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調(diào)節(jié)閥是最終控制元件的最廣泛使用的型式。其他的最終控制元件包括計(jì)量泵、調(diào)節(jié)擋板和百葉窗式擋板(一種蝶閥的變型)、可變斜度的風(fēng)扇葉片、電流調(diào)節(jié)裝置以及不同于閥門的電動(dòng)機(jī)定位裝置。盡管調(diào)節(jié)閥得到廣泛的使用,調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的其它單元大概都沒有像它那樣少的維護(hù)工作量。在許多系統(tǒng)中,調(diào)節(jié)閥經(jīng)受的工作條件如溫度、壓力、腐蝕和污染都要比其它部件更為嚴(yán)重,然而,當(dāng)它控制工藝流體的流動(dòng)時(shí),它必須令人滿意地運(yùn)行及最少的維修量。

調(diào)節(jié)閥由電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩部分組成。調(diào)節(jié)閥通常分為直通單座式調(diào)節(jié)閥和直通雙座式調(diào)節(jié)閥兩種,后者具有流通能力大、不平衡辦小和操作穩(wěn)定的特點(diǎn),所以通常特別適用于大流量、高壓降和泄漏少的場(chǎng)合。

氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥簡稱為調(diào)節(jié)閥,由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)構(gòu)成。氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的發(fā)展自20世紀(jì)初始至今已有八十年的歷史,先后產(chǎn)生了十個(gè)大類的調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品,自力式閥和定位器等,調(diào)節(jié)閥和控制閥的發(fā)展歷程如下:

20年代:原始的穩(wěn)定壓力用的調(diào)節(jié)閥問世。

30年代:以"V"型缺口的雙座閥和單座閥為代表產(chǎn)品V型調(diào)節(jié)球閥問世。

40年代:出現(xiàn)定位器,調(diào)節(jié)閥新品種進(jìn)一步產(chǎn)生,出現(xiàn)隔膜閥、角型閥、蝶閥、球閥等。

50年代:球閥得到較大的推廣使用,三通閥代替兩臺(tái)單座閥投入系統(tǒng)。

60年代:在國內(nèi)對(duì)上述產(chǎn)品進(jìn)行了系列化的改進(jìn)設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化后,國內(nèi)才才有了完整系列產(chǎn)品�，F(xiàn)在我們還在大量使用的單座閥、雙座閥、角型閥、三通閥、隔膜閥、蝶閥、球閥七種產(chǎn)品仍然是六十年代水平的產(chǎn)品。這時(shí),國外開始推出了第八種結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)閥——套筒閥。

70年代:又一種新結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品——偏心旋轉(zhuǎn)閥問世(第九大類結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)閥品種)。這一時(shí)期套筒閥在國外被廣泛應(yīng)用。70年代末,國內(nèi)聯(lián)合設(shè)計(jì)了套筒閥,使中國有了自己的套筒閥產(chǎn)品系列。

80年代:改革開放期間,中國成功引進(jìn)了石化裝置和調(diào)節(jié)閥技術(shù),使套筒閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥得到了推廣使用,尤其是套筒閥,大有取代單、雙座閥之勢(shì),其使用越來越廣。80年代末,調(diào)節(jié)閥又一重大進(jìn)展是日本的Cv3000和精小型調(diào)節(jié)閥,它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)方面,將單彈簧的氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)改為多彈簧式薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu),閥的結(jié)構(gòu)只是改進(jìn),不是改變。它的突出特點(diǎn)是使調(diào)節(jié)閥的重量和高度下降30%,流量系數(shù)提高30%。

90年代:90年代的調(diào)節(jié)閥重點(diǎn)是在可靠性、特殊疑難產(chǎn)品的攻關(guān)、改進(jìn)、提高上。到了90年代末,由華林公司推出了第十種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品——全功能超輕型閥。它突出的特點(diǎn)是在可靠性上、功能上和重量上的突破。功能上的突破——具備全功能的產(chǎn)品,故此,可由一種產(chǎn)品代替眾多功能上不齊全的產(chǎn)品,使選型簡化、使用簡化、品種簡化;在重量上的突破——比主導(dǎo)產(chǎn)品單座閥、雙座閥、套筒閥輕70~80%,比精小型閥還輕40~50%;可靠性的突破——解決了傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥等各種不可靠性因素,如密封的可靠性、定位的可靠性、動(dòng)作的可靠性等。該產(chǎn)品的問世,使中國的調(diào)節(jié)閥技術(shù)和應(yīng)用水平達(dá)到了九十年代末先進(jìn)水平;它是對(duì)調(diào)節(jié)閥的重大突破;尤其是電子式全功能超輕型閥,必將成為下世紀(jì)調(diào)節(jié)閥的主流。

