调节阀基础知识
调节阀基础知识
单座阀
三通合流
三通分流
阀体结构之——阀盖组件(阀盖和填料)
1.安装在执行机构与阀体之间 2.阀盖与阀体可以是一个整体,
也可以为分离型 3.阀盖内部装有密封件—填料
防止工作介质沿阀杆向外泄 露
阀体结构之——阀盖类型
普通型阀盖 适用于常温介质 工作温度:-20--+200 ℃
散(吸)热型阀盖 适用于高温或低温介质
工作温度:-60—+450℃
波纹管密封型阀盖
适用于强毒性,易挥发 易渗透,或贵重流体,
阀体结构之——阀内件
� 阀内件: 与流体接触的可拆卸的阀内零件 � 包括阀芯、阀座、阀杆导向、衬套、套筒� � 填料函部件的填料压盖、弹簧、套环、填料底环等�
阀体结构之——阀芯类型及适用工况
抛物线阀芯
特性�直线/等百分比
调节阀
基础知识
交流内容
� 1.调节阀定义 � 2.调节阀作用 � 3.调节阀分类 � 4.阀体结构 � 5.气动调节阀的基本结构 � 6.电动调节阀的基本结构 � 7.自力式温控阀的工作原理 � 8.自力式压力阀工作原理
调节阀定义
� 调节阀由执行机构和阀体两部分组成,其中执行机构 是调节阀的控制装置,它按信号大小产生相应的推力, 使阀杆产生相应的位移,从而带动阀芯动作;阀体部 件是调节阀的调节部分,它直接与介质接触,由阀芯 的动作,改变调节阀的节流面积,达到调节目的.
泄漏�泄漏率3�DIN3230
应用�所有类型介质�切断
V口阀芯 特性�直线
材质�1.4038�1.4122 流向�从上部
密封�金属紧密封
可调比�30�1 泄漏�KV值的0.005%�DIN60534
应用�所有从阀芯上部流入的介质
调节阀基础知识培训
调节阀的基本技术指标
三、流量系数Kv--流量系数，表示的是阀门的流 通能力。其定义为：温度5~40℃的水，在105Pa 压降下，每小时流过调节阀的立方米数。 Cv值定义： 阀门处于全开位置，阀门两端压
差为ΔP为1磅/英寸²，介质为60℉清水时每分钟 流经调节阀的流量数，以加仑/分计。 国内一般用Kv值表示流量系数。Cv=1.17Kv。
一般用于有毒、易挥发或贵重流体介质场合。
调节阀的基本技术指标
九、作用方式 执行机构有正作用和反作用方式。而阀又有正装和 反装。一般的作用方式有正作用气开，气关式； 反作用气开，气关式。
调节阀的结构和元件(阀门）
• 阀门部件：偏心旋转阀 • 由偏心的阀芯旋转来调节和切断介质，综 合了球阀与蝶阀的优点。具有泄漏量小， 可调比大、体积小、重量轻、流量系数大、 动态稳定性高，阀效应不明显，阀芯不平 衡力较小，适用温度广，通用性好等优点。 特别适用于要求调节范围宽、泄漏量小、 流通能力大、阻力小的场合。另外，该阀 因为流道简单还适用于高粘度介质。
• 阀芯结构：一般阀芯可分为直行程和角行 程两大类 • 直行程阀芯： 平板型阀芯：底面为平板型，具有快开特性， 可做两位调节用。 柱塞型阀芯：可分为上下双导向和上导向。 窗口型阀芯：用于三通调节阀。阀门特性有 直线，等百分比和抛物线三种。
调节阀的结构和元件(阀芯）
• 直行程阀芯 多级阀芯：用于高压查阀，可防止气蚀，防 止噪音。 套筒阀阀芯：用于套筒型调节阀。改变套筒 窗口形状即可改变阀的流量特性。
常温调节阀：29<t<120
低温调节阀：-100<t<29 超低温调节阀：t<-100
按主要技术参数分类： 4，按阀体材料分
非金属材料调节阀：陶瓷，玻璃钢，塑料等
调节阀基本知识
阀门基础知识一、阀门基础1．阀门基本参数为：公称压力PN 、公称通经DN2．阀门基本功能：截断接通介质，调节流量，改变流向3．阀门连接的主要方式有：法兰、螺纹、焊接、对夹4．阀门的压力——温度等级表示：不同材质、不同工作温度下，最大允许无冲击工作压力不同5 a管法兰标准主要有两个体系：欧州体系和美州体系。
