控制閥的組成及分類

                    控制閥的組成及分類

                    上海申弘閥門有限公司

2工業(yè)過程控制閥結(jié)構(gòu)
2.1工業(yè)過程控制閥的組成及分類
    之前介紹水過濾器在恒通環(huán)保應(yīng)用，現(xiàn)在介紹控制閥又稱調(diào)節(jié)閥，它是過程系統(tǒng)控制中用動力操作改變流體流量的裝置。控制閥由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥組成（見圖2 1和圖2—2）。執(zhí)行機(jī)構(gòu)起推力或轉(zhuǎn)矩作用，而閥起控制流量的作用-控制閥是執(zhí)行器的主要類型，執(zhí)行器是一種直接改變操作變量的裝置，是一種終端元件-除控制閥外，執(zhí)行器還包括氣動馬達(dá)、氣動機(jī)械手、電磁閥、電動調(diào)速泵等產(chǎn)品。《工業(yè)過程控制系統(tǒng)及工程應(yīng)用》以工業(yè)過程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)及工程應(yīng)用為主線，從當(dāng)前工業(yè)過程控制的實(shí)際需要和過程控制的發(fā)展出發(fā)，結(jié)合編著者控制系統(tǒng)工程應(yīng)用的研究成果，系統(tǒng)地介紹了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)與工程應(yīng)用需要具備的基礎(chǔ)知識和基本技術(shù)方法。并在全書后詳細(xì)介紹了底吹熔煉爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)及工程應(yīng)用案例。

本書共9章，第1章介紹控制系統(tǒng)的基本概念和基本原理；第2章介紹控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)及工程應(yīng)用規(guī)劃；第3章為控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范；第4章介紹控制系統(tǒng)現(xiàn)場檢測儀表和執(zhí)行儀表的應(yīng)用選型及設(shè)計(jì)；第5章介紹控制計(jì)算機(jī)的硬件技術(shù)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法；第6章介紹控制編程軟件的功能及用法；第7章介紹監(jiān)控組態(tài)軟件的功能及用法；第8章介紹控制系統(tǒng)調(diào)試與維護(hù)方法；第9章介紹底吹爐熔煉生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)與工程應(yīng)用案例。
本書主要面向自控類專業(yè)的讀者編寫，涉及的內(nèi)容基本涵蓋了構(gòu)建一般工業(yè)過程控制系統(tǒng)所必需的基礎(chǔ)知識和基本技術(shù)方法，內(nèi)容較為系統(tǒng)全面，敘述簡明扼要、通俗易懂、循序漸進(jìn)、方便自學(xué)?？勺鳛楣こ碳夹g(shù)人員、相關(guān)專業(yè)的師生以及剛步入工作崗位的大學(xué)畢業(yè)生的教材和參考書，可以作為高等學(xué)校的研究生和高年級本科生的專業(yè)教材。

