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沃中調(diào)節(jié)閥分類匯總(一)
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沃中調(diào)節(jié)閥(控制閥)的組成和分類
  調(diào)節(jié)閥(控制閥)由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分解為兩部分:力或力矩轉(zhuǎn)換部件和位移轉(zhuǎn)換部件。將控制器輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制閥的推力或力矩的部件稱為力或力矩轉(zhuǎn)換部件;將力或力矩轉(zhuǎn)換為直線位移或角位移的部件稱為位移轉(zhuǎn)換部件。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將位移信號(hào)轉(zhuǎn)換為閥芯和閥座之間流通面積的變化,改變操縱變量的數(shù)值。執(zhí)行機(jī)構(gòu)有不同的類型。按所使用能源,執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為氣動(dòng)、電動(dòng)和液動(dòng)三類。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有歷史悠久、價(jià)格低、結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、維護(hù)方便和本質(zhì)安全性等特點(diǎn),因此,應(yīng)用廣。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有可直接連接電動(dòng)儀表或計(jì)算機(jī),不需要電氣轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的特點(diǎn),但價(jià)格貴、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,應(yīng)用時(shí)需考慮防爆等問題。液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有推力(或推力矩)大的優(yōu)點(diǎn),但裝置的體積大,流路復(fù)雜。通常,采用電液組合的方式應(yīng)用于要求大推力(力矩)的應(yīng)用場合。
  按執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出的移動(dòng)方向,執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為正作用和反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)在輸入信號(hào)增加時(shí),閥桿向外移動(dòng)。反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)在輸入信號(hào)增加時(shí),閥桿向內(nèi)移動(dòng)。按執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出位移的類型,執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)、角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)和多轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出直線位移。角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出角位移,角位移小于360°例如,轉(zhuǎn)動(dòng)角度為90°或60°蝶閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。多回轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)與角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)類似,但轉(zhuǎn)動(dòng)的角位移可以達(dá)多圈。
   按執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成部件的類型,氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)、活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)、齒輪執(zhí)行機(jī)構(gòu)、手動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。