b两个体系的管法兰连接尺寸完全不同无法互配；以压力等级来区分最合适：欧州体系为PN0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0、25.0、32.0、40.0MPa;美州体系为PN1.0（CIass75）、2.0( CIass150）、5.0( CIass300）、11.0 (CIass600）、15.0( CIass900）、26.0( CIass1500）、42.0( CIass2500）MPa。
c管法兰类型主要有：整体(IF)、板式平焊(PL)、带颈平焊(SO)、带颈对焊(WN)、承插焊(SW)、螺丝(Th)、对焊环松套(PJ/SE)/(LF/SE)、平焊环松套(PJ/RJ)和法兰盖(BL)等。
d法兰密封面型式主要有：全平面(FF)、突面(RF)、凹(FM)凸(M)面、榫(T)槽(G)面、环连接面(RJ)等二、常用（通用）阀门1．一般工业用阀门型号编制方式，用七个单元来表示。
其含义类型驱动方式连接形式结构形式阀座密封面及衬里材料公称压力阀体材料2．阀门类型代号的Z、J、L、Q、D、G、X、H、A、Y、S分别表示：闸阀、截止阀、节流阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、旋塞阀、止回阀、安全阀、减压阀、疏水阀3．阀门的连接式代号1、2、4、6、7分别表示：1、内螺纹、2、外螺纹、4、法兰、6、焊接、7、对夹4．阀门的传动方式代号9、6、3分别表示：9、电动、6、气动、3、涡轮蜗杆5．阀体材料代号Z、K、Q、T、C、P、R、V分别表示：灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、铜及合金、碳钢、铬镍系不锈钢、铬镍钼系不锈钢、铬钼钒钢6．阀座密封或衬里代号R、T、X、S、N、F、H、Y、J、M、W分别表示：奥氏体不锈钢、铜合金、橡胶、塑料、尼龙塑料、氟塑料、Cr系不锈钢、硬质合金、衬胶、蒙乃尔合金、阀门本体材料7．铸铁阀体不适合用于的场合有：1）水蒸气或含水量多的湿气体；2）易燃易爆流体；3）环境温度低于－20℃场合；4）压缩气体。
调节阀的基本常识
L.端部连接方式：
可选用螺纹连接、焊接、法兰或无法兰连接等方式．通常由用户指定。
M.空气工作方式:
a.正作用气关式(ATC)
b.反作用气开式(ATO)
N.试验范围-也称为“弹性限值”指的是在无负载的情况下，推动调节阀达到满行程时所需的压力
Q．仪表信号／控制信号／输入信号-指的是从调节器送到调节阀的信号通常是3-15psi或4-20mA直流
在一个控制回路中．调节阀必须满足以下的要求在过程所要求的调范围内改变流率．使流量可从最大调到最小。
使工作流量待性尽可能呈线性以保证调节器的调节作用在整个调节范围内保持一致。
将管道中的压力转化为热能，以使产生的噪音最小。
万一执行机构动力源故障时，调节阀应能快开或快关。当要求行程周期较短时，应能快速响应，且无超调现象出现。
调节阀的基本常识
一、调节阀的选型
A、调节阀选型的重要性
调节阀是自控系统中的执行器，它的应用质量直接反应在系统的调节品质上。作为过程控制中的终端元件，人们对它的重要性较过去有了更新的认识。调节阀应用的好坏，除产品自身质量、用户是否正确安装、使用、维护外，正确地计算、选型十分重要。由于计算选型的失误，造成系统开开停停，有的甚至无法投用，所以对于用户及系统设计人员应该认识阀在现场的重要性，必须对调节阀的选型引起足够的重视。
阀芯呈抛物线型，不受污浊流体的影响
最适合于分流作业
可逆着关断方向流通
对直通阀和角形阀可分别提供不同的Cv值
对直流通阀和角形阀可分别提供等百分比特性和线性特性
PTFE角形调节阀
PTPE角形调节阀专门用于对不含固态物质的腐蚀性流体或气体进行调节Cv值的范围从0.63到50,适用于15、25和50mm(1／2，1和2吋)的管道口径。
