調(diào)節(jié)閥

國際鉗工執(zhí)委會IEC對調(diào)節(jié)閥（美國稱控制閥Valve）的定義為：“工業(yè)過程控制系統(tǒng)中由動力操作的裝置產(chǎn)生的終端器件，它包括一個閥門部件，內(nèi)部有一個改變過程流體流率的組件，閥門部件又與一個或多個執(zhí)行機構(gòu)相通。執(zhí)行機構(gòu)拿來響應(yīng)控制器件送來的訊號?！笨梢?，調(diào)節(jié)閥是由執(zhí)行機構(gòu)和閥門部件兩部份組成，即：

調(diào)節(jié)閥＝執(zhí)行機構(gòu)+閥門部件+附件

其中，執(zhí)行機構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的推進裝置，它按訊號壓力的大小形成相應(yīng)的推力，使推桿形成相應(yīng)的位移，以便拉動調(diào)節(jié)閥的氣閥動作；閥門部件是調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)部分，它直接與介質(zhì)接觸，通過執(zhí)行機構(gòu)推桿的位移，改變調(diào)節(jié)閥的節(jié)流面積，達到調(diào)節(jié)的目的。

調(diào)節(jié)閥按其能源形式不同主要分為氣動調(diào)節(jié)閥、電動調(diào)節(jié)閥、液動調(diào)節(jié)閥三大類。他們的區(qū)別在于所配的執(zhí)行機構(gòu)上。后者配的是氣動執(zhí)行機構(gòu)，后邊一種配的是電動執(zhí)行機構(gòu)，前者配的是液動執(zhí)行機構(gòu)。

氣動調(diào)節(jié)閥剖面結(jié)布光

調(diào)節(jié)閥在系統(tǒng)中的作用與重要性

調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中是必不可少的，它是組成工業(yè)手動化系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，被稱之為生產(chǎn)過程手動化的“手腳”。

如圖右圖所示：

圖1-1手動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的構(gòu)成

調(diào)節(jié)閥的功能

1、調(diào)節(jié)功能

1)流量特征

流量特征是反映調(diào)節(jié)閥的開度與流量的變化關(guān)系，以適應(yīng)不同的系統(tǒng)特征要求，如對流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)反應(yīng)速率快需對數(shù)特點；對體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)反應(yīng)速率慢，需直線流量特征。流量特征反映了調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)質(zhì)量。

2)可調(diào)范圍R

可調(diào)范圍反映調(diào)節(jié)閥可控制的流量范圍，用R＝Qmax：Qmin之比表示。R越大，調(diào)節(jié)流量的范圍越寬，功耗指標(biāo)就越好。一般閥的R＝30，好的閥，如V型閥門、全功能超重型調(diào)節(jié)閥，R可達100～200。

3)小開度工作功耗

有些閥深受結(jié)構(gòu)的限制，小開度工作功耗差，形成啟跳、振蕩，R顯得很小(即Qmin巨大)，如單座閥、襯膠閥門。好的閥小開度應(yīng)有微調(diào)功能，即可滿足很小流量的調(diào)節(jié)，且工作又要求非常平衡，這類閥如V型閥門、偏心旋轉(zhuǎn)閥、全功能超重型調(diào)節(jié)閥。

4)流量系數(shù)Cv或Kv

流量系數(shù)表示通過流量的能力，同口徑Kv值越大越好，尤其是閥門、蝶閥，他們的Cv/Kv值是雙座閥、雙座閥、套筒閥的2～3倍。

5)調(diào)節(jié)速率

滿足系統(tǒng)對閥動作的速率要求。

2、切斷功能

截斷功能由閥的泄露量指標(biāo)來表示，截斷一般指泄露量大于0.001％，它反映閥的內(nèi)在的品質(zhì)。在閥的使用中，對國產(chǎn)閥泄露量大的呼聲反映巨大。

3、克服壓差功能

它一般用閥關(guān)掉時的容許壓差來表示，容許壓差越大，此功能也就越好。假如考慮不周到，氣閥都會被壓差頂開，導(dǎo)致閥關(guān)不到位，泄露量超標(biāo)。為此，保證閥截斷就應(yīng)當(dāng)擺脫閥關(guān)掉時的工作壓差。

4、防堵功能

對不干凈介質(zhì)的調(diào)節(jié)或則雖然是干凈介質(zhì)，管線中的焊渣等雜物都或許導(dǎo)致閥堵塞或被卡住，所以要求閥應(yīng)有較差的防堵功能，使之正常調(diào)節(jié)。防堵性最好的是流路最簡略的雙座角閥和旋轉(zhuǎn)類閥，如閥門、蝶閥、偏心閥；流路復(fù)雜的閥、上下螺母導(dǎo)向的閥，迷宮式多級升壓閥易導(dǎo)致堵卡。

