管道要求直角連接，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。為了減少高壓差對閥的汽蝕,有時(shí)采用幾級閥芯,把高差壓分開,各級都承擔(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、振動小、不平衡力小、結(jié)構(gòu)簡單、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、低壓差的場合。缺點(diǎn)：泄漏量大。

蝶閥三、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)氣動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)動軸上。適合于兩位控制。特點(diǎn)：密封性好，泄漏量小，流路簡單，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)】對于前后壓差小，要求泄漏量小的系統(tǒng)可用直通單座閥；對于前后壓差大，允許有較大泄漏量的場合可用直通雙座閥；對于黏度高、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)流過閥門的相對流量與閥門的相對開度之間的關(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（對數(shù)）流量特性

等百分比流量特性是指單位相對行程變化所引起的相對流量變化與此點(diǎn)的相對流量成正比關(guān)系。目前使用比較多的是等百分比流量特性。注意：相對開度較小時(shí)，流量變化較??；相對開度較大時(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：

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

六、氣開與氣關(guān)的選擇序號執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制閥氣動執(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場合時(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