调节阀讲义PPT课件
工作压力
根据管道系统的工作压力选择 调节阀的额定压力，确保阀门 安全可靠。
控制精度
根据工艺要求选择调节阀的控 制精度，确保满足生产需求。
安装前准备工作和步骤
检查调节阀
在安装前对调节阀进行外观检查，确 保无损坏、无缺陷。
准备安装工具和材料
准备好安装所需的工具（如扳手、螺 丝刀等）和密封材料（如垫片、密封 胶等）。
建立完善的故障诊断和维修体 系，提高维修效率和质量。
06
发展趋势及新技术应用前 景
当前存在问题和挑战
精度和稳定性问题
现有调节阀在精度和稳定性方面仍有待提高，特别是 在高压、高温等极端工况下。
智能化程度不足
传统调节阀缺乏智能化功能，无法实现远程监控和自 动调节。
节能环保要求
随着环保意识的提高，对调节阀的节能环保性能要求 也越来越高。
适用范围
适用于流体管道中需要直角转弯的场合。
04
选型、安装与调试注意事 项
选型依据和建议
公称通径
根据管道系统的公称通径选择 合适的调节阀通径，确保流体 顺畅通过。
温度范围
考虑介质的工作温度范围，选 择能够适应相应温度的调节阀。
介质类型
根据介质的不同（如气体、液 体、蒸汽等），选择适合的调 节阀类型和材质。
02
调节阀性能指标与评价
流量特性曲线分析
流量特性曲线概念
描述调节阀相对开度与相对流量之间关系的曲线。
流量特性曲线类型
线性、等百分比、快开等。
流量特性曲线选择
根据工艺要求、系统特性及调节阀本身特性进行 选择。
泄漏量与密封性能评估
泄漏量定义
影响密封性能的因素
在规定的压差和温度下，调节阀处于 关闭状态时，流经阀门的流体量。
调节阀PPT课件
• 8、真空阀不宜选用阀体内衬橡胶、塑料结构。
9、水处理系统的两位切断阀不宜选用衬橡
a．硫酸：316L，哈氏合金，20号合金。 b．硝酸：铝，C4钢，C6钢。
c．盐酸：哈氏B。d．氢氟酸：蒙乃尔。e．醋酸、甲酸：316L、哈氏合金。
f．磷酸：因可镍尔、哈氏合金。g．尿素：316L。 h．烧碱：蒙乃尔。
偏心旋转阀：原理就是一个偏心转动的扇形球阀， 利用偏心球冠与阀座相切，打开时，球芯脱离 阀座；关闭时，球芯逐步接触阀座，使球对阀 座产生压紧力。适用于结晶、结巴及不干净介 质场合（如PVC）；流路简单、Kv值大、“自 洁”性能好；仅两位控制时，其优点更显著； 但它采用对夹式法兰，安装不方便。
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阀杆行程为50％，使比例臂处于水平位置 2、零位和量程调整： (1)零位调整。给定4mA的电流信号，通过顺时针（输出增大）或反时针（输出
减小）旋动调零螺钉，使输出压力为0.2×100KPa左右，或感觉阀杆有微小 的位移即可。 (2)量程调整。给定信号电流8、12、16、20mA，使阀杆行程相对应值为25％、 50％、75％、100％（观察百分表），或使输出压力值为（0.4、0.6、0.8、 1.0）×100KPa左右，若量程偏大或偏小，可通过移动外调整螺母左右位置 来调整，往左移动，量程减小，反之，量程增大。每调整一次行程，零位要 从新调整。 (3)反复调整几次，直到合格。
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阀盖与填料
上阀盖型式 调节阀的上阀盖位于执行机构与阀体
之间，其作用是使填料函中的聚四氟乙烯填料在 一定的温度范围内正常工作而保证密封性能，它 有以下三种常见结构
（1） 普通型：使用工作温度为：铸铁－ 20～＋200℃；铸钢－40～＋250℃；
调节阀的结构形式、特点、工作原理、设计与选型原则
调节阀的结构形式、特点、工作原理、设计与选型原则一、概述：1、调节阀是一种用于控制流体介质流量、压力和温度的装置。