調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)組成 調(diào)節(jié)閥通常由電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥體兩部分共同組成。直行程主要有直通單座式和直通雙座式兩種,后者具有流通能力大、不平衡辦小和操作穩(wěn)定的特點(diǎn),所以通常特別適用于大流量、高壓降和泄漏少的場(chǎng)合。角行程主要有:V型電動(dòng)調(diào)節(jié)球閥、氣動(dòng)薄膜切斷閥,偏心蝶閥等。

調(diào)節(jié)閥種類 按用途和作用、主要參數(shù)、壓力、介質(zhì)工作溫度、特殊用途(即特殊、專用閥)、驅(qū)動(dòng)能源、結(jié)構(gòu)等方式進(jìn)行了分類,其中最常用的分類法是按結(jié)構(gòu)將調(diào)節(jié)閥分為九個(gè)大類,6種為直行程,3種為角行程。

按用途和作用

a、兩位閥:主要用于關(guān)閉或接通介質(zhì);

b、調(diào)節(jié)閥:主要用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)。選閥時(shí),需要確定調(diào)節(jié)閥的流量特性;

c、分流閥:用于分配或混合介質(zhì);

d、切斷閥:通常指泄漏率小于十萬分之一的閥。本類閥門在管道中一般應(yīng)當(dāng)水平安裝。

按主要參數(shù)

1、按壓力分類

(1)真空閥:工作壓力低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓;

(2)低壓閥:公稱壓力PN≤1.6MPa;

(3)中壓閥:PN2.5~6.4MPa;

(4)高壓閥:PNl0.0~80.OMPa,通常為PN22、PN32;

(5)超高壓閥:PN≥IOOMPa。

2、按介質(zhì)工作溫度分類

(1)高溫閥:t>450℃;

(2)中溫閥:220℃≤t≤450℃;

(3)常溫閥:-40℃≤t≤220℃;④低溫閥:-200℃≤t≤-40℃。

常用分類法

這種分類方法既按原理、作用又按結(jié)構(gòu)劃分,是目前國內(nèi)、國際最常用的分類方法。一般分為九個(gè)大類:

1、單座調(diào)節(jié)閥;

2、雙座調(diào)節(jié)閥;

3、套筒調(diào)節(jié)閥;

4、角形調(diào)節(jié)閥;

5、三通調(diào)節(jié)閥;

6、隔膜閥;

7、蝶閥;

8、球閥;

9、偏心旋轉(zhuǎn)閥。前6種為直行程,后三種為角行程。

這九種產(chǎn)品亦是最基本的產(chǎn)品,也稱為普通產(chǎn)品、基型產(chǎn)品或標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。各種各樣的特殊產(chǎn)品、專用產(chǎn)品都是在這九類產(chǎn)品的基礎(chǔ)上改進(jìn)變型出來的。

特殊用途

1、軟密封切斷閥;

2、硬密封切斷閥;

3、耐磨調(diào)節(jié)閥;

4、耐腐蝕調(diào)節(jié)閥;

5、全四氟耐蝕調(diào)節(jié)閥

6、全耐蝕合金調(diào)節(jié)閥;

7、緊急動(dòng)作切斷或放空閥;

8、防堵調(diào)節(jié)閥;

9、耐蝕防堵切斷閥;

10、保溫夾套閥;

11、大壓降切斷閥;

12、小流量調(diào)節(jié)閥;

13、大口徑調(diào)節(jié)閥;

14、大可調(diào)比調(diào)節(jié)閥;

15、低S節(jié)能調(diào)節(jié)閥;

16、低噪音閥;

17、精小型調(diào)節(jié)閥;

18、襯里(橡膠、四氟、陶瓷)調(diào)節(jié)閥;

19、水處理專用球閥;

20、燒堿專用閥;

21、磷銨專用閥;

22、氯氣調(diào)節(jié)閥;

