调节阀

不平衡力小，可耐受较高温度，允许压差大，且结构简单，体积小重
量轻，价格低廉。
三、调节机构
9、隔膜阀
采用耐腐蚀衬里的阀体和隔膜。隔膜材 料有橡胶或聚四氟乙烯。 特点：适用于高粘度和含有悬浮颗粒流 体的调节，无泄漏量；适用于强酸、强
隔膜阀
碱等强腐蚀场合，但隔膜和衬里材料一
般不耐高温（一般不超过150℃）
一种性能优良的阀，特别适用于要求低噪声 及压差较大的场合。
缺点：不适用高温、高黏度 及含有固体颗粒的流体。
阀芯结构图
三、调节机构
6、蝶阀（翻板阀）
特点：结构简单、重量轻、价格便宜、 流阻极小。适用于需要大口径、大流 量、低压差的场合。 缺点：泄漏量大。
蝶阀
三、调节机构
7、球阀
气动球阀按阀芯型式可分为O形球阀
三、调节机构
• 调节阀按行程特点可分为：直行程和角行程。
• 直行程包括：单座阀、双座阀、套筒调节阀、角
形阀、三通阀、隔膜阀；
• 角行程包括：蝶阀、球阀、偏心旋转阀、全功能 超轻型调节阀。
三、调节机构
1、直通单座阀：
阀体内只有一个阀芯和阀座，阀
杆带动阀芯上下移动来改变阀芯 与阀座之间的相对位置，从而改 变流体流量，双导向结构。 优点：泄漏量小。 缺点：不平衡力较大，适用于低 压差场合。
五、控制阀的几个系数
2.控制阀的压力恢复系数 FL FL值是阀体内部几何形状的函数，它表示调节阀内流体流经缩流处 之后动能变为静压的恢复能力。一般FL=0.5~0.98。 FL 值的大小取决于调节阀的结构形状
表明了控制阀在液体通过后动能转变为静压能的恢复能力故称压力
恢复系数，也表明了液体产生阻塞流的临界条件，又称为临界流量 并用于计算控制阀的最大允许压差。
力，所以有很大的输出推力，适用于高静压、高差压的工艺场合。
三、调节机构
• 调节机构就是
一个阀门，是
局部阻力可变
的节流元件。
三、调节机构
1、阀盖 对于不同的工作温度和密封要求，常见的上阀盖有四种结 构。 • 普通型 工作在-20~200℃。 • 散热型 工作在200℃以上。 • 长颈型 工作在-20℃以下。 • 波纹管密封型 适用于剧毒物质或极易挥发的介质。
三、调节机构
【调节阀小结】
• 对于前后压差小，要求泄漏量小的系统可用直通单座阀； • 对于前后压差大，允许有较大泄漏量的场合可用直通双座阀； • 对于黏度高、含悬浮物的介质或压力较高的地方选用角形阀；
• 对于系统要求低噪音的选用笼式阀；
• 介质具有腐蚀性选用隔膜阀；
• 对低压大流量大口径管道选用蝶阀。
控制阀的理想流量特性( R= 30) 1—直线；2—等百分比(对 数) ；3—快开 ； 4—抛物线
四、控制阀的流量特性
1.控制阀的理想流量特性
（1）直线流量特性
Q d Q max l d L
K
四、控制阀的流量特性
1.控制阀的理想流量特性
（2）等百分比（对数）流量特性
调节阀概述
调节阀概述
气动控制仪表 气-电转换器
电-气转换器 电-气阀门定位器 电动控制仪表 转换单元的使用简图 气动执行器
电动执行器
一、气动执行器的组成与分类
2.执行机构的分类
执行器按其能源形式分气动、电动、液动三大类。 气动执行器按其执行机构形式分薄膜式、活塞式和长行程式。 电动和液动执行器按执行机构的运行方式分为直行程和角行程两类。 目前在石化工业中普遍采用气动执行器。
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调节阀
调节阀概述
按能源形式分类
气动调节阀 电动调节阀 液动调节阀
从结构来说 执行机构 调节机构
3
调节阀概述
• 按调节形式可分为：
调节型、切断型、调节切断型；
• 按流量特性可分为：
线性、对数型（等百分比）、抛物线、快 开。
调节阀概述
工作原理
气动调节阀就是以压缩空气为动力源，接收工业自动化控 制系统的控制信号,以气缸为执行器，并借助于电-气阀门定 位器、转换器、电磁阀、保位阀等附件去驱动阀门，实现 开关式或比例式调节，来完成调节管道介质的流量、压力、 温度等各种工艺参数。 电动调节阀就是以电源为动力源，接收工业自动化控制系 统的控制信号，经过伺服放大器放大，通过电机带动减速 器运行推动调节阀芯作相应的角位移或直线位移，从而达 到对工艺介质流量、压力、温度、液位等工艺参数进行调 节的目的。