它通过改变阀门的开度来调节流体的流量，从而实现对流体系统的控制。
调节阀广泛应用于石油、化工、电力、冶金、制药、食品等工业领域，具有重要的作用。
2、调节阀是气动执行机构和电动执行机构配套使用的阀门。
它由一个主阀及其附设的导管、导套、活塞、弹簧等附件组成。
主阀主要由塞型阀芯（密封座）、主阀体（缸体）和连接件（定位器）组成。
3、调节阀是制造业里非常重要的流体控制元件，合理、正确的选型将为工业控制系统提高效率、保证生产安全、节约能源、提高经济效益。
4、在生产现场，调节阀直接控制着工艺介质，有些介质成分比较复杂，尤其是高温、高压、易燃、易爆等特殊情况，若选择不当，往往给生产控制带来困难，以致调节质量下降，甚至造成严重的生产事故。
二、调节阀的结构型式、特点及工作原理：1、闸阀式调节阀：闸阀式调节阀是以闸阀作为调节介质的调节装置，它的主要特点是流体的流量可以比较的控制。
它的工作原理是，当控制信号发生变化时，控制阀杆转动，改变闸阀的开度，从而改变流量。
2、旋塞式调节阀：旋塞式调节阀是以旋塞作为调节介质的调节装置，它的主要特点是能够调节流量的范围比较大，而且操作简单。
它的工作原理是，当控制信号发生变化时，控制阀杆转动，改变旋塞的开度，从而改变流量。
3、蝶阀式调节阀：蝶阀式调节阀是以蝶阀作为调节介质的调节装置，它的主要特点是可以调节流量的范围比较大，而且操作简单。
它的工作原理是，当控制信号发生变化时，控制阀杆转动，改变蝶阀的开度，从而改变流量。
4、气动薄膜式调节阀：气动薄膜式调速装置由气动薄膜式调速装置的主机、电磁铁和电源三部分组成。
主机部分包括气缸1（1个或2个）；气缸2（2个）；单向活接头（3个）；手动操作手柄（1个）。
电磁铁部分包括电磁铁1（1只），线圈1（4根），固定螺帽3颗。
电源部分包括交流220伏50Hz单相三线制供电线路。
调节阀基础知识全解
调节阀常用标准相关的组织
ASME B16.34
– 阀体设计标准（压力等级、水压试验、NDE）
MSS-SP-25
– 标记、铭牌的设计标准
ASTM
– 阀门材料选用标准
ASME B16.5—法兰尺寸标准 ASME B16.25—对焊尺寸标准 ASME B16.11—插焊尺寸标准 ASME B1.20.1—螺纹连接尺寸标准 ASME B16.10—结构长度标准
– PACKING，GASKET， – SEAL RING – PISTON RING。。。
阀笼（对于笼式阀）
– CAGE
[File Name or Event] Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 25
调节阀的构成
BV500
(8) STEM (39) STEM NUT
CONTROL VALVE
PROCESS
[File Name or Event] Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 19
与调节阀常用标准相关的组织
ANSI 美国国家标准学会
– American National Standard Institute
API 美国石油学会 – American Petroleum Institute ASME 美国机械工程师协会
阀体与管道的连接形式
Clamped 嵌套连接
不对称法兰连接 透镜法兰连接
[File Name or Event] Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 17
调节阀的定义
调节阀的一些基础知识
调节阀的基础知识调节阀一开始就尽量在最大开度上工作，如90%。
这样，气浊、冲蚀等破坏发生在阀芯头部上。
随着阀芯破坏，流量增加，相应阀再关一点，这样不断破坏，逐步关闭，使整个阀芯全部充分利用，直到阀芯根部及密封面破坏，不能使用为止。