23、波紋管密封閥……

驅(qū)動(dòng)能源

流通能力Cv值(流量系數(shù))是調(diào)節(jié)閥選型的主要參數(shù)之一,調(diào)節(jié)閥的流通能力的定義為:當(dāng)調(diào)節(jié)閥全開時(shí),閥兩端壓差為0.1MPa,流體密度為1g/cm3時(shí),每小時(shí)流徑調(diào)節(jié)閥的流量數(shù),稱為流通能力,也稱流量系數(shù),以Cv表示,單位為t/h,液體的Cv值按下式計(jì)算。

根據(jù)流通能力Cv值大小查表,就可以確定調(diào)節(jié)閥的公稱通徑DN。

調(diào)節(jié)閥流量特性 調(diào)節(jié)閥的流量特性,是在閥兩端壓差保持恒定的條件下,介質(zhì)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與它的開度之間關(guān)系。調(diào)節(jié)閥的流量特性有線性特性,等百分比特性及拋物線特性三種。三種注量特性的意義如下:

等百分比特性

等百分比特性的相對(duì)行程和相對(duì)流量不成直線關(guān)系,在行程的每一點(diǎn)上單位行程變化所引起的流量的變化與此點(diǎn)的流量成正比,流量變化的百分比是相等的。所以它的優(yōu)點(diǎn)是流量小時(shí),流量變化小,流量大時(shí),則流量變化大,也就是在不同開度上,具有相同的調(diào)節(jié)精度。

線性特性

線性特性的相對(duì)行程和相對(duì)流量成直線關(guān)系。單位行程的變化所引起的流量變化是不變的。流量大時(shí),流量相對(duì)值變化小,流量小時(shí),則流量相對(duì)值變化大。

拋物線特性

流量按行程的二方成比例變化,大體具有線性和等百分比特性的中間特性。

從上述三種特性的分析可以看出,就其調(diào)節(jié)性能上講,以等百分比特性為最優(yōu),其調(diào)節(jié)穩(wěn)定,調(diào)節(jié)性能好。而拋物線特性又比線性特性的調(diào)節(jié)性能好,可根據(jù)使用場(chǎng)合的要求不同,挑選其中任何一種流量特性。

氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥是工藝生產(chǎn)過程自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中極為重要的環(huán)節(jié)。為了確保其安全正常運(yùn)行,在安裝使用前或檢修后應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行必要的檢查和校驗(yàn)。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)檢查

1、薄膜氣室密封性檢查

當(dāng)調(diào)節(jié)閥銘牌信號(hào)壓力范圍為0.2~1kg/cm2 時(shí)(本文下同),將0.8kg/cm2壓力的壓縮空氣通 入薄膜氣室,切斷氣源,持續(xù)5分鐘,薄膜氣室內(nèi)壓力下降不應(yīng)超過0.007kg/cm2(5mmHg)。

2、推桿動(dòng)作與行程檢查

① 用0~1kg/cm2范圍的信號(hào)壓力輸入薄膜氣室,往復(fù)增加和降低信號(hào)壓力,推 桿移動(dòng)應(yīng)均勻靈活無卡滯跳動(dòng)現(xiàn)象。

② 調(diào)整壓縮彈簧預(yù)壓力,使信號(hào)壓力為0.15kg/cm2時(shí)推桿開始 起動(dòng)(與單元組合儀表配用時(shí)起動(dòng)信號(hào)壓力為0.2kg/cm2)。

③ 以0.2~1.0kg/cm2壓 力范圍增加和降低信號(hào)壓力,推桿行程應(yīng)滿足調(diào)節(jié)閥最大行程要求。

組裝時(shí)的檢查

1、調(diào)節(jié)閥組裝前應(yīng)檢查閥芯、閥座、閥桿有無缺陷。研磨后的閥芯與閥座接觸應(yīng)嚴(yán)密,閥桿應(yīng)直正光滑。

2、調(diào)節(jié)閥與執(zhí)行機(jī)構(gòu)組裝后,向薄膜氣室輸入使調(diào)節(jié)閥關(guān)閉的信號(hào)壓力,調(diào)整閥桿長度使閥芯與閥座接觸緊密。對(duì)于氣關(guān)閥輸入信號(hào)壓力為0.95kg/cm2, 與單元組合儀表配用時(shí)為1.0 kg/cm2 ;對(duì)于氣開閥輸入信號(hào)壓力為零。