5、耐蝕功能

抵御介質(zhì)的磨蝕和蠕變和氣蝕，以減少閥的使用壽命。閥的磨蝕是由介質(zhì)的物理功耗造成的材質(zhì)磨蝕問題，一般采用耐磨蝕的材料來解決；沖刷是由高速流動的介質(zhì)、含顆粒的介質(zhì)引致。解決的途徑是采用耐熱的材料，如點焊斯泰萊合金或炭化鎢。氣蝕則要在機構(gòu)結(jié)構(gòu)上選用反汽蝕舉措，對高壓閥、大壓差工作的調(diào)節(jié)閥要選用多級通便的方式。

6、耐壓功能

它反映閥的硬度和安全指標(biāo)，即介質(zhì)不能通過密封處和閥門缺陷處向壞疽漏。出廠時一般用1.5倍公稱壓力作實驗來檢測。對高壓介質(zhì)最好是選用殼體結(jié)構(gòu)；鑄鋼閥的耐壓硬度是最低的，一般應(yīng)選鑄鐵閥。

7、耐溫功能

滿足不同鹽度條件下閥的硬度和功耗，氣溫的較大變化會使閥門材質(zhì)的硬度增加，所以閥應(yīng)當(dāng)滿足介質(zhì)的氣溫變化范圍的要求，使閥在工作濕度下有較差的硬度和安全保證。

8、外觀和凈重

反映閥的外型品質(zhì)且要求儀表化、輕型化、小型化。其凈重應(yīng)越輕越好，以便于使用，如吊裝、安裝、維護等。

各種調(diào)節(jié)閥的功能強弱比較

調(diào)節(jié)閥功耗指標(biāo)

根據(jù)氣動調(diào)節(jié)閥的國標(biāo)：GB/T4213-92，共計14個性能指標(biāo)：

1基本偏差；2回差；3死區(qū)；4一直點誤差；5額定行程誤差；6泄露量；7濾料函及其它連結(jié)處的密封性：8氣室的密封性；9耐壓硬度；10額定流量系數(shù)；11固有流量特征；12抗震動性；13動作壽命；14外型。

對調(diào)節(jié)閥氣源和環(huán)境濕度的要求

氣源應(yīng)為清潔、干燥的空氣，不富含顯著的磨蝕性氫氣、溶劑或其他液體。帶定位器的調(diào)節(jié)閥，其氣源所含固體微粒人數(shù)應(yīng)超過0.1g/m，且微粒半徑應(yīng)小于3μm，含油量應(yīng)大于1ppm。

定位器氣源不干凈是導(dǎo)致定位器工作不正常的主要成因，占故障率的2/3以上，應(yīng)非常留意這一點。

調(diào)節(jié)閥環(huán)境濕度為-25～+55℃或－40～+70℃。

調(diào)節(jié)閥工作時應(yīng)滿足上述要求。

波紋管調(diào)節(jié)閥

有毒性、易揮發(fā)或貴重的流體不容許其泄露時、高真空應(yīng)用時或按環(huán)保甜美空氣要求（EPA、TA-Luft認(rèn)證）時，以及核工業(yè)、石化等領(lǐng)域的特殊應(yīng)用時，不能用錐面環(huán)縫的濾料密封，使用金屬波紋管密封來實現(xiàn)“零泄露”要求。

控制閥波紋管密封是應(yīng)用波紋管組件，將其上端一般是沖壓固定在軸套上，下端固定在延長閥蓋上并被壓密切封，為軸套與閥內(nèi)的過程介質(zhì)之間提供一個可軸向變型的金屬隔離套，產(chǎn)生動密封，以實現(xiàn)襯套處的“零泄露”，但是襯套增強動作無磨擦。輔助常規(guī)的銷釘濾料后備被作為雙重保護，以避免萬一波紋管斷裂或失效時形成外漏。通常都設(shè)計有泄露檢測插口可調(diào)式減壓閥組，必要時也可運用這個插口注入密封液/隔離液，也可以安裝泄露繼電器/傳感。

金屬波紋管（Metal）是一種彈性、薄壁、有多個縱向波紋的管殼零件（以下簡稱波紋管），可制成多層或單層。

波紋管有三種制造方式：機械成型、液壓成型、焊接。

用機械成型方式制造的波紋管，其波紋是在金屬薄壁管上用旋轉(zhuǎn)工具或磨具單個波紋連續(xù)地加工成型，可依照還要制成多層或單層波紋管。型材通常選鑄鐵材料的熱軋薄壁管（無縫管）和用鋁板卷焊成的薄壁管（點焊管），這只是影響波紋管使用壽命和療效的重要誘因。由坯料帶材、板材經(jīng)熔體沖壓的薄壁管（點焊管）制成的波紋管要顯著強于無縫薄管（無縫管）制成的波紋管，循環(huán)壽命有總數(shù)級之差。