控制閥的組成及分類調(diào)節(jié)閥屬于控制閥系列，主要作用是調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力、流量、溫度等等參數(shù)，是工藝環(huán)路中終的控制元件。調(diào)節(jié)閥按行程特點(diǎn)可分為：上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,水減壓閥,蒸汽減壓閥直行程和角行程。直行程包括：單座閥、雙座閥、套筒閥、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。調(diào)節(jié)閥按驅(qū)動方式可分為：氣動調(diào)節(jié)閥、電動調(diào)節(jié)閥和液動調(diào)節(jié)閥；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、等百分比、拋物線、快開。調(diào)節(jié)閥適用于空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質(zhì)、泥漿、油品等介質(zhì)。調(diào)節(jié)閥流量與特性
調(diào)節(jié)閥的流量特性，是在閥兩端壓差保持恒定的條件下，介質(zhì)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的相對流量與它的開度之間關(guān)系。調(diào)節(jié)閥的流量特性有線性特性，等百分比特性及拋物線特性三種。調(diào)節(jié)閥等百分比特性、調(diào)節(jié)閥線性特性、調(diào)節(jié)閥拋物線特性。
三種注量特性的意義如下：
(1)等百分比特性(對數(shù))
等百分比特性的相對行程和相對流量不成直線關(guān)系，在行程的每一點(diǎn)上單位行程變化所引起的流量的變化與此點(diǎn)的流量成正比，流量變化的百分比是相等的。所以它的優(yōu)點(diǎn)是流量小時(shí)，流量變化小，流量大時(shí)，則流量變化大，也就是在不同開度上，具有相同的調(diào)節(jié)精度。
(2)線性特性(線性)
線性特性的相對行程和相對流量成直線關(guān)系。單位行程的變化所引起的流量變化是不變的。流量大時(shí)，流量相對值變化小，流量小時(shí)，則流量相對值變化大。
(3)拋物線特性
流量按行程的二方成比例變化，大體具有線性和等百分比特性的中間特性。
從上述三種特性的分析可以看出，就其調(diào)節(jié)性能上講，以等百分比特性為*，其調(diào)節(jié)穩(wěn)定，調(diào)節(jié)性能好。而拋物線特性又比線性特性的調(diào)節(jié)性能好，可根據(jù)使用場合的要求不同，挑選其中任何一種流量特性。
(4)流量系數(shù)Kv
調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)Kv，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。為了正確選擇調(diào)節(jié)閥的口徑，必須正確計(jì)算出調(diào)節(jié)閥的額定流量系數(shù)Kv值。調(diào)節(jié)閥額定流量系數(shù)Kv的定義是：在規(guī)定條件下，即閥的兩端壓差為10Pa，流體的密度為lg/cm，額定行程時(shí)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥以m/h或t/h的流量數(shù)。電動調(diào)節(jié)閥的作用
電動調(diào)節(jié)閥是工業(yè)自動化過程控制中的重要執(zhí)行單元儀表。隨著工業(yè)領(lǐng)域的自動化程度越來越高，正被越來越多的應(yīng)用在各種工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中。與傳統(tǒng)的氣動調(diào)節(jié)閥相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：節(jié)能(只在工作時(shí)才消耗電能)，環(huán)保(無碳排放)，安裝快捷方便(無需復(fù)雜的氣動管路和氣泵工作站)。由電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥連接組合后經(jīng)過機(jī)械連接裝配、調(diào)試安裝構(gòu)成電動調(diào)節(jié)閥。通過接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的信號(如：4~20mA)來驅(qū)動閥門改變閥芯和閥座之間的截面積大小控制管道介質(zhì)的流量、溫度、壓力等工藝參數(shù)。實(shí)現(xiàn)自動化調(diào)節(jié)功能。電動調(diào)節(jié)閥的流量特性，是在閥兩端壓差保持恒定的條件下，介質(zhì)流經(jīng)電動調(diào)節(jié)閥的相對流量與它的開度之間關(guān)系。電動調(diào)節(jié)閥適宜安裝為工作活塞上端在水平管線下部。溫度傳感器可安裝在任何位置，整個(gè)長度必須浸入到被控介質(zhì)中。隨著我國工業(yè)的迅速發(fā)展，電動調(diào)節(jié)閥在冶金、石油化工等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，其穩(wěn)定性、可靠性也顯得越來越重要，它的工作狀態(tài)的好壞將直接影響自動控制過程，本文將詳細(xì)闡述電動調(diào)節(jié)閥的使用和維修。