• 一般情况下优先选用直通单座阀、直通双座阀。
四、控制阀的流量特性
概念：指被控介质流过阀门的相对流量与阀门的
相对开度之间的关系。
流过调节阀的介质流量不仅与阀门的开度有关，
还与阀门两端的压差有关，故流量特性有理想
特性和工作特性之分。
四、控制阀的流量特性
1.控制阀的理想流量特性 在不考虑控制阀前后压差变化时得到的流量特性称为 理想流量特性。它取决于阀芯的形状 。
三、调节机构 2、阀芯
阀芯是调节阀内最为关键的部件。为
了适应不同的需要，得到不同的阀门 流量特性，阀芯的结构多种多样。
a)平板型阀芯、b)柱塞型阀芯
、c)球 型、针型阀芯 、 d)圆柱体上铣出小槽 阀芯 、e)窗口型阀芯、f)多级阀芯、 g)套筒阀阀芯
三、调节机构
三、调节机构 3、填料
三、调节机构
2、直通双座阀：
双导向结构；阀体内有两个阀芯和阀 座，阀杆带动阀芯上下移动来改变阀 芯与阀座之间的相对位置，从而改变 流体流量。 优点：适用压差比同口径单座阀大， 不平衡力小，允许使用压差大； 缺点：泄漏量较大，不适用于高粘度 和含纤维介质的调节。
三、调节机构
3、角形阀
角形调节阀阀体为直角形结构。阀芯 为单导向结构，只能正装不能反装。 特点： 流路简单、阻力较小，适于现场管道要 求直角连接，介质为高黏度、高压差和
气动薄膜执行机构是应用最广泛的执行机构，它接受0.02~0.1MPa气动信号。 它分正作用和反作用两种形式，当信号压力增加时推杆向下移动的叫正作用执行 机构。信号压力增加时推杆向上移动的叫反作用执行机构。
气动薄膜（有弹簧）的薄膜的有效面积越大，执行机构的推力和位移也越大。
气动活塞式（无弹簧）执行机构随气缸两侧压差而移动。因为没有反力弹簧抵消推
的压差、流体性质等因素有关。
在采用国际单位制时，流量系数用Kv表示。
Kv的定义为：温度为5~40℃的水在105Pa压降下，1小时内 流过阀的立方米数。 调节阀的流量系数Kv值，是调节阀的重要参数，它反映调节 阀通过流体的能力，也就是调节阀的容量。根据调节阀流量
系数Kv的计算，就可以确定选择调节阀的口径。
5、笼式阀（套筒阀）
结构原理：阀芯以套筒为导向，导向平稳，工作时，依靠阀芯的直线与套
筒所形成的窗口流通面积，达到调节流体流量的目的。
改变套筒窗口的形状可以方便地实现不同的流量特性。 优点：可调比大、振动小、不平衡力小、结构简单、套筒互换性好，更换
不同的套筒可得到不同的流量特性，阀内部件所受的汽蚀小、噪声小，是
1.控制阀的理想流量特性 （3）快开流量特性
这种流量特性在开度较小时就有较大流量，随开度的增大， 流量很快就达到最大。 快开特性的阀芯形式是平板形的，适用于迅速启闭的切断阀 或双位控制系统 。
（4）抛物线流量特性 曲线介于直线与等百分比特性曲线之间。
Q l 与 之间成抛物线关系。 Qmax L
四、控制阀的流量特性
结 构
薄膜式
结构简单、价格便宜、维修方便，应用广泛。 推力较大，用于大口径、高压降控制阀或蝶阀的推 动装置。 行程长、转矩大，适于输出转角（ 60°～ 90°）和力矩 大的场合。
活塞式
长行程
气动薄膜式执行机构有正作用和反作用两种形式。 根据有无弹簧可分为有弹簧的及无弹簧的执行机构。
二、执行机构
角形阀
含有少量悬浮物和固体颗粒状的场合。
非高压差状况下，流向一般是底进侧出。
三、调节机构
4、高压调节阀
高压控制阀的结构形式大多为角形,阀芯头部掺铬或镶
以硬质合金,以适应高压差下的冲刷和汽蚀。 为了减少高压差对阀的汽蚀 , 有时采用几级阀芯 , 把高 差压分开,各级都承担一部分以减少损失。
三、调节机构
执行机构
伺服电机
功率驱动
壳体
输出轴 行程标尺
调节阀
支架 联接螺母
调节阀概述
Ii输入信号 If反馈信号 ΔI差值信号（ΔI=∑Ii－If）
当差值信号ΔI＞0时，ΔI经伺服放大器功率 放大后，驱动伺服电机正转，使输出轴转角 θ不断增大，直至ΔI=0时，伺服电机才停止 转动；反之，当ΔI＜0时，伺服电机反转， 使输出轴转角θ不断减小，直至ΔI=0时，伺 服电机才停止转动。