應(yīng)用油壓成型方式制造的波紋管，是將金屬薄壁管裝在磨具中，從其內(nèi)部施加油壓，同時軸向壓縮金屬管而制造出波紋管。型材采用同于機械成型方式，只是采用熱軋薄壁管和用鋁板卷焊成的薄壁管應(yīng)用沖壓方式制造的波紋管，是將多個環(huán)型彈性金屬閥座的外邊沿和內(nèi)邊沿分別交替地沖壓在一起制成波紋管。

對于機械成型的U型波紋管，每位波紋比鉚接波紋管的單個旋圈要占用更多空間高度，在相似位移（行程）下要比鉚接波紋管的厚度大得多，約3倍左右，還要的延長閥蓋更長。但U型波紋不會像沖壓波紋管這樣容易將工藝物料殘留在下擺層內(nèi)，硬度也大，耐壓力高，循環(huán)壽命也比較長。

在全行程，工作壓力和濕度下，沖壓型波紋管密封的循環(huán)壽命為1萬次，額定循環(huán)壽命都在10萬次循環(huán)次數(shù)以上。

波紋管主要功耗

1、剛度

波紋管的撓度是使波紋管形成單位位移所須要的力，按工況與位移性質(zhì)不同可有軸向撓度、彎曲撓度、扭轉(zhuǎn)撓度等，在實際應(yīng)用中重要的是軸向撓度。對于軸向撓度，是反映波紋管靈敏度的一個參數(shù)，伸長率越大靈敏度越差。軸向撓度也與波紋數(shù)成正比。

2、位移

波紋管的位移是其壓緊位移和匡扶位移之和，與其波紋數(shù)成反比（單波紋位移除以波紋數(shù)量等于總位移），有最大位移及容許位移兩種。最大位移指波紋管在外壓力作用下，壓到波紋之間互相接觸時所能形成的最大位移；

容許位移是指波紋管不形成規(guī)定塑性變型狀況下所能達到的最大位移。在正常使用條件下容許形成的工作位移通常是容許位移的40%-50%。

3、耐壓力

耐壓力分受內(nèi)壓和外壓兩種方式，通常來講，同一波紋管在其它條件相同時，受外壓比受內(nèi)壓時的穩(wěn)定性要好，因此受外壓作用時的最大耐壓力比受內(nèi)壓時高

4、循環(huán)壽命

波紋管隨襯套從全跑到全關(guān)再到全開的聯(lián)通過程稱之為一次循環(huán)，循環(huán)壽命是指波紋管在規(guī)定壓力、溫度和軸向行程下往復(fù)運動而不破壞最大的循環(huán)次數(shù)。相似的波紋管的循環(huán)壽命是與其工作狀態(tài)、位移大小、循環(huán)頻次、壓力和濕度等有關(guān)。應(yīng)用中的外力強扭轉(zhuǎn)、超量位移和咬傷咬傷都嚴(yán)重影響循環(huán)壽命和密封療效。

波紋管沖壓在軸套上并使其在自由下垂時為球閥行程的50%，使壓緊位移和匡扶位移大體相等，可使循環(huán)壽命達到最大點。大多數(shù)調(diào)節(jié)型控制閥的行程一般是在25%-75%之間的一個小范圍內(nèi)變化，是在波紋管下垂點附近形成較小位移，而不是全行程動作的整個工作位移，這也能明顯延長波紋管的使用壽命，即實際循環(huán)次數(shù)要比給出的額定循環(huán)壽命要長。

5、工作氣溫

工作氣溫只是影響波紋管壽命的主要誘因之一，不同的波紋管有不同的適用氣溫范圍，但即使在要求范圍內(nèi)，若越趨近于范圍上下限，越影響使用次數(shù)。

自力式調(diào)節(jié)閥

自力式控制閥無需外加特銳德，只借助被控流體的能量自行操作并保持被控變量恒定的閥。

1.自力式調(diào)節(jié)閥又分為直接作用式和間接作用式兩種。

1）直接作用式調(diào)節(jié)閥直接作用式調(diào)節(jié)閥又稱為彈簧負(fù)載式調(diào)節(jié)閥，其結(jié)構(gòu)內(nèi)有彈性器件：如彈簧、波紋管、波紋管式的溫包等，運用彈性力與反饋訊號平衡的原理。（圖Ａ，Ｂ，Ｃ）

2）間接作用式調(diào)節(jié)閥間接作用式調(diào)節(jié)閥可調(diào)式減壓閥組，降低了一個指揮器（先導(dǎo)閥）它起到對反饋訊號的放大作用之后通過執(zhí)行機構(gòu)，驅(qū)動主閥閥瓣運動達到改變閥開度的目的。

軸流式自力式閥

氮封閥

自力式減壓閥的一種，特征就是閥后微正壓（ｍｂａｒ）。

減溫減壓器

分體式：結(jié)構(gòu)簡略維護便于，造價低，適用高溫低壓。

一體式：結(jié)構(gòu)緊湊，靠譜性高，控制精度高，適用低溫高壓。

閥門廠家專業(yè)針對各類減壓閥、球閥、防腐閥門

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