调节阀全解

液动: 液动控制阀推力最大, 但较笨重, 现已很 少使用
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三种执行器的特点比较
比较项目 气动执行器
电动执行器
液动执行器
结构 体积 推力 配管配线 动作滞后 频率响应 维护检修 使用场合 温度影响 成本
简单 中 中 较复杂 大 狭 简单 防火防爆 较小 低
复杂 小 小 简单 小 宽 复杂 隔爆型才防火防爆 较大 高
简单 大 大 复杂 小 狭 简单 要注意火花 较大 高
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电动调节阀
执行 机构Hale Waihona Puke Baidu
气动薄膜调节阀
阀门定 位器
阀体
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执行机构
阀
公称直径Dg
阀门定位器
阀座直径dg
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§4-1 气动调节阀的结构
气动调节阀由执行机构和阀两部分组成． 执行机构: 按照控制信号的大小产生相应的输出力 , 带动阀杆移动． 阀: 直接与介质接触, 通过改变阀芯与阀座间的节流面积调节流体介质
的流量
一 气动执行机构
气动执行机构有薄膜式和活塞式两种．常 见的气动执行机构均为薄膜式，它结构简 单，价廉，输出行程小．
气动薄膜式执行机构作用型式：
正作用: 信号压力增加时，推杆向下移动 (ZMA) 反作用: 信号压力增大时，推杆向上移动 (ZMB)
执行机构作用：将气压 p--->阀杆位移L
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pc
开的趋势，称流开 ．
流闭：介质的流动方向有推动阀门关 闭的趋势，则称流闭 .
流开阀稳定性好,有利于调节,一般多 采用流开阀
阀的作用: 阀杆位移L---?调节流量Q
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阀芯的正装和反装： 正装阀：阀芯下移，阀芯与阀座间的流通截面积减小 反装阀：阀芯下移，阀芯与阀座间的流通截面积增大
阀的开关方式：
无气压时关闭
第四章 调节阀
§4-1 气动调节阀结构 §4-2 调节阀的流量系数 §4-3 调节阀结构特性和流量特性 §4-4 气动调节阀选型
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简单控制系统组成：
被控对象,测量变送装置,调节器和调节阀组成． 其中调节阀主要包括执行机构和阀体两部分．
调节阀的作用: 接受调节器送来的控制信号 , 调节管道中介质的流量 (即改变调节量), 从 而实现生产过程的自动化．
图 角型控制阀
(4)隔膜控制阀. 隔膜控制阀采用耐腐蚀衬里的阀体 和耐腐蚀隔膜代替阀芯阀座组件 ,由隔膜位移起控制 作用, 如图所示. 隔膜控制阀结构简单, 流路阻力小, 流量系数较同口径的其他阀大 . 由于介质用隔膜与外 界隔离, 故无填料, 介质也不会泄漏,所以隔膜控制阀 无泄漏量. 隔膜控制阀耐腐蚀性强, 适用于强酸, 强 碱, 强腐蚀性介质的控制, 也适用于高黏度及悬浮颗 粒状介质的控制。
图 直通单座控制阀
(2)直通双座控制阀。阀体内有两个阀芯和阀座, 由
于流体流过的时候，作用在上、下两个阀芯上的推 力方向相反而大小近于相等，可以相互抵消，所以 不平衡力小。但是由于加工的限制，上、下两个阀 芯和阀座不易保证同时密闭，因此泄漏量较大。 直 通双座控制阀适用于阀两端压差较大、对泄漏量要 求不高的场合，但由于流路复杂而不适用于高黏度 和带有固体颗粒的液体。
图 隔膜控制阀
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(6)蝶阀. 蝶阀又名翻板阀, 如图所示. 蝶阀具有结构简单, 重量 轻, 价格便宜, 流阻极小的优点, 但泄漏量大, 适用于大口径,大 流量,低压差的场合,也可以用于含少量纤维或悬浮颗粒状介质 的控制。
(7)球阀. 球阀的阀芯与阀体都呈球形体, 转动阀芯使之处于不 同的相对位置时, 就具有不同的流通面积, 以达到流量控制的 目的, 如图所示。
图 直通双座控制阀
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(3)角型控制阀. 角型控制阀的两个接管呈直角形 , 其他结构与单座阀相类似。角型阀的流向一般为底 进侧出，此时其稳定性较好；在高压差场合，为了 延长阀芯使用寿命而改用侧进底出的流向，但容易 发生振荡。角型控制阀流路简单，阻力较小，不易 堵塞，适用于高压差、高黏度、含有悬浮物和颗粒 物质流体的控制。
本章学习目的: 了解调节阀的结构原理 , 掌握 调节阀流通系数和流量特性等概念 , 最终通过 计算选择合适的调节阀。
电磁阀
阀 调节阀
温度控制系统示意图
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调节阀按所用能源可分为气动, 电动和液动三类．
按能源分
气动: 压缩空气作为能源, 结构简单, 输出推力 较大, 维修方便, 价格低廉, 防火防爆
电动: 能源取用方便, 信号传递迅速, 但结构复 杂, 防爆性能差
图 蝶阀
图 球阀
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三、阀门定位器
气动阀门定位器是一种辅助装置 , 根据调节器来的气动信号控制气动调 节阀门部件, 使阀门开度处于精确位置 . 其应用场合为:
(1) 提高系统控制精度． (2) 系统需要改变调节阀的流量特性． (3) 组成分程控制系统 并不是任何情况下采用阀门定位器都是合理的．在如液体压力和流量 这样的快速控制过程，使用阀门定位器可能对控制质量有害．
气开式：阀的开度随气压的增大而增大 : p↑ f↑
气关式：阀的开度随气压的增大而减小 : p↑ f↓
执行机构与阀门的配合
根据执行机构正、反作用型式以及阀芯的正装、反装可以实现调节阀的 气开、气关方式：
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“气开”与“气关”的选择原则
基本原则: 根据安全生产的要求选择控制阀的气开气关。 若无气源时, 希望阀全关, 则应选择气开阀; 若无气源时,希望 阀全开,则应选择气关阀. 实际应用：
..............
u(t) 电气 pc 执行 l
转换器
机构
f 阀体
管路 系统
q
执
行
u(t): 控制器输出( 4~20 或 0~10 mA DC)
机
pc : 调节阀气动控制信号；
构
l: 阀杆相对位置；
f : 相对流通面积；
阀
体 q : 受调节阀影响的管路相对流量。
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二阀
阀(或称阀体组件)是一个局部阻力可变的节流元件．普通阀包括 阀芯, 阀座和阀杆等． 根据流体通过调节阀时对阀芯作用方 向分为流开阀和流闭阀． 流开：介质的流动方向有推动阀门打
当气源中断或电源中断时， ?进入装置的原料、热源应切断: 进料阀选气开 ?切断装置向外输出产品: 出料阀选气开 ?精馏塔回流应打开: 回流阀选气关
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阀的结构形式及选择
(1)直通单座控制阀。阀体内只有一个阀芯和阀座， 如图所示。其特点是结构简单，泄漏量小，易于保 证关闭甚至完全切断。但是在压差较大的时候，流 体对阀芯上下作用的推力不平衡，这种不平衡推力 会影响阀芯的移动。因此 直通单座控制阀一般应用 在小口径、低压差的场合。