调节阀的填料装在上阀盖的填料室内，起密封作
用，可防止介质因阀杆移动而向外泄漏。 ① 聚四氟乙烯，不能用于200℃以上。
②石棉-石墨，能用于高温、高压。 ③石墨环，耐腐蚀,耐高、低温。
三、调节机构
调节阀填料室结构图
a.石墨石棉填料室；1-填料压盖；2-填料；3-填料室；4-衬垫；5-注油器
b.聚四氟乙烯填料室；1-填料压盖；2-填料；3-衬垫；4-压紧弹簧
等百分比流量特性是指单位相对行程变化所引起的相对流量
变化与此点的相对流量成正比关系。
Q d Q max K Q Qmax l d L
注意：相对开度较小时，流量变化较小；相对开度较大时，流 量变化较大。最大开度≤90%，最小开度≥30%
四、控制阀Fra Baidu bibliotek流量特性
② 串、并联管道都会使控制阀的可调范围降低，并联管道尤为 严重。 ③ 串联管道使系统总流量减少，并联管道使系统总流量增加。 ④ 串、并联管道会使控制阀的放大系数减小，串联管道时控制 阀大开度时影响严重，并联管道时控制阀小开度时影响严重。
五、控制阀的几个系数
1.控制阀的流量系数CV CV称为控制阀的流量系数,它与阀芯与阀座的结构、阀前后
调节阀概述
1、当前置放大器输出电压的极性为a（+）、b（－）时，触发 电路1控制SCR1完全导通。 2、当前置放大器输出电压的极性为b（+）、a（－）时，触发 电路2控制SCR2完全导通。
执行器的主要特性比较
主要特性 系统结构 安全性 响应时间 推动力 维护难度 价格 气动执行器 简单 好 慢 适中 方便 便宜 电动执行器 复杂 较差 快 较小 有难度 较贵 液动执行器 简单 好 较慢 较大 较方便 便宜
调节阀概述
气动调节阀的组成
1、调节机构
2、执行机构
3、阀门定位器
执行机构起推动作用， 调节机构起调节流量 作用。
调节阀概述
调节阀作用过程：
在执行机构的推动下，通 过改变阀芯行程来改变阀 芯与阀座之间的流通面积， 从而改变阻力系数而达到 调节流量的目的。
调节阀概述
电动调节阀的组成
传动部分 显示器 控制器
和V形球阀，从全开位置到全关
位置的转角为90º。
O形球阀：结构简单，维修方便，密 封可靠，流通能力大，流体进入 阀门没有方向性。
三、调节机构
V形球阀：可调比大，适用于纤维状、 浆状的流体，关闭性能好。
三、调节机构
8、偏心旋转调节阀
偏旋阀又称凸轮挠曲阀，阀芯呈扇形球面状，与挠曲臂及轴套一起铸 成，固定在转动轴上 。适合于两位控制。 特点：密封性好，泄漏量小，流路简单，流体阻力小，流通能力大，
它是由控制阀的结构决定的。
实际可调比：控制阀在工作时不是与管路系统串联就是与旁路阀并 联，随着管路系统的变化或旁路阀的开启程度不同，控制阀的可调 比也产生相应的变化。这使得可调比称为实际可调比
六、气开与气关的选择
压力信号增加时，阀关小、压力信号减小时阀开大的为 气关式。反之，为气开式。
选择要求：
主要从工艺生产上安全要求出发。信号压力中断时，应保 证设备和操作人员的安全。如果阀处于打开位置时危害性小， 则应选用气关式，以使气源系统发生故障，气源中断时，阀门 能自动打开，保证安全。反之阀处于关闭时危害性小，则应选
系数。提出FL的目的，在于判断液体通过控制阀时是否产生阻塞流，
五、控制阀的几个系数
3.控制阀的可调比 R R0= Qmax/ Qmin 理想可调比一般为30%，实际可调比偏低。 要注意：最小流量Qmin和泄漏量含义不同。 最小流量是指可调流量的下限值，一般为最大流量的2%~4% 而泄漏量是阀门全关时泄漏的量，它仅为最大流量的0.1%~0.01% 理想可调比：当控制阀上压差一定时，可调比称为理想可调比。
2.控制阀的工作流量特性
在实际生产中，控制阀前后压差总是变化的，这时的流 量特性称为工作流量特性。
（1）串联管道的工作流量特性 （2）并联管道的工作流量特性
串联管道的情形
并联管道情况
四、控制阀的流量特性
2.控制阀的工作流量特性
结论
① 串、并联管道都会使阀的理想流量特性发生畸变，串联管道
的影响尤为严重。