控制阀讲解及选型
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泄漏量较单座大，不适用于有颗粒及较脏 污介质
7
阀体类型
三通阀
三通阀有三个出入口与管 道相连接，有合流，分流两 种类型
合流
分流
8
阀体类型
角形阀(ANGLE)
• 阀体内有一个阀座和密封面结构简单, 密封效果好
• 一般为底进侧出,具有自洁净功能 阀体内不易存积污物,不易堵塞, 适用于控制高粘度介质,高压差 以及含有悬浮物和颗粒物的介质
Ｒ＝Ｑmax／Ｑmin
•它反映控制阀的调节流量的能力。
•一般直通阀Ｒ在３０－５０。旋转阀能达到３００。
22
调节阀特性
3、调节阀的流量特性-调节品质
定义：流体通过控制阀的相对流量和相对行程的函数关系
Q/Qmax=f(L/Lmax)
快开特性
线性 等百分比
23
线性流量特性和等百分比流量特性对比
举例:某一调节阀开度变化量10%的流量变化
35
28
调节阀的选型
调节阀的选型步骤：
• 计算Kv值、通径、阀门尺寸 • 确定流量特性 • 确定公称压力和材质 • 确定控制阀类型 • 根据需要选择阀门附件
29
1、计算Kv值、通径
通过计算公式
查样本KV值系列
计算KV值 额定KV值 阀座直径
放大1.5-2倍，圆整
（与管道的尺寸可以不一致）。
**所选阀门口径不能小于管道尺寸的一半
• 附件能满足控制系统对阀 门提出的各种特殊要求
• 附件的作用就在于使控制 阀的功能更完善更合理,更 齐全
15
附件－定位器
阀门定位器:用于改善控 制阀调节性能,实现正 确定位.
• 气气阀门定位器 • 电气阀门定位器 • 智能阀门定位器
16
定位器工作原理
压缩空气
气缸
喷嘴
4－20mA
17
阀杆
附件－空气过滤减压器
相对行程% 线性%
等百分比%
0 3．33
3Байду номын сангаас33
10
20
30
13．0 22．67 32．33
4．68 6．58 9．25
40
50
60
70
80
90
100
42．00 51．67 61．33 71．00 80．67 90．33 100
12．99 18．26 25．65 36．05 50．65 71．17 100
控制阀有关知识和选型
1
内容
• 第一部分控制阀有关知识和选型 • 第二部分德国RTK调节阀产品 • 第三部分创普斯调节阀产品介绍
2
控制阀的基本构成
执行机构产生推力力矩 调节阀芯位移 改变流通面积 流量改变 又称调节阀
执行机构-动力装置
执行机构
气动 电动 液动
调节机构 阀体+阀盖+阀内件
附件—实现自动化要求的各种性能
• 净化气源,具有自动稳压功 能
18
附件－手轮机构
• 当气源或电源信号故障时或执 行机构零件损坏时可用手轮继 续人工操作控制阀的功能
• 还有阀位变送器、 电磁阀、限位开关、 保位阀、气动放大 器,储气罐等
19
调节阀特性
1、流量系数
• 流量系数Cv：温度为60°F的水，在1PSI压降下，每分钟流过调节阀的美国加仑数。
主要调节阀制造厂商选择
32
4、控制阀类型的确定
• 阀体（单座、套筒） • 阀盖（介质的温度） • 填料、填料结构（蒸汽、过热蒸汽、天然气、导 热
油、有毒有害介质） • 执行机构 1. 输出力（矩）（最大关闭压差、摩擦力） 2. 气动、电动、电液（价格、可靠性、防爆） 3. 作用方式（故障开、故障关）
优先选用等百分比特性阀的场合为：① 实际可调范围大；② 开度变化，阀上差压变化相对较大；③ 管道系统压力损 失大；④ 工艺系统负荷大幅度波动；⑤ 调节阀经常在小 开度下运行
31
3、确定阀门的公称压力和材料
• 调节阀材料选择