同时，大开度工作节流间隙大，冲蚀减弱，这比一开始就让阀在中间开度和小开度上工作提高寿命1-5倍以上。
如某化工厂采用此法，阀的使用寿命提高了2倍。
二、减小阀阻比（或称压降比）S减小S，即增大系统除调节阀外的损失，使分配到阀上的压降降低，为保证流量通过调节阀，必然增大调节阀开度，同时，阀上压降减小，使气蚀、冲蚀也减弱。
具体办法有：阀后设孔板节流消耗压降；关闭管路上串联的手动阀，至调节阀获得较理想的工作开度为止。
对一开始阀选大处于小开度工作者，采用此法十分简单、方便、有效。
三、减小口径，增大工作开度通过把阀的口径减小来增大工作开度，具体办法有：①换一台小一档口径的阀，如DN32换成DN25；②阀体不变更，更换小阀座直径的阀芯阀座。
如某化工厂大修时将节流件dg10更换为dg8，寿命提高了1倍。
四、转移破坏位置把破坏严重的地方从关键位置转移到次要位置，以保护阀芯和阀座的密封面和节流面。
可以提高阀的使用寿命。
五、改变流向流开型向着阀芯开启方向流，气蚀、冲蚀主要作用在密封面上，使阀芯根部和阀芯阀座密封面很快遭受破坏；流闭型向着关闭方向流，气蚀、冲蚀作用在节流之后，阀座密封面以下，保护了密封面和阀芯根部，延长了寿命。
注意：流开改为流闭后也会有有起跳现象（调节阀打开时），在调节过程中有旋涡的影响，使控制系统不能平稳调节。
采用这个方法必须慎重并作综合考虑。
六、改用特殊材料为抗汽蚀（破坏形状如蜂窝状小点）和冲刷（流线型的小糟），可改用耐汽蚀和冲刷的特殊材料来制造节流件。
这种特殊材料有6YC—1、A4钢、司特莱、硬质合金等。
为抗腐蚀，可改用更耐腐蚀，并有一定机械性能、物理性能的材料。
这种材料分为非金属材料（如橡胶、四氟、陶瓷等）和金属材料（如蒙乃尔、哈氏合金等）两类。
调节阀基础知识
调节阀基础知识-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN驱动部分与定位器一、调节阀有的教材称为控制阀，它是自动化仪表完成控制作用的主要部件之一，是自动控制系统四大部分中最后的一环——执行器的一种。
（四大部分是被测对象；测量和变送元件；调节器；执行器。
）调节阀是比例执行器，也可称为模拟执行器。
（相对的是两位执行器，即通常说的开关阀）调节阀可简单地认为是一个可变节流孔道。
随着节调节阀开度的改变，流经调节阀的流体（液体或气体）的流速、流量就发生响应的改变，使操作条件达到工艺控制的要求。
二、定位器比例式执行器（模拟执行器）一般都设有定位器。
定位器接受两个信号，一是由调节器送来的调节信号，二是执行器的位置信号。
定位器对两者进行比较处理，控制动力系统（液压、气压、电动机）调整执行器的动作，直到执行器的位置信号符合调节信号的要求。
定位器可以输出执行器的位置信号。
三、调节阀的驱动部分与定位器调节阀根据驱动形式可以分为：液压（液力传动，油压）调节阀；气动调节阀；电动调节阀三种。
下面分别进行介绍。
1.液压调节阀与定位器液压调节阀是以液压油作为驱动力的调节阀。
2PE装置的PV205又称赖斯阀，是一个比较典型的液压调节阀，它由20Kpa压力的液压油作为驱动力，由油缸内活塞的移动来控制阀门开度。
赖斯阀的定位器通过阀杆尾部的铁心与感应线圈的相对位移，经专门的卡板来反馈阀门开度，控制内部的油路系统对油缸内活塞的进退进行精确操控，赖斯阀的定位器有两个作用，一是控制阀门精确到位，二是输出阀位指示信号。
在控制室仪表柜内，定位器有零位和行程的调整旋钮可进行阀位的精确调整。
赖斯阀是一个精度很高的调节阀，达到了级，即阀门的开度可以灵敏到%，阀芯的动作只有，约是头发丝粗细的1/4。
（简介精度的概念：1级精度的误差是1%，数字越小精度越高。
通常装置现场使用的压力表、温度计是级的，仪表调试压力表用的精密压力表是级。
调节阀基础知识.
