调节阀1

调节阀一般使用要求
• 电动调节阀的电气部分安装应防爆要求。在使用维修中，在易爆 场所应尽量避免带电开盖维修。同时在拆装中不要磕伤或划伤隔 爆面，检修后要还原成原来的隔爆要求状态。 • 电动执行机构的轴承、减速器齿轮等拆修后应注意加油润滑
力矩平衡的气动阀门定位 器工作原理
电气阀门定位器
fisher３５８２阀门定位器
Fisher 3582
•
•
气动放大器是接收安装在气动控制阀 上的定位器的输出压力，以相同压力 给执行机构输入大流量的气源，加快 控制阀动作速度的装置 从减压阀输入气源压力(Supply)，信号 接口端输入信号压力(Input Signal)， 那么如下图上方膜片(③)受到压力，使 膜片组合件向下移动，同时阀芯(⑦)也 会向下移动。这时输入压力通过阀芯 底座通路流入到输出接口(Output)并 输入到执行机构。当输出压力增加到 和信号压力相同时，阀芯(⑦)重新上升 ，最总信号压力和输出压力保持相同 。相反，输出压力大于信号压力，则 膜片组合件向上移动，输出压力会通 过阀芯上方空隙向排气环(④)排气。根 据信号压力而变化的输出压力的灵敏 度可以通过调节螺丝(①)进行调解，通 过调节可以改善系统的稳定性。
注
意！
介质的流向是影响碟阀关闭性能及工作性能的重要 因素
密封件
防止外漏的密封件： 填料与垫片 两种主要填料：PTFE填料，石墨填料 PTFE 填料的特点 摩擦力小无需润滑 适于多种介质 填料环由弹簧加载，自动调整 工作温度－40℃－232℃ 要求阀杆必须具有较高光洁度 不适于核辐射场合（填料易损坏）
调节阀的主要性能指标
快关
线性
等百分比（对数）
不同的阀笼形状决定了阀门的不同流量特性，可以通 过更换阀笼改变特性
调节阀的主要性能指标
• 泄漏等级—标准：ANSI/FCI 70-2 • 衡量阀门内漏的指标 • ClassI，II， III，IV， V，VI（见控 制阀手册P92） • 调节阀常用泄漏等级>= IV • 特殊阀门或者用户要求，泄漏等级=V • 软阀座---VI
基本型号 V－100 V－150 V－200 V－300
特点 a.调节性能好 b.流体自最小流量的起始点即可被有效的调
节
C.流通能力大 d.特别适用于纤维性介质
V 形球阀的允许流向
介质流向球体凸面为正向流动，介质流向球体凹面为反向流动
碟阀
常用型号
9来自百度文库00型
8500型
A41型
蝶 阀 的 特 点
调节性能好
气动放大器
力平衡式，双作用输出阀门定位器 力平衡，动态平衡
当输入信号增大时，即4-20MA信号增加 时，力矩马达(①)产生电磁场，挡板(②) 受电磁场力远离喷嘴(③)。喷嘴(③)和挡 板(②)间距变大，排出先导阀(④)内部的 线轴(⑤)上方气压。受其影响线轴(⑤)向 右边移动，推动挡住底座(⑦)的阀芯(⑧)， 气压通过底座(⑦)输入到执行机构(⑩)。 随着执行机构气室(⑪)内部压力增加，执 行机构推杆(⑫)下降，通过反馈杆(⑬)把 执行机构推杆(⑫)的位移变化传达到滑板 (⑭)。这个位移变化又传达到量程(⑮)反 馈杆，拉动量程弹簧( )。当量程弹簧( )和 力矩马达(①)的力保持平衡时，挡板(②) 回到原位，减小与喷嘴(③)间距。随着通 过喷嘴(③)排出空气量的减小，线轴(⑤) 上方气压增加。线轴(⑤)回到原位，阀芯 (⑧)重新堵住底座(⑦)，停止气压输入到 执行机构(⑩)。当执行机构(⑩)的运动停 止时，定位器保持稳定状态。
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）
– 当调节阀全开，温度为60℉（15度）的水在1bar的压差下， 每小时流过阀门的流量数，成为通流能力。即流量系数，单 位t/h； – 流量系数与阀门流道几何形状，阀门尺寸，阀门开度有关。
• 对于液体
DP Q Cv G
阀体
执行机构组成—膜头
膜片托盘 膜片
弹簧和推杆
执行机构组成—阀门定位器
电气转换器
阀门定位器
过滤减压阀
阀门定位器
旋转轴臂 连接臂 •旋转臂上的30度指 针应该于壳体上指针 刻度对齐