1、承受压力的部件如：阀体、上阀盖、下法兰、连接件 有铸铁、碳钢、不锈钢、合金钢等 2、阀内件材料：阀芯、阀座、套筒 不锈钢、合金钢、根据需要的堆焊司太莱合金等 3、执行机构的材料：膜片材质，气缸，弹簧等
一般用泄露等级表示 Ⅰ：用户与厂商协议 Ⅱ：0.5%*Kv Ⅲ：0.1%*Kv Ⅳ：0.01%*Kv Ⅴ：3*10-4ml/min Ⅵ：气泡级 软密封
泄漏量和最小流量的区别
26
5.正作用 反作用
正作用
反作用
信号增加，推杆往外运动
信号增加，推杆往里运动
整个控制阀，气开 气关（故障开、故障关） 27
选阀需要知道的参数
调节阀的选型需要包括机械，电气，工艺等多方面的知识。尽可能地提供给我们详细的工艺参
数，有助于我们帮您选择性价比最高，控制最准确的阀门。以下是调节阀选型所需
要的工艺参数。
管道的材质、尺寸和规格 工艺介质名称:中英文 介质特性：状态，密度，黏度，浓度，是否含有颗粒？是否有腐 蚀性等？ 最高，正常，最低工作温度 最大，正常，最小流量 最大，正常，最小入口压力 最大，正常，最小出口压力（或压差） 最大允许关闭压差 失气时调节阀的状态要求： 如故障开关 仪表控制信号 连接方式：法兰，螺纹或焊接
G Kg/h 质量流量 ΔP bar 压差 V’2 m3/Kg 比容 V’ m3/Kg 比容 P1 bar 阀前压力
QN Nm3/h 体积流量 ΔP bar 压差
P2 bar P1 bar T1 K
阀后压力 阀前压力 阀前温度
调节阀都会在铭牌上标ＫＶ值(阀全开时的额定流量系数)．
21
调节阀特性
2、可调比 控制阀所能控制的最大流量与最小流量之比
5
阀体类型
阀芯 阀座
直通单座阀(GLOBE)
阀体内只有一个阀座和阀芯 结构简单 密封效果好 使用较多的一种阀体类型
流通能力差 不平衡力大 不适合高压差,大口径的场合
6
阀体类型
套筒阀(CAGE)
使用广泛的一种阀体类型 阀体内部阀盖和阀座之间加一个开口套筒 内部导向，阀芯上开有平衡孔，减小不平 衡力
• 流量系数Kv：温度为5℃－40℃的水，在１００ＫPa压降下，一小时内流过调节阀的 立平方米数。
• Cv为英制单位的流量系数(美加仑/min)。(美加仑=3.785升)
Kv为国际单位的流量系数(m3/h)。
数值关系为Kv＝0.8569Cv
Cv=1.16７Kv
阀门的流通能力 Kv或Cv代表
,他和阀门形式,阀门尺寸,阀座尺寸, 阀
5、附件（工艺要求）
33
选阀的经验参数
如果不提供最大允许关闭压差，按照阀门入口 最大压力来做为最大允许关闭压差值。 直通阀门标准的的流量特性为等百分比。三通 阀的标准流量特性为线性。 电动阀在失电状态下保持在失电前的位置。如 有特殊要求，请说明。 高粘度的流体必须提供其粘度，否则影响阀门 流量系数的计算。
门行程有关
20
KV值的计算
液体
一般情况
饱和蒸汽
P2 > P1/ 2 P2 < P1/ 2
过热蒸汽
P2 > P1/ 2 P2 < P1/ 2
气体
P2 > P1/ 2 P2 < P1/ 2
Q m3/h 流量 ΔP bar 压差 ρ Kg/m3 密度
Gs Kg/h 质量流量 ΔP bar 压差 P2 bar 阀后压力 P1 bar 阀前压力
• 容易发生阀芯振荡不稳定的现象
9
执行机构
控制阀的驱动装置 按能源供应分为:气动，电动，电液
10
气动薄膜执行机构
单弹簧
多弹簧
直行程
角行程
压力 膜片 推力P*Ae 行程
11
气动活塞执行机构
单作用(弹簧返回)
双作用(无弹簧)
12
电动执行机构
• 电动执行机构 以电为能源的执行器，有电动控制，
电磁式。 按位移分为：直行程、角行程、多
34
选阀的重要性
• 如何选择好调节阀，尤其是阀门口径和执行机构的推力。 使调节阀在一个高水平状态下运行将是一个很关键的问题。
• 选型不准确，容易引起系统的不稳定，调节性能差，寿命 短。