第一章概述在现代化工厂的自动控制中，调节阀起着十分重要的作用，这些工厂的生产取决于流动着的液体和气体的正确分配和控制。
这些控制无论是能量的交换、压力的降低或者是简单的容器加料，都需要*某些最终控制元件去完成。
最终控制元件可以认为是自动控制的“体力”。
在调节器的低能量级和执行流动流体控制所需的高能级功能之间，最终控制元件完成了必要的功率放大作用。
调节阀是最终控制元件的最广泛使用的型式。
其他的最终控制元件包括计量泵、调节挡板和百叶窗式挡板(一种蝶阀的变型)、可变斜度的风扇叶片、电流调节装置以及不同于阀门的电动机定位装置。
尽管调节阀得到广泛的使用，调节系统中的其它单元大概都没有像它那样少的维护工作量。
在许多系统中，调节阀经受的工作条件如温度、压力、腐蚀和污染都要比其它部件更为严重，然而，当它控制工艺流体的流动时，它必须令人满意地运行及最少的维修量。
调节阀在管道中起可变阻力的作用。
它改变工艺流体的紊流度或者在层流情况下提供一个压力降，压力降是由改变阀门阻力或“摩擦”所引起的。
这一压力降低过程通常称为“节流”。
对于气体，它接近于等温绝热状态，偏差取决于气体的非理想程度(焦耳一汤姆逊效应)。
在液体的情况下，压力则为紊流或粘滞摩擦所消耗，这两种情况都把压力转化为热能，导致温度略为升高。
常见的控制回路包括三个主要部分，第一部分是敏感元件，它通常是一个变送器。
它是一个能够用来测量被调工艺参数的装置，这类参数如压力、液位或温度。
变送器的输出被送到调节仪表——调节器，它确定并测量给定值或期望值与工艺参数的实际值之间的偏差，一个接一个地把校正信号送出给最终控制元件——调节阀。
阀门改变了流体的流量，使工艺参数达到了期望值。
在气动调节系统中，调节器输出的气动信号可以直接驱动弹簧一薄膜式执行机构或者活塞式执行机构，使阀门动作。
在这种情况下，确定阀位所需的能量是由压缩空气提供的，压缩空气应当在室外的设备中加以干燥，以防止冻结，并应净化和过滤。
调节阀(基础知识)课件
② 马氏体不锈钢
马氏体不锈钢是一种铬不锈钢，其金相组织 为马氏体，可通过热处理进行强化，具有良好的 力学性能和高温抗氧化性。该钢种在大气、水和 弱腐蚀介质如加盐水溶液、稀硝酸及某些浓度不 高的有机酸，在温度不高的情况下均有良好的耐 腐蚀性。但该钢种不耐强酸如硫酸、盐酸、浓硝 酸等的腐蚀，常用于水、蒸汽、油品等弱腐蚀性 介质。由于铬不锈钢可通过热处理强化，因此为 了避免强度过高产生脆性，应采用正确的热处理 工艺。如ASTM A 217 CA15规定其最低回火温 度为595℃
硬质材料包含：金属或金属与无石棉、石墨混合而 成的填料，以聚四氟乙烯压合烧结的成形填料构 成。金属填料使用较少。
⑤ 垫片的材质
在阀门上，垫片是为了阻止介质外漏的主要密封件 ，用来充填两个结合面(如阀体和阀盖之间的密 封面)间所有凹凸不平处，以防止介质从结合面 间泄漏。
垫片亦可分为软质和硬质两种。软质一般为非金属 的，如硬纸板、橡胶、石棉橡胶板、聚四氟乙烯 等；硬质一般为金属或金属包石棉、金属与石棉 缠绕而成的垫片。金属垫片的材料一般用优质碳 钢和不锈钢，加工精度和光洁度要求较高，紧固 螺栓的力量亦较大，均用于高温高压阀门。
阀内件材料
阀内件是阀门的主要工作面之一，材料选择是 否合理以及它的质量状况直接影响阀门的功能和使 用寿命。
由于阀门用途十分广泛，因此阀门密封面的工 作条件差异很大。压力可以从真空到超高压，温度 可以从-269℃到816℃，有些工作温度可达1200℃ ，工作介质从非腐蚀介质到各种酸碱等强腐蚀性介 质。从密封面的受力情况来看，它受挤压和剪切。 从磨擦学的角度来看，有磨拉磨损、腐蚀磨损、表 面疲劳磨损、冲蚀等等。因此，应该根据不同的工 作条件选择相适应的密封面材料。
蝶阀
蝶阀
调节阀基本知识
交流与讨论
调节阀基本知识 调节阀基本知识
谭秀峰
调节阀又称控制阀，是执行器的主要类 型，通过接受调节控制单元输出的控制信号， 借助动力操作去改变流体流量。调节阀一般 由执行机构和阀体组成。如果按其所配执行 机构使用的动力，调节阀可以分为气动、电 动、液动三种，即以压缩空气为动力源的气 动调节阀，以电为动力源的电动调节阀，以 液体介质(如油等)压力为动力的电液动调节 阀，另外，按其功能和特性分，还有电磁阀、 电子式、智能式、现场总线型调节阀等。
调节阀的作用方式只是在选用气动执行机构时才 有，其作用方式通过执行机构正反作用和阀门的正 反作用组合形成。组合形式有4种即正正(气关型)、 正反(气开型)、反正(气开型)、反反(气关型)，通过 ( ) ( ) ( ) 这四种组合形成的调节阀作用方式有气开和气关两 种。对于调节阀作用方式的选择，主要从三方面考 虑：a)工艺生产安全；b)介质的特性；c)保证产品质 量，经济损失最小。