   按執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作方式,執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為連續(xù)、離散兩類。連續(xù)類型執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出是連續(xù)變化的位移信號(hào)。離散類型執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出是開關(guān)變化的位移信號(hào)。電磁閥是常用的電動(dòng)離散控制閥,安全放空閥也是常見的離散控制閥。
  按執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝方式,執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為直裝式、側(cè)裝式。直裝式執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接安裝在調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上。側(cè)裝式執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的側(cè)面,它通過一個(gè)增力裝置來改變位移方向和作用力大小。
  按執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出和輸入的動(dòng)作特性,執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為比例式、比例積分式等類型。比例式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出與輸入信號(hào)之間成線性關(guān)系。比例積分式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出是輸入信號(hào)的比例和積分作用之和。
  按執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸入信號(hào)的類型,執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為模擬式執(zhí)行機(jī)構(gòu)和數(shù)字式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。模擬式執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收模擬信號(hào),例如,20~100kPa的氣壓信號(hào),4~20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)等。數(shù)字式執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收數(shù)字信號(hào),通常是一串二進(jìn)制信號(hào),用于開閉相應(yīng)的數(shù)字閥。隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用,接受現(xiàn)場總線數(shù)字信號(hào)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)正得到廣泛應(yīng)用。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)也有不同的類型。通常,將調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)稱為閥。按結(jié)構(gòu)分類,調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分為直通單座閥、直通雙座閥、三通閥、角形閥、高壓閥、隔膜閥、套筒閥、球閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥、閘閥和蝶閥等。大多數(shù)普通的閥門可添加有關(guān)閥門附件,例如執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥門定位器、閥門位置檢測傳感器等。
  按流量特性,沃中調(diào)節(jié)閥分為線性閥、等百分比閥和快開閥等。
  按閥芯的形式,調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分為直行程和角行程閥芯等。直行程閥芯,分平板式、柱塞式、窗口式、多級(jí)式和套筒式等。角行程閥芯分為偏心旋轉(zhuǎn)式、球式、V形切口式和蝶式等。
  按調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上閥蓋的形式,調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分為普通型、散熱或吸熱型、波紋管密封型、長頸 型等。其中,散熱型調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)適用于高溫;吸熱型調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)適用于低溫;對(duì)于深度冷凍的應(yīng)用,可采用長頸型調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu);波紋管密封型適用于有毒性、易揮發(fā)或貴重流體介質(zhì)的控制,可防止介質(zhì)外漏損耗和造成傷亡事故。