• (1)正确选型——系统设计人员（准确的技术参数，工艺图，同厂家 充分沟通） (2)产品质量——生产厂（使用好的材料，加工技术） (3)正确安装、使用、维护——用户。
转式。 具有动作迅速、响应快、电源取用
方便、传输距离远等特点。
13
液动（电液）执行机构
• 液动、电液或气液执行机构 主要用于需要大推力、大力矩、 快速响应、安全可靠装置和阀 门的配套上。 由于控制上的需要，电液执行机 构使用更为广泛
14
附件
• 控制阀还可配用各种附件 来实现产品本身多种控制 功能
阀门附件
定位器 过滤减压阀 限位开关 保位阀 位置变送器等
3
控制阀在系统中的作用
典 型 的 液 位 控 制 系 统
控制器（大脑）
执行器（手脚）
检测元件（眼睛）
液位变送器
泵
储罐
4
控制阀基本分类
控制阀基本分类
按用途
开关型 调节型
按动作形式
直行程 角行程
按阀门结构
单/双座阀 套筒阀 三通阀 隔膜阀 蝶阀 球阀 偏心旋转阀
24
阀芯和流量特性
• 不同的阀芯形状决定不同的流量特性 • 套筒阀、柱塞阀、v形开口阀，可修改阀芯
形状改变流量特性
快开
直线
等百分比
25
4.泄漏量
当阀门在规定的关闭推力下处于全关的位置，在规定的压差和温度下流 体流过阀门的数量测得。
泄漏量通常可以用在额定行程下的流通能力的百分数来表示，或者用在 规定时间内流过的累积量表示。
线 性:22.67-13/13=74.4% 等百分比: 6.58-4.68/4.68=40.6%
90.33-80.67/80.67=12% 71.17-50.65/50.65=40.6%
• 线性流量特性在开度小时,流量变化大,灵敏度高,阀来回工作,会造成阀芯受到冲刷严 重,同时产生阀门振荡。
• 当开度大时阀,流量发生较小的变化,灵敏度低,失去调节作用。 • 等百分比调节特性就改善了这些方面
开度的验算
通常希望控制阀在开度２０％－８０％工作。
以上计算由调节阀的计算软件程序来完成 30
2、确定控制阀的流量特性
目的：满足控制系统稳定运行
流量特性的选择由于计算复杂，多采用经验准则
选用直线性流量特性阀的场合一般为：① 差压变化小，几乎 恒定；② 工艺系统主要参数的变化呈线性；③ 系统压力 损失大部分分配在调节阀上（改变开度，阀上差压变化相 对较小）；④ 外部干扰小，给定值变化小，可调范围要 求小的场合。
7
阀体类型
三通阀
三通阀有三个出入口与管 道相连接，有合流，分流两 种类型
合流
分流
8
阀体类型
角形阀(ANGLE)
• 阀体内有一个阀座和密封面结构简单, 密封效果好
• 一般为底进侧出,具有自洁净功能 阀体内不易存积污物,不易堵塞, 适用于控制高粘度介质,高压差 以及含有悬浮物和颗粒物的介质
Ｒ＝Ｑmax／Ｑmin
•它反映控制阀的调节流量的能力。
•一般直通阀Ｒ在３０－５０。旋转阀能达到３００。
22
调节阀特性
3、调节阀的流量特性-调节品质
定义：流体通过控制阀的相对流量和相对行程的函数关系
Q/Qmax=f(L/Lmax)
快开特性
线性 等百分比
23
线性流量特性和等百分比流量特性对比
举例:某一调节阀开度变化量10%的流量变化
35
28
调节阀的选型
调节阀的选型步骤：
• 计算Kv值、通径、阀门尺寸 • 确定流量特性 • 确定公称压力和材质 • 确定控制阀类型 • 根据需要选择阀门附件
29
1、计算Kv值、通径
通过计算公式
查样本KV值系列
计算KV值 额定KV值 阀座直径
放大1.5-2倍，圆整
（与管道的尺寸可以不一致）。
**所选阀门口径不能小于管道尺寸的一半
• 附件能满足控制系统对阀 门提出的各种特殊要求
• 附件的作用就在于使控制 阀的功能更完善更合理,更 齐全
15
附件－定位器
阀门定位器:用于改善控 制阀调节性能,实现正 确定位.