为了使调节阀正常工作，配用的执行机构要能产生 足够的输出力来保证高度密封和阀门的开启。 对于双作用的气动、液动、电动执行机构，一般都 没有复位弹簧。作用力的大小与它的运行方向无关，因 此，选择执行机构的关键在于弄清最大的输出力或电机 的转动力矩。对于单作用的气动执行机构，输出力与阀 门的开度有关，调节阀上的出现的力也将影响运动特性， 因此要求在整个调节阀的开度范围建立力平衡。
Байду номын сангаас
(4)介质的温度、压力 当介质的温度、压力高且变化大时， 应选用阀芯和阀座的材料受温度、压力 变化小的阀门。 (5) 防止闪蒸和空化 闪蒸和空化只产生在液体介质。在 实际生产过程中，闪蒸和空化会形成振 动和噪声，缩短阀门的使用寿命，因此 在选择阀门时应防止阀门产生闪蒸和空 化。
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– 其他用途：蒸汽疏水阀、排污阀、放空阀等等
[File Name or Event] Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 12
阀体与管道的连接形式
螺纹连接
– – – – 常用于小尺寸阀门（<=2”) 比法兰连接成本低 螺纹通常是管螺纹（NPT） 从管道上把阀体拆卸下来不如法兰连接方便
[File Name or Event] Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 3
压力等级
压力等级表示阀体的耐压能力，表述法有两种： A、压力等级（ANSI CLXX） B、公称压力 （PNXX） 根据国际标准化组织（ISO）发布的标准，压力等级与公称 压力之间的关系为： CL150： PN20 CL300： PN50 CL600： PN110 CL900： PN150 CL1500：PN260 CL2500：PN420
[File Name or Event] Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 24
调节阀的构成
阀体（BODY） 阀盖组件（BONNET） 阀杆/轴（STEM/SHAFT） 阀芯/阀瓣（PLUG/DISK） 阀座（SEAT） 填料、垫片、密封环
平面法兰
– – – – 常用于低压场合 多用于铸铁阀体，铜阀体 法兰面与垫片完全接触 螺栓紧固引起的法兰应力较低
凸面法兰
– 凸面经过精加工， 其上有密封水线保证密封性 – 凸面法兰可与各种材质的垫片一起使用 – 工作压力可达6000 psi – 工作温度可达815℃（1500℉）
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BS4504
– 英国标准，对管道和阀门法兰连接的规范
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调节阀的分类
按结构分类
– 笼式阀、单座阀、双座阀、球阀、蝶阀
按控制方式分类
– 电动调节阀、气动调节阀、液动调节阀
按动作方式分类
调节阀常用标准相关的组织
ASME B16.34
– 阀体设计标准（压力等级、水压试验、NDE）
MSS-SP-25
– 标记、铭牌的设计标准
ASTM
– 阀Байду номын сангаас材料选用标准
ASME B16.5—法兰尺寸标准 ASME B16.25—对焊尺寸标准 ASME B16.11—插焊尺寸标准 ASME B1.20.1—螺纹连接尺寸标准 ASME B16.10—结构长度标准
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ANSI 压力等级
限制等级
– 仅使用于阀门尺寸不大于2.5英寸的螺纹连接阀门或者 焊接连接阀门 – 限制等级不需要NDE检验 – 相同温度下，同种材料能够承受比标准等级更高的压力 – 通常应用于高温高压的疏水阀
阀体与管道的连接形式
Clamped 嵌套连接
不对称法兰连接 透镜法兰连接
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调节阀的定义
工业过程控制系统中调节流体流量的控制装置， 又称控制阀。控制阀通过对流体流量的控制来调 节流体的压力，温度，流量，液位等工艺参数。
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压力等级
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ANSI 压力等级
标准等级
– 通常使用的压力等级，CL150，300，600，900，1500， 2500，4500 – *法兰接口的阀门只有标准等级 – CL4500只能采用焊接连接