  按流向的不同,調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分為流開和流關(guān)、中心向外和外部向中心等。流開(flowopen)類調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中,在閥芯節(jié)流處流體流動(dòng)方向與閥門打開的方向一致。流關(guān)(flowclose)類調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中,在閥芯節(jié)流處流體流動(dòng)方向與閥門關(guān)閉的方向一致。中心向外(out-ward)類調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中,流體從套筒的中心向外流動(dòng)。外部向中心(inward)類調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中,流體從套筒的外部向中心流動(dòng)。
  按閥桿移動(dòng)時(shí)流通面積的變化不同,調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分為正體閥和反體閥。正體閥的閥桿移人閥體時(shí),流通面積減小,流量減少。反體閥的閥桿移人閥體時(shí),流通面積增加,流量增加。
  按閥芯的導(dǎo)向方式不同,調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分為頂導(dǎo)向、頂?shù)讓?dǎo)向、閥桿導(dǎo)向、閥座導(dǎo)向和閥籠導(dǎo)向等。頂導(dǎo)向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的閥芯導(dǎo)向由上閥蓋或閥體內(nèi)一個(gè)導(dǎo)向軸完成;頂?shù)讓?dǎo)向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的閥芯由上、下閥蓋的導(dǎo)向軸同時(shí)定向;閥桿導(dǎo)向是閥蓋上一個(gè)導(dǎo)向軸與閥座環(huán)中心對(duì)中,軸套對(duì)閥桿進(jìn)行導(dǎo)向;閥座導(dǎo)向在小流量控制閥中使用,它通過閥座進(jìn)行導(dǎo)向;閥籠導(dǎo)向調(diào)節(jié)構(gòu)的閥芯與閥籠組成套筒結(jié)構(gòu),在整個(gè)行程范圍內(nèi),閥芯與閥籠內(nèi)表面接觸,在閥籠上有閥籠孔,閥芯移動(dòng)時(shí)改變閥籠孑L的流通面積。閥籠與閥蓋、閥座是自對(duì)中的,從而實(shí)現(xiàn)閥芯的導(dǎo)向。
  按閥體是否分離,調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分為整體閥和閥體分離閥。整體閥的閥體是一個(gè)整體;閥體
分離閥的閥體可以分離,便于拆卸和進(jìn)行內(nèi)部清洗,進(jìn)行內(nèi)部襯里的更換等。按閥體的材質(zhì),調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分為鑄鐵閥、鑄鋼閥、黃銅閥、不銹鋼閥、熱塑料閥、鈦
閥等。
  此外,按調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用場合,還有一些特殊的閥門,例如低噪聲閥、隔膜閥、防空化閥、耐蝕閥、蒸汽控制閥、降壓閥等。
  除了執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)外,調(diào)節(jié)閥還可添加一些附件來配合控制閥的動(dòng)作,包括閥門定位器、手輪機(jī)構(gòu)、信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置、閥位檢測、傳送裝置和自鎖裝置等,這些附件使調(diào)節(jié)閥的功能更完善,使用更方便,應(yīng)用更靈活,性能更優(yōu)越。
沃中調(diào)節(jié)閥的分類匯總  
   將調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組合,可組成各種類型的調(diào)節(jié)閥。為了增強(qiáng)調(diào)節(jié)閥的功能,完善調(diào)節(jié)閥的性能,調(diào)節(jié)閥還可與一些調(diào)節(jié)閥附件組合,實(shí)現(xiàn)更高的控制精度,克服調(diào)節(jié)閥的死區(qū)等缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)降級(jí)操作。下面介紹沃中閥門主要的調(diào)節(jié)閥類型。