• 气气阀门定位器 • 电气阀门定位器 • 智能阀门定位器
16
定位器工作原理
压缩空气
气缸
喷嘴
4－20mA
17
阀杆
附件－空气过滤减压器
相对行程% 线性%
等百分比%
0 3．33
3Байду номын сангаас33
10
20
30
13．0 22．67 32．33
4．68 6．58 9．25
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50
60
70
80
90
100
42．00 51．67 61．33 71．00 80．67 90．33 100
12．99 18．26 25．65 36．05 50．65 71．17 100
控制阀有关知识和选型
1
内容
• 第一部分控制阀有关知识和选型 • 第二部分德国RTK调节阀产品 • 第三部分创普斯调节阀产品介绍
2
控制阀的基本构成
执行机构产生推力力矩 调节阀芯位移 改变流通面积 流量改变 又称调节阀
执行机构-动力装置
执行机构
气动 电动 液动
调节机构 阀体+阀盖+阀内件
附件—实现自动化要求的各种性能
• 净化气源,具有自动稳压功 能
18
附件－手轮机构
• 当气源或电源信号故障时或执 行机构零件损坏时可用手轮继 续人工操作控制阀的功能
• 还有阀位变送器、 电磁阀、限位开关、 保位阀、气动放大 器,储气罐等
19
调节阀特性
1、流量系数
• 流量系数Cv：温度为60°F的水，在1PSI压降下，每分钟流过调节阀的美国加仑数。
主要调节阀制造厂商选择
32
4、控制阀类型的确定
• 阀体（单座、套筒） • 阀盖（介质的温度） • 填料、填料结构（蒸汽、过热蒸汽、天然气、导 热
油、有毒有害介质） • 执行机构 1. 输出力（矩）（最大关闭压差、摩擦力） 2. 气动、电动、电液（价格、可靠性、防爆） 3. 作用方式（故障开、故障关）
优先选用等百分比特性阀的场合为：① 实际可调范围大；② 开度变化，阀上差压变化相对较大；③ 管道系统压力损 失大；④ 工艺系统负荷大幅度波动；⑤ 调节阀经常在小 开度下运行
31
3、确定阀门的公称压力和材料
• 调节阀材料选择
1、承受压力的部件如：阀体、上阀盖、下法兰、连接件 有铸铁、碳钢、不锈钢、合金钢等 2、阀内件材料：阀芯、阀座、套筒 不锈钢、合金钢、根据需要的堆焊司太莱合金等 3、执行机构的材料：膜片材质，气缸，弹簧等
一般用泄露等级表示 Ⅰ：用户与厂商协议 Ⅱ：0.5%*Kv Ⅲ：0.1%*Kv Ⅳ：0.01%*Kv Ⅴ：3*10-4ml/min Ⅵ：气泡级 软密封
泄漏量和最小流量的区别
26
5.正作用 反作用
正作用
反作用
信号增加，推杆往外运动
信号增加，推杆往里运动
整个控制阀，气开 气关（故障开、故障关） 27
选阀需要知道的参数
调节阀的选型需要包括机械，电气，工艺等多方面的知识。尽可能地提供给我们详细的工艺参
数，有助于我们帮您选择性价比最高，控制最准确的阀门。以下是调节阀选型所需
要的工艺参数。
管道的材质、尺寸和规格 工艺介质名称:中英文 介质特性：状态，密度，黏度，浓度，是否含有颗粒？是否有腐 蚀性等？ 最高，正常，最低工作温度 最大，正常，最小流量 最大，正常，最小入口压力 最大，正常，最小出口压力（或压差） 最大允许关闭压差 失气时调节阀的状态要求： 如故障开关 仪表控制信号 连接方式：法兰，螺纹或焊接
G Kg/h 质量流量 ΔP bar 压差 V’2 m3/Kg 比容 V’ m3/Kg 比容 P1 bar 阀前压力
QN Nm3/h 体积流量 ΔP bar 压差
P2 bar P1 bar T1 K
阀后压力 阀前压力 阀前温度
调节阀都会在铭牌上标ＫＶ值(阀全开时的额定流量系数)．
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调节阀特性
2、可调比 控制阀所能控制的最大流量与最小流量之比
5
阀体类型
阀芯 阀座
直通单座阀(GLOBE)
阀体内只有一个阀座和阀芯 结构简单 密封效果好 使用较多的一种阀体类型
流通能力差 不平衡力大 不适合高压差,大口径的场合
6
阀体类型
套筒阀(CAGE)
使用广泛的一种阀体类型 阀体内部阀盖和阀座之间加一个开口套筒 内部导向，阀芯上开有平衡孔，减小不平 衡力