(42) LOWER CAGE GASKET (1) BODY
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调节阀的主要性能指标
可调比（Rangeability）
– 调节阀最大可控流量与最小可控流量的比值 （Max.Cv/Min.Cv) – 可调比越大，调节阀的性能越高
比如英制表示为: 1”, 1.5”, 2”…… 公制表示为: DN25, DN40, DN50……
公称通径是仅供参考的圆整数，与加工尺寸仅呈 不严格的关系 根据ANSI规格，所有调节阀的尺寸必须不小于 管道的1/2
通常调节阀与管道的连接需要大小头，或者是带 颈法兰
阀门的结构长度指阀门的端面与端面之间的长度
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调节阀的主要性能指标
流通能力 -特定条件下流经阀门的流量 流量系数（Cv）
– 直行程式、角行程式（旋转阀）
按阀体形式分类
– 直通阀、角阀
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调节阀类型
Globe 直通式 Angle 角式 3-Way 三通 Steam Conditioning Desuperheater 减温器 Choke Valve 节流阀
阀门 SCHEDULE的概念
Schedule是决定阀门接口尺寸的一个参数；
举例说明如下：
2 inch Sch.40的阀门接口尺寸:
外径：2.375 inch
壁厚：0.154 inch 见黑皮书P238
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CONTROL VALVE
PROCESS
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与调节阀常用标准相关的组织
ANSI 美国国家标准学会
– American National Standard Institute
API 美国石油学会 – American Petroleum Institute ASME 美国机械工程师协会
调节阀基础知识
阀门基本专业术语
阀门尺寸及大小头
压力等级 阀门 SCHEDULE的概念
阀体材料
阀体与管道的连接形式
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阀门尺寸及大小头
阀门的尺寸通常用公称通径来表示；
阀体材料
阀体材质的选择以流动介质的 温度、压力、腐蚀 性和冲刷性为依据，同时还应考虑介质的清洁程 度（有无固体颗粒） 铸造碳钢（WCC，WCB）是最经常使用的阀体材 料，适用工作温度：-29℃~427℃ 通常使用的材料还有WC9，WC6 ，适用工作温度： -29℃~595℃ 不锈钢材料：316SST，316LSST，适用工作温度： -196℃~600℃，适用于轻度腐蚀性的介质 具体见黑皮书P95
阀体与管道的连接形式
环式法兰
– 外形与凸面法兰相似 – 凸面出切出一同心U形环形槽 – 垫片为一个断面为椭圆形 或者八角形的圆环，该环 嵌入U形槽，旋紧法兰螺栓 后即获得可靠密封 – 垫片材质通常为Monel，也可以 是其他金属 – 工作压力可达1500 psi – 高温场合一般不选用环式法兰
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特殊等级
– 相同温度下，同种材料能够承受比标准等级更高的压力 – 通过NDE检验
• 表面检验：磁性颗粒检验，液体渗透检验 • 立体检验：X射线检验，超声波检验
– 特殊等级的阀门只能是焊接连接
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阀体与管道的连接形式
焊接
任何温度和压力下都不会出现泄漏，阀体下线困难
– 插焊（SWE）
• 用于阀门尺寸不大于2 inch的场合
– 对焊（BWE）
• 用于阀门尺寸不小于2.5 inch的场合
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法兰连接
– 适用于控制阀的各种压力范围，适用温度可达815℃。具有各种尺 寸 – 法兰连接有三种常用型式：
• 平面（FF）法兰 • 凸面（RF）法兰 • 环式（RTJ）法兰
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阀体与管道的连接形式
– PACKING，GASKET， – SEAL RING – PISTON RING。。。
阀笼（对于笼式阀）
– CAGE
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