調(diào)節(jié)閥的檢查

1、密封填料函及其他連接處的滲漏檢查

將溫度為室溫的水, 以調(diào)節(jié)閥公稱壓力的1.1倍或最大操作壓力的1.5倍的壓力,按打開閥芯的方向通入調(diào)節(jié)閥的一端,另一端封閉。保持壓力10分鐘,同時(shí)閥桿每分鐘作1~3 次往返移動(dòng)。密封填料函及其他部件連接處不應(yīng)有滲漏現(xiàn)象。

2、關(guān)閉時(shí)的泄漏檢查

① 注水法泄漏檢查

對(duì)于雙座調(diào)節(jié)閥一般可用簡易的注水法檢查泄漏情況。向薄膜氣室輸入信號(hào)壓力使調(diào)節(jié)閥關(guān)閉(氣關(guān)閥輸入1.2kg/cm2信號(hào)壓力,氣 開閥信號(hào)壓力為零)。向調(diào)節(jié)閥進(jìn)口處注入溫度為室溫的水,在不加壓的情況下另一端應(yīng)無顯著滴漏現(xiàn)象。

② 水壓法泄漏量檢查

對(duì)于事故切斷用的或要求關(guān)閉嚴(yán)密的單座調(diào)節(jié)閥、角型調(diào)節(jié)閥、隔膜閥可用此法。

向薄膜氣室輸入信號(hào)壓力使調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。將溫度為室溫的水,以10kg/cm2恒定壓力按打開閥芯的方向通入調(diào)節(jié)閥的一端,用秒表 和量杯在另一端測(cè)量其泄漏量不應(yīng)超過允許值。

泄漏量計(jì)算

Q一允許泄漏量(l/min)

C一被測(cè)調(diào)節(jié)閥的流通 能力

P——試驗(yàn)時(shí)的水壓(kg/cm2),通常為10kg/cm2

A-允 許泄漏率(%)

③ 氣壓法泄漏檢查

對(duì)于Dg≤3/4"的單座調(diào)節(jié)閥、角型調(diào)節(jié)閥,向薄膜氣室輸入信號(hào)壓 力使調(diào)節(jié)閥關(guān)閉,將壓力為4kg/cm2的壓縮空氣,按打開閥芯的方法通入調(diào)節(jié)閥的一端,切斷氣源,持續(xù)3分鐘,壓力下降應(yīng)小于 0.15kg/cm2。

校驗(yàn)

1、始終點(diǎn)偏差校驗(yàn)

將0.2kg/cm2的信號(hào)壓力輸入薄膜氣室,然后增加信號(hào)壓力至1.0kg/cm2, 閥桿應(yīng)走完全行程,再降低信號(hào)壓力至0.2 kg/cm2。在1.0kg/cm2和0.2kg/cm2處 測(cè)量閥桿行程,其始點(diǎn)偏差和終點(diǎn)偏差不應(yīng)超過允許值。

2、全行程偏差校驗(yàn)

將0.2 kg/cm2的 信號(hào)壓力輸入薄膜氣室,然后增加信號(hào)壓力至1.0 kg/cm2,閥桿應(yīng)走完全行程。測(cè)量全行程偏差不超過允許值。

3、非線性偏差校驗(yàn)

將0.2 kg/cm2的信號(hào)壓力輸入薄膜氣室,然后以同一方向增加信號(hào)壓力至1.0 kg/cm2,使閥桿作全行程移動(dòng),再以同一方向降低信號(hào)壓力至0.2 kg/cm2,使閥桿反向做全行程 移動(dòng)。在信號(hào)壓力升降過程中逐點(diǎn)記錄每隔0.08 kg/cm2的信號(hào)壓力時(shí)相對(duì)應(yīng)的閥桿行程值(平時(shí)校驗(yàn)時(shí)可取5點(diǎn))。輸入信號(hào) 壓力——閥桿行程的實(shí)際關(guān)系曲線與理論直線之間的最大非線性偏差不應(yīng)超過允許值。

4、正反行程變差校驗(yàn)

校驗(yàn)方法與非線性偏差校驗(yàn)方法相同,按照正反信號(hào)壓力——閥桿行程實(shí)際關(guān)系曲線,在同一信號(hào)壓力值時(shí)閥桿正反行程值的最大偏差不應(yīng)超過允許值。

5、靈敏限校驗(yàn)

輸入薄膜氣室信號(hào)壓力,在0.3、0.6、0.9 kg/cm2的行程處,增加和降低信號(hào)壓 力,測(cè)量當(dāng)閥桿移動(dòng)0/01mm時(shí)信號(hào)壓力變化值,其最大變化值不應(yīng)超過允許值。