行程销 •行程销的位置设置等 于整个执行机构的行 程 •方向和连接臂垂直
气动阀门定位器作用图
阀门定位器能够增大 调节阀的输出功率， 减少调节信号的传递 滞后，加快阀杆的移 动速度，能够提高阀 门的线性度，克服阀 杆的摩擦力并消除不 平衡力的影响，从而 保证调节阀的正确定 位
石墨 填料的特点
工作温度较高 可高达649℃ 适于多种介质 以及核辐射场合 使用寿命较长 工作温度较高时需润滑 摩擦力较大，易产生滞后 （死区）
常用填料的安装排列顺序
阀芯
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
控制阀
控制阀的分类
按控制阀的结构分类 笼式阀 单座阀 双座阀 三通阀 角阀 球阀 碟阀
按控制阀的控制方式分类
电动控制阀 气动控制阀 液动控制阀 自力式控制阀
气动控制阀的执行机构分类
气动薄膜、气缸式 执行机构 气动活塞执行机构
按控制阀的动作方式分类
直行程控制阀 角行程控制阀
调节阀组成
执行机构
• 固有流量特性曲线
线性特性（线性） 线性特性的相对行程和相对流量成直线关系。单位行程的变化所引起的流量变化是 不变的。流量大时，流量相对值变化小，流量小时，则流量相对值变化大。 等百分比特性（对数） 等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系，在行程的每一点上单位行程变 化所引起的流量的变化与此点的流量成正比，流量变化的百分比是相等的。所以它的优 点是流量小时，流量变化小，流量大时，则流量变化大，也就是在不同开度上，具有相 同的调节精度。 快开流量特性的特点 较小的阀门行程可获得较大的流量变化。阀门开度增大一定程度时（如40％－60％）， 流量增量趋减。 阀门开度接近最大时（如80％－100％），流量增量趋于零。 抛物线特性（图中黄线） 流量与行程的二次方根成正比，大体具有线性和等百分比特性的中间特性。 从上述三种特性的分析可以看出，就其调节性能上讲，以等百分比特性为最优，其 调节稳定，调节性能好。 一般液位调节用线性，流量调节用等百分比。
智能阀门定位器
•
•
整个控制回路由两线、4～20mA信号控制。HART模件送出和接收叠加 在4～20mA信号上的数字信息，实现与微处理器的双向数字通信。 模拟量的4～20mA信号传给微处理器，与阀位传感器的反馈进行比较， 微处理器根据偏差的大小和方向进行控制计算（一级控制），向压电阀 发出电控指令使其进行开、闭动作。压电阀依据控制指令脉冲的宽度对 应于气动放大器输出压力的增量，执行机构内空气压力的变化控制着阀 门行程。当控制偏差很大时，压电阀发出宽幅脉冲信号，使定位器输出 一个连续信号，大幅度的改变至执行机构的信号压力驱动阀门快速动作 ；随着阀门接近要求的位置，命令要求的位置与测得位置的差值变小， 压电阀输出一个较小脉宽的脉冲信号，断续、小幅度的改变至执行机构 的信号压力，使执行机构接近新命令位置的动作平缓。当阀门到达要求 的位置（进入死区）时，压电阀无脉冲输出，定位器输出保持为零，使 阀门稳定在某一位置不动。
EZ 型控制阀 直通单座plug 特 点： a.非平衡型阀塞 b.无阀笼阀柱导向 c.需较大执行器（推力） d.适用工况温度与ED型相同（高达427℃） e.关闭性能好（可达ANSI VI级） f.主要阀内件：非平衡式阀塞，导向套/保持架， 金属阀座/组合式软阀座，并有满足微小流量要求的 Micro-Flute内件结构 g.与其它E系列阀无可互换阀内件 h.流量特性取决于阀塞的几何形状而不是阀笼
•闪蒸最严重的破坏发生在流速最高处。即阀塞阀座处。冲蚀是 闪蒸破坏的直观表现 • 气蚀发生时，气泡破裂释放的能量使阀塞阀座甚至附近管道损 坏，并伴发噪声气蚀与闪蒸是致使阀门损坏的重要原因！
调节阀一般使用要求
• 环境温度、湿度应满足名牌要求，如果是安装在露天或高温场合 ，应采取防水、降温、保温措施。在有震源的地方要远离振源或 增加防振措施。
调节阀的主要性能指标
