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。
在線客服