• 流量系数Kv：温度为5℃－40℃的水，在１００ＫPa压降下，一小时内流过调节阀的 立平方米数。
• Cv为英制单位的流量系数(美加仑/min)。(美加仑=3.785升)
Kv为国际单位的流量系数(m3/h)。
数值关系为Kv＝0.8569Cv
Cv=1.16７Kv
阀门的流通能力 Kv或Cv代表
,他和阀门形式,阀门尺寸,阀座尺寸, 阀
5、附件（工艺要求）
33
选阀的经验参数
如果不提供最大允许关闭压差，按照阀门入口 最大压力来做为最大允许关闭压差值。 直通阀门标准的的流量特性为等百分比。三通 阀的标准流量特性为线性。 电动阀在失电状态下保持在失电前的位置。如 有特殊要求，请说明。 高粘度的流体必须提供其粘度，否则影响阀门 流量系数的计算。
门行程有关
20
KV值的计算
液体
一般情况
饱和蒸汽
P2 > P1/ 2 P2 < P1/ 2
过热蒸汽
P2 > P1/ 2 P2 < P1/ 2
气体
P2 > P1/ 2 P2 < P1/ 2
Q m3/h 流量 ΔP bar 压差 ρ Kg/m3 密度
Gs Kg/h 质量流量 ΔP bar 压差 P2 bar 阀后压力 P1 bar 阀前压力
• 容易发生阀芯振荡不稳定的现象
9
执行机构
控制阀的驱动装置 按能源供应分为:气动，电动，电液
10
气动薄膜执行机构
单弹簧
多弹簧
直行程
角行程
压力 膜片 推力P*Ae 行程
11
气动活塞执行机构
单作用(弹簧返回)
双作用(无弹簧)
12
电动执行机构
• 电动执行机构 以电为能源的执行器，有电动控制，
电磁式。 按位移分为：直行程、角行程、多
34
选阀的重要性
• 如何选择好调节阀，尤其是阀门口径和执行机构的推力。 使调节阀在一个高水平状态下运行将是一个很关键的问题。
• 选型不准确，容易引起系统的不稳定，调节性能差，寿命 短。
• (1)正确选型——系统设计人员（准确的技术参数，工艺图，同厂家 充分沟通） (2)产品质量——生产厂（使用好的材料，加工技术） (3)正确安装、使用、维护——用户。
转式。 具有动作迅速、响应快、电源取用
方便、传输距离远等特点。
13
液动（电液）执行机构
• 液动、电液或气液执行机构 主要用于需要大推力、大力矩、 快速响应、安全可靠装置和阀 门的配套上。 由于控制上的需要，电液执行机 构使用更为广泛
14
附件
• 控制阀还可配用各种附件 来实现产品本身多种控制 功能
阀门附件
定位器 过滤减压阀 限位开关 保位阀 位置变送器等
3
控制阀在系统中的作用
典 型 的 液 位 控 制 系 统
控制器（大脑）
执行器（手脚）
检测元件（眼睛）
液位变送器
泵
储罐
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控制阀基本分类
控制阀基本分类
按用途
开关型 调节型
按动作形式
直行程 角行程
按阀门结构
单/双座阀 套筒阀 三通阀 隔膜阀 蝶阀 球阀 偏心旋转阀
24
阀芯和流量特性
• 不同的阀芯形状决定不同的流量特性 • 套筒阀、柱塞阀、v形开口阀，可修改阀芯
形状改变流量特性
快开
直线
等百分比
25
4.泄漏量
当阀门在规定的关闭推力下处于全关的位置，在规定的压差和温度下流 体流过阀门的数量测得。
泄漏量通常可以用在额定行程下的流通能力的百分数来表示，或者用在 规定时间内流过的累积量表示。
线 性:22.67-13/13=74.4% 等百分比: 6.58-4.68/4.68=40.6%
90.33-80.67/80.67=12% 71.17-50.65/50.65=40.6%
• 线性流量特性在开度小时,流量变化大,灵敏度高,阀来回工作,会造成阀芯受到冲刷严 重,同时产生阀门振荡。
• 当开度大时阀,流量发生较小的变化,灵敏度低,失去调节作用。 • 等百分比调节特性就改善了这些方面
开度的验算
通常希望控制阀在开度２０％－８０％工作。
以上计算由调节阀的计算软件程序来完成 30
2、确定控制阀的流量特性
目的：满足控制系统稳定运行
流量特性的选择由于计算复杂，多采用经验准则
选用直线性流量特性阀的场合一般为：① 差压变化小，几乎 恒定；② 工艺系统主要参数的变化呈线性；③ 系统压力 损失大部分分配在调节阀上（改变开度，阀上差压变化相 对较小）；④ 外部干扰小，给定值变化小，可调范围要 求小的场合。