  (1)直通單座調(diào)節(jié)閥 
      直通單座調(diào)節(jié)閥有一個(gè)閥芯和一個(gè)閥座。圖中,閥桿與閥芯連接,當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)作直線位移時(shí),通過閥桿帶動(dòng)閥芯移動(dòng)。上蓋板用于壓緊填料,上閥蓋與閥體用螺栓連接,用于閥桿和閥芯的中心定位。閥座與上閥蓋一起,用于保證閥芯與閥座的中心定位,并在閥芯移動(dòng)時(shí),改變流體的流通面積,從而改變操縱變量,實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)流體流量的功能。閥芯導(dǎo)向采用頂導(dǎo)向方式。一些直通單座閥采用頂?shù)讓?dǎo)向方式,提高導(dǎo)向精確度。一些小流量直通控制閥常采用閥座導(dǎo)向方式。直通單座調(diào)節(jié)閥只有一個(gè)閥芯和一個(gè)閥座,是一種常見的控制閥。其特點(diǎn)如下:
  1.泄漏量小,容易實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的密封和切斷,例如,可采用金屬與金屬的硬密封,或金屬與聚四氟乙烯或其他復(fù)合材料的軟密封,標(biāo)準(zhǔn)泄漏量為0.0l%C(C是額定流量系數(shù))。
  2.允許壓差小,例如,DNl00閥的允許壓差僅120kPa。
  3.流通能力小,例如,DNl00的直通閥的流通能力僅為100。
  4.由于流體介質(zhì)對(duì)閥芯的推力大,即不平衡力大,因此,在高壓差、大口徑的應(yīng)用場合,不宜采用這類控制閥。 
  (2)套筒調(diào)節(jié)閥
       套筒調(diào)節(jié)閥又稱籠式閥,它是閥內(nèi)件采用閥芯和閥籠(套筒)的控制閥。套筒可以是直通單座閥,也可以是雙座閥或角形閥等。套筒閥用閥籠內(nèi)表面導(dǎo)向,用閥籠節(jié)流幾滿足所需流量特性。套筒調(diào)節(jié)閥的特點(diǎn)如下。
   1.安裝維護(hù)方便。閥座通過閥蓋緊壓在閥體上,不采用螺紋連接,安裝和維護(hù)方便。
   2.流量特性更改方便。套筒調(diào)節(jié)閥中流體從套筒向外流出,稱為中心向外流向,反之,稱外部向中心流向。是外部向中心流向的直通套筒閥結(jié)構(gòu)圖。在套筒上對(duì)稱地分布3、4或6個(gè)節(jié)流開孔,節(jié)流開孔形狀與所需流量特性有關(guān),因此,可方便地更換套筒(節(jié)流開的形狀)來改變控制閥的流量特性。
   3.降噪和降低空化影口向。為降低控制閥噪聲,套筒和閥芯也可開多個(gè)小孔,利用小孔增加阻力,將速度頭轉(zhuǎn)換為動(dòng)能,使噪聲降低。通常,套筒閥可降低噪聲10dB以上,因此,在需降噪場合被廣泛應(yīng)用。為降低控制閥噪聲,也可采用多級(jí)降壓方法,例如多級(jí)閥芯和套筒結(jié)構(gòu)。由于控制閥兩端的總壓降被分配到各級(jí),使各級(jí)都不會(huì)造成流體發(fā)生閃蒸和空化,從而使控制閥的噪聲降低,并能夠削弱和防止閃蒸和空化造成的沖刷和磨損。套筒閥閥芯底部為平面,如發(fā)生汽蝕,氣泡破裂產(chǎn)生的沖擊不作用到閥芯,而被介質(zhì)自身吸收,因此,套筒閥的汽蝕影響小,使用壽命長。
   4.泄漏量較單座閥大,由于套筒與閥芯之間有石墨活塞環(huán)密封,長期運(yùn)行后,密封環(huán)的磨損使套筒閥的泄漏量比單座閥大o
   5.互換性和通用性強(qiáng)。更換不同套筒,可獲得不同流量系數(shù)和不同流量特性。
   6.減小不平衡力影響。通常,套筒閥閥芯上開有平衡孔,使閥芯上所受不平衡力大為減小,同時(shí),它具有阻尼作用,對(duì)控制閥穩(wěn)定運(yùn)行有利。因此,這類控制閥常用于壓差大、要求低噪聲的應(yīng)用場合。   

(3)直通雙座調(diào)節(jié)閥 
       直通雙座調(diào)節(jié)閥有兩個(gè)閥芯和兩個(gè)閥座。流體從閥門的左側(cè)流人,經(jīng)兩個(gè)閥芯和閥座后,匯合到右側(cè)流出。由于上閥芯所受向上推力和下閥芯所受向下推力基本平衡,因此,整個(gè)閥芯所受不平衡力小。直通雙座閥的特點(diǎn)如下。
  1.所受不平衡力小,允許的壓降大,例如,DNl00   雙座閥允許壓差280kPa。
  2.流通能力大,與相同口徑的其他控制閥比較,雙座閥可流過更多流體,同口徑雙座閥流通能力比單座閥流通能力約大20%~50%。例如,DNl00雙座閥流通能力達(dá)160。因此,為獲得相同的流通能力,雙座閥可選用較小推力的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
  3.正體閥和反體閥的改裝方便。由于雙座閥采用頂?shù)纂p導(dǎo)向,因此,只需將閥芯和閥座反過來安裝就能將正體閥改為反體閥,反體閥改為正體閥,而不需要改選執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正作用或反作用類型。圖4所示的雙座閥結(jié)構(gòu)只需將閥體反裝,并與閥桿連接即可完成。