安裝使用注意事項(xiàng)
新設(shè)計(jì)、安裝的控制系統(tǒng)，為了確保調(diào)節(jié)閥在開車時(shí)能正常工作，并使系統(tǒng)安全運(yùn)行，新閥在安裝之前，應(yīng)首先檢查閥上的銘牌標(biāo)記是否與設(shè)計(jì)要求相符。同時(shí)還應(yīng)對以下項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)試。
基本誤差限；全行程偏差；回差；死區(qū)；泄漏量(在要求嚴(yán)格的場合時(shí)進(jìn)行)。
如果是對原系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥進(jìn)行了大修，除了對上述各項(xiàng)進(jìn)行校驗(yàn)外，還應(yīng)對舊閥的填料函和連接處等部位進(jìn)行密封性檢查。
在現(xiàn)場使用中，很多往往不是因?yàn)檎{(diào)節(jié)閥本身質(zhì)量所引起，而是對調(diào)節(jié)閥的安裝使用不當(dāng)所造成，如安裝環(huán)境、安裝位置及方向不當(dāng)或者是管路不清潔等原因所致。因此電動調(diào)節(jié)閥在安裝使用時(shí)要注意以下幾方面：
(1)調(diào)節(jié)閥屬于現(xiàn)場儀表，要求環(huán)境溫度應(yīng)在－25～60℃范圍，相對濕度≤95%。如果是安裝在露天或高溫場合，應(yīng)采取防水、降溫措施。在有震源的地方要遠(yuǎn)離振源或增加防振措施。
(2)調(diào)節(jié)閥一般應(yīng)垂直安裝，特殊情況下可以傾斜，如傾斜角度很大或者閥本身自重太大時(shí)對閥應(yīng)增加支承件保護(hù)。
(3)安裝調(diào)節(jié)閥的管道一般不要離地面或地板太高，在管道高度大于2 m時(shí)應(yīng)盡量設(shè)置平臺，以利于操作手輪和便于進(jìn)行維修。
(4)調(diào)節(jié)閥安裝前應(yīng)對管路進(jìn)行清洗，排除污物和焊渣。安裝后，為保證不使雜質(zhì)殘留在閥體內(nèi)，還應(yīng)再次對閥門進(jìn)行清洗，即通入介質(zhì)時(shí)應(yīng)使所有閥門開啟，以免雜質(zhì)卡住。在使用手輪機(jī)構(gòu)后，應(yīng)恢復(fù)到原來的空檔位置。
(5)為了使調(diào)節(jié)閥在發(fā)生故障或維修的情況下使生產(chǎn)過程能繼續(xù)進(jìn)行，調(diào)節(jié)閥應(yīng)加旁通管路。
同時(shí)還應(yīng)特別注意，調(diào)節(jié)閥的安裝位置是否符合工藝過程的要求。
(6)電動調(diào)節(jié)閥的電氣部分安裝應(yīng)根據(jù)有關(guān)電氣設(shè)備施工要求進(jìn)行。如是隔爆型產(chǎn)品應(yīng)按《爆炸危險(xiǎn)場所電氣設(shè)備安裝規(guī)范》要求進(jìn)行安裝。如現(xiàn)場導(dǎo)線采用SBH型或其它六芯或八芯、外徑為11.3mm左右的膠皮安裝電纜線。在使用維修中，在易爆場所嚴(yán)禁通電開蓋維修和對隔爆面進(jìn)行撬打。同時(shí)在拆裝中不要磕傷或劃傷隔爆面，檢修后要還原成原來的隔爆要求狀態(tài)。
(7)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的減速器拆修后應(yīng)注意加油潤滑，低速電機(jī)一般不要拆洗加油。裝配后還應(yīng)檢查閥位與閥位開度指示是否相符。

氣動調(diào)節(jié)閥的特點(diǎn)

1一執(zhí)行機(jī)構(gòu)；2閥圖2一l氣動控制閥
l執(zhí)行機(jī)構(gòu)；2閥圖2—2電動控制閥
    執(zhí)行機(jī)構(gòu)是將控制信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的動作來控制閥內(nèi)節(jié)流元件的位置或其他調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，信號或驅(qū)動力可以為氣動、電動、液動或這三者的任意組合。閥是控制閥的控制部分，它與流體直接接觸，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推動下，改變閥芯與閥座之間的流通面積，從而達(dá)到控制流量的目的。
    以壓縮空氣為動力源的控制閥稱為氣動控制閥，如圖2-1所示；以電力為動力源的控制閥則稱為電動控制閥，如圖2 2所示。這兩種是用的多的控制閥，此外，還有液動控制閥、智能控制閥等。
    閥是由閥體、閥蓋組件和閥內(nèi)件組成的，閥蓋組件包括閥蓋和填料箱（填料壓板、填料壓套、填料、隔環(huán)和填料墊等），閥內(nèi)件是指與流體接觸并可拆卸的，起到改變芾流面積和節(jié)流元件導(dǎo)向等作用的零件的總稱，例如，閥芯、閥座、閥桿、套筒、導(dǎo)向套等，都可以叫閥內(nèi)件。

    控制閥的產(chǎn)品種類很多，結(jié)構(gòu)又多種多樣，而且還在不斷地更新和變化，一般來說，閥是通用的，既可以和氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配，又可以和電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配，還可以和電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)和氣~液執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配使廂。
    根據(jù)需要，控制閥可以配用各種各樣的附件．使它的使用更方便．功能更完善．性能更可靠這些附件有閥門定位器、手輪機(jī)構(gòu)、電氣轉(zhuǎn)換器等。如圖2 3所示。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：美標(biāo)球閥維護(hù)