• Deadband 死区 举例： 定位器的死区为0.3% -----输入信号为12mA，即要求阀 门开度为50%，但是只有输入 信号到达50.3%或者49.7%时， 阀门才可能动作达到50%。
阀门行程
死区
输入信号 （4~20mA）
气蚀与闪蒸：
调节阀的特殊工况
•由于管道内流体的流速提高压力就会下降。管道节流处流体速
阀体
阀杆
阀芯
阀座
填料
直通单座
正反作用
空气将阀杆往下推
弹簧将阀杆提起
空气将阀杆提起
弹簧将阀杆往下推
657型
667型
ET 型控制阀笼式 特 点： a.平衡型阀塞 b.阀笼导向，阀内件配合精密，阀门运行 平稳 c.需较小执行器 d.适用工况温度较ED型低（204C） e.关闭性能好（可达ANSI V 级） f.主要阀内件：平衡式阀塞，聚酯类阀塞 环，阀笼，组合式软阀座(标 准结构)或金属阀座等 g.标准阀笼，阀塞，金属阀座与ED相同 （可互换） h.标准结构：２件式阀塞环＋软阀座
度大幅度提高。压力急剧下降。
•如果液体流经管道节流处的压力低于汽化压力（PV）将产生汽
蚀或闪蒸现象。气蚀与闪蒸是由于管道节流引起的。 •如果液体流过管道节流处，压力恢复后P2仍低于汽化压力（PV） （此时流体内仍有气泡），这种现象称为闪蒸。 •如果液体流过管道节流处，压力恢复后P2高于汽化压力（PV） （此时流体内气泡破裂）。这种现象称为气蚀。
可在0－90度范围内有效调节
使用范围广
适用于较大流量的各种介质
流通能力较强
仅次于球阀
使用寿命长
实践表明费希尔碟阀工作可靠具有较长工作寿命
碟阀的允许流向取决于蝶阀的结构
• • • • • 传统式蝶板－－双向均可 鱼尾式蝶板－－阀门打开时蝶板鱼尾部分应处于下游 PTFE密封环－－可双向，但最佳方向为正向 PHOENIX密封环－－可双向，但最佳方向为反向 NOVEX密封环－－必须反向（推荐方向）
调节阀的主要性能指标
• 对于气体
Q CvP1 X
X DP / P1
• 实际Cv的计算涉及到计算介质的压力，温度，黏度，管道修正，是否是理想气体， 是否发生阻塞流等。
采用国际单位制,流量系数用Kv表示 流量系数KV 是指温度为 5-40 ℃ 的水在100 kPa的压降下，阀门某开 度下每小时流过阀门的立方米数。 Cv 与 Kv 换算关系式：Cv = 1.167 KV
调节阀的主要性能指标
调节阀的主要性能指标
• 调节阀的偏差
– 基本误差：Ei=（Ii-Li）/L
• • • • Ei —第i点的误差 Ii—第i点的实际行程 Li—第i点的理论行程 L —调节阀的额定行程
– 回差：同一输入信号上所测得的正反行程的最 大差值
调节阀的主要性能指标
• 回差—包括滞环（hysteresis)&死区 （Deadband)
介质的流向 (直行程控制阀)
为了避免介质的压力 使阀芯在接近阀座时 产生碰撞，通常介质 的流向为向上流动
平衡阀芯－－向下流动 不平衡阀芯－－向上流动
向上流动
向下流动
某种阀(CP)如需借助介质 压力增加关闭力,必要时可使流向为向下流动
V 形球阀
V 形球阀适用于造纸，化工，电力，污水处理， 石化等行业。
调节阀的主要性能指标
• 流量特性 – 流经阀门的流量随着行程从0到100%变化时与阀门行程之间 的关系 – 固有流量特性指经过阀门的压力降恒定时观察到的流量特性 • 线形流量特性 • 快开流量特性 • 等百分比流量特性
– 安装流量特性指压力降随着流量和系统中其他变化而变化的 工况下获得的流量特性
调节阀的主要性能指标
• 调节阀一般应垂直安装，特殊情况下可以倾斜，如倾斜角度很大 或者阀本身自重太大时对阀应增加支承件保护。 • 安装调节阀的管道一般不要离地面或地板太高，在管道高度大于 2m时应尽量设置平台，以利于操作手轮和便于进行维修。 • 调节阀安装前应对管路进行清洗，排除污物和焊渣。安装后，为 保证不使杂质残留在阀体内，还应再次对阀门进行清洗。 • 在使用手轮机构后，应恢复到原来的空档位置。 • 为了使调节阀在发生故障或维修的情况下使生产过程能继续进行 ，调节阀应加旁通管路。