  4.泄漏量大。雙座閥的上、下閥芯不能同時(shí)保證關(guān)閉,因此,雙座閥的泄漏量較大,標(biāo)準(zhǔn)泄漏量為0.1%C。雙座閥的閥芯和閥座采用不同材料或者用于低溫或高溫場合時(shí),由于材料線膨脹量不同,造成的泄漏量會(huì)更大。
    5.抗沖刷能力差。閥內(nèi)流路復(fù)雜,在高壓差應(yīng)用場合,受到高壓流體的沖刷較嚴(yán)重,并在高壓差時(shí)造成流體的閃蒸和空化,加重了對(duì)閥體的沖刷,因此,雙座閥不適用于高壓差的應(yīng)用場所。由于流路復(fù)雜,它也不適用于含纖維介質(zhì)和高黏度流體的控制。
  由于帶平衡的套筒閥能夠消除大部分靜態(tài)不平衡力,雙座閥的優(yōu)點(diǎn)已不明顯,而它的泄漏量大的缺點(diǎn)更為顯現(xiàn),因此,在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中,原來采用雙座閥的場合,可用帶平衡結(jié)構(gòu)的套筒閥代替,國外制造商也采用整體結(jié)構(gòu)的雙座直通閥來減小泄漏量的產(chǎn)品。
  (4)三通調(diào)節(jié)閥 
       三通調(diào)節(jié)閥按流體的作用方式分為合流閥和分流閥兩類。合流閥有兩個(gè)人口,合流后從一個(gè)出口流出。分流閥有一個(gè)流體人口,經(jīng)分流成兩股流體從兩個(gè)出口流出。其特點(diǎn)如下。
  1.三通閥有兩個(gè)閥芯和閥座,結(jié)構(gòu)與雙座閥類似。但三通閥中,一個(gè)閥芯與閥座間的流通面積增加時(shí),另一個(gè)閥芯與閥座間的流通面積減少。而雙座閥中,兩個(gè)閥芯和閥座間的流通面積是同時(shí)增加或減少的。
  2.三通閥的氣開和氣關(guān)只能通過選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正作用和反作用來實(shí)現(xiàn)。雙座閥的氣開和氣關(guān)的改變可直接將閥體或閥芯與閥座反裝米買現(xiàn)。
  3.三通閥用于需要流體進(jìn)行配比的控制系統(tǒng)時(shí),由于它代替一個(gè)氣開控制閥和一個(gè)氣關(guān)控制閥,因此,可降低成本并減少安裝空間?! ?br />     4.三通閥也用于旁路控制的場所,例如,一路流體通過換熱器換熱,另一路流體不進(jìn)行換熱。當(dāng)三通閥安裝在換熱器前時(shí),采用分流三通閥;當(dāng)三通閥安裝在換熱器后時(shí),采用合流三通閥。由于安裝在換熱器前的三通閥內(nèi)流過的流體有相同溫度,因此,泄漏量較小;安裝在換熱器后的三通閥內(nèi)流過的流體有不同的溫度,對(duì)閥芯和閥座的膨脹程度不同,因此,泄漏量較大。通常,兩股流體的溫度差不宜超過150℃。
  三通閥采用閥籠結(jié)構(gòu),帶平衡孔,采用閥籠導(dǎo)向。因此,可大大降低不平衡力。早期的三通閥采用圓筒薄壁窗口,用閥芯側(cè)面導(dǎo)向,雖然可減小不平衡力,但在一股流體接近關(guān)閉(流關(guān)流向)時(shí),仍有較大的不平衡力,而且,隨閥門開度的變化,不平衡力變化,采用圖示帶平衡孔的閥籠結(jié)構(gòu),可使不平衡力消除,并有阻尼作用,有利于控制閥的穩(wěn)定運(yùn)行。
  由于三通調(diào)節(jié)閥的泄漏量較大,在需要泄漏量小的應(yīng)用場合,可采用兩個(gè)控制閥(和二通接管)進(jìn)行流體的分流,或合流,或進(jìn)行流體的配比控制。
  (5)角形調(diào)節(jié)閥
        角形調(diào)節(jié)閥適用于要求直角連接的應(yīng)用場合,可節(jié)省一個(gè)直角彎管和安裝空間。由于流路比直通閥簡單,因此,適用于高黏度、含懸浮物和顆粒的流體控制。
  與直通閥的另一區(qū)別是角形閥只能單導(dǎo)向,因此,不能通過反裝閥芯實(shí)現(xiàn)氣開或氣關(guān)作用方式的轉(zhuǎn)換,只能選用正作用或反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)作用方式的轉(zhuǎn)換。角形閥的流體一般從底部流人,從閥側(cè)面流出。因此,流體中的懸浮物或顆粒不易在閥內(nèi)沉積,可避免結(jié)焦和堵塞,具有自凈能力,便于維護(hù)和清洗,但對(duì)閥芯的沖刷較大。 采用側(cè)進(jìn)底出的流向,可改善對(duì)閥芯的沖刷損傷,但在小開度時(shí),由于是流關(guān)流向,容易發(fā)生根切現(xiàn)象,根切現(xiàn)象是小開度時(shí),由于流體流動(dòng)·造成不平衡力方向變化,使閥芯振蕩的不穩(wěn)定現(xiàn)象。為降低不平衡力和改善閥芯的沖刷,可采用圖示帶平衡孔的套筒式結(jié)構(gòu)。角形調(diào)節(jié)閥的流路阻力小,因此,可降低閥兩端壓降,具有一定的節(jié)能效果。
  

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