調節閥執行器選型知識:
調節閥由執行器和調節閥閥體兩部分組成一種現代化自控閥門,在過程控制系統中,執行器接受調節器的指令信號,經執行機構將其轉換成相應的角位移或直線位移,去操作調節機構,改變被控對象進、出的能量或物料,以實現過程的自動控制。在任何自動控制系統中,執行器是必不可少的組成部門。假如把傳感器相比成控制系統的感覺器官,調節閥就是控制系統的大腦,而執行器則可以相比為干詳細工作的手。
調節閥執行器的作用:
執行器由執行機構和調節閥(調節機構)兩個部門組成。執行機構是執行器的推動裝置,它根據控制信號的大小,產生相應的推力,推動調節閥動作。調節閥是執行器的調節部門,在執行機構推力的作用下,調節閥產生一定的位移或轉角,直接調節流體的流量。各類執行器的調節機構的種類和構造大致相同,主要是執行機構不同。因此在執行器先容時分為執行機構和調節閥兩部門。應說明的是在電動執行器中執行機構和調節閥基本是可分的兩個部門,在氣動執行器中兩者不可分的,是同一的整體。
調節閥執行機構分類:
1、【電動執行器】上海臺臣電動執行器是以電能為動力的,它的特點是獲取能源利便,動作快,信號傳遞速度快,且可遠間隔傳輸信號,便于和數字裝置配合使用等。所以電動執行器處于發展和上升時期,是一種有發展前途的裝置。其缺點是結構復雜,價格貴和推動力小,同時,一般來說電動執行器不適合防火防爆的場合。但假如采用防爆結構,也可以達到防火防爆的要求。
2、【氣動執行器】臺臣閥門氣動執行器是以壓縮空氣為動力的,具有結構簡樸、動作可靠不亂、輸出力大、維護利便和防火防爆等長處。所以廣泛應用于石油、化工、冶金、電力等部分,特別合用于具有爆炸危險的石油、化工出產過程。其缺點是滯后大,不相宜遠傳(150m以內),不能與數字裝置連接。
電動執行機構工作原理:
電動執行機構接受電動調節器輸出的0~10mA,DC或4~20mA,DC信號,并將其轉換成相應的輸出軸角位移或直線位移,去操作調節閥,以實現自動調節。電動執行機構由伺服放大器和執行單元兩大部門,從調節器來的信號通過伺服放大器驅動電念頭,經減速器帶動調節閥,同時經位置發信器將閥桿行程反饋給伺服放大器,組成位置隨動系統。依賴位置反饋,保證輸入信號正確地轉換為閥桿的行程。
電動執行器功能
角行程的功能是接收來自控制器的0~10A的支流電流信號,并將其轉換成相應的角位移或直行程位移,去操作閥門、擋板等的控制機構,以實現自動控制。
電動執行器的主要類型有角行程、直行程和多轉式等。角行程電動執行機構以電念頭為動力元件,將輸入的直流電流信號轉換為相應的角位移(),這種執行機構合用于操作蝶閥、擋板之類的旋轉式控制閥。直行程執行機構接收輸入的直流電流信號后,使電念頭滾動,然后經減速器減速并轉換為直線位移輸出,去操作單座、雙座、三通等各種噢內控制閥和其他直線式控制機構。多轉式電動執行機構主要用來開啟和封閉閘閥、截至閥等多轉式閥門,一般用作就地操縱和遙控。
氣動執行器作用形式
跟著送往執行器的氣壓信號的增加,閥逐漸打開的稱為氣開式,反之稱為氣關式。氣開、氣關式的選擇主要是由工藝出產上安全前提決定的。一般來講,閥全開時,出產過程或設備比較危險的選氣開式;閥全關時,出產過程或設備比較危險的應選氣開式;
調節閥執行器種類:
調節閥的品種良多,但根據閥芯的動作形式,調節閥可分為直行程式和角行程式兩大類。閥桿帶動閥芯沿直線運動的調節閥屬于直行程類,閥芯按轉角運動的調節閥屬于角行程類。
直行程式的調節機構
【縱貫單座閥】所謂單座是指閥體內只有一個閥芯和一個閥座。如圖8-2(b)、(c)所示。其特點是結構簡樸、泄漏量小(甚至可以完全堵截)和答應壓差小。因此,它合用于要求泄漏量小,工作壓差較小的干凈介質的場合。在應用中應特別留意其答應壓差,防止閥門關不死。
【縱貫雙座閥】縱貫雙座調節閥[圖8-2(a)]的閥體內有兩個閥芯和閥座。它與同口徑的單座閥比擬,暢通流暢能力約大20%~25%。由于流體對上、下兩閥芯上的作用力可以相互抵消,但上、下兩閥芯不易同時封閉,因此雙座閥具有答應壓差大、泄漏量較大的特點。故合用于閥兩端壓差較大,泄漏量要求不高的干凈介質場合,不合用于高粘度和含纖維的場合。
【角形閥】角形調節閥[圖8-2(d)]的閥體為直角形,其流路簡樸,服力小,合用于高壓差、高粘度、含懸浮物和顆粒狀物料流量的控制。一般使用于底進側出、此種調節閥不亂性較好。在高壓場合下,為了延長閥芯使用壽命,可采用側進底出,但在小開度財輕易發生振蕩。
角行程式的調節機構
【蝶閥】蝶閥的擋板以轉軸的旋轉來控制流體的流量。它由閥體、擋板、擋板軸和軸封等部件組成。其結構簡樸、體積小、重量輕、本錢低、暢通流暢能力大,特別合用于低壓差、大口徑、大流量氣體和帶有懸浮物流體的場合,但泄漏量較大。其流量特性在轉角達到70o。前和等百分比特性相似,70o以后工作不不亂,特性也不好,所以蝶閥通常在0o~70o轉角范圍內使用。蝶閥不僅在石油、煤氣、化工、水處理等一般產業上得到廣泛應用,而且還應用于熱電站的冷卻水系統。
【凸輪撓曲閥】凸輪撓曲閥又稱偏心旋轉閥[圖8-2(i)],也是一種新型結構的調節閥。其球面閥芯的中央線與轉軸中央偏離,轉軸帶動閥芯偏心旋轉,使閥芯向前下方進入閥座。
偏心旋轉閥具有體積小,重量輕,使用可靠,維修利便,通用性強,流體阻力小等長處,合用于粘度較大的場合,在石灰、泥漿等流體中,具有較好的使用機能。
調節閥流量系數:
調節閥的流量系數,是指在調節閥全開時,單位時間內通過調節閥的流體體積或質量。它表明了調節閥根據工藝要求應具有的尺寸大小。對不可壓縮流體而言,從流體的能量守恒原理不難得到流過調節閥的流量表達式:
從調節閥的流量表達式可知,流過調節閥的流量大小與流體的種類、性質、工況及閥芯閥座的結構尺寸等很多因素有關,因此,表示調節閥的流量系數,必需劃定一定的前提。流量系數KV可以定義為:在調節閥前后壓差為100kPa,流體密度為1000kg/m3的前提下,每小時通過閥門的流體數目(m3)。
調節閥作用原理:
確定調節閥開關方式的原則是:當信號壓力間斷時,應保證工藝設備和出產的安全。如調節閥在信號間斷后處于打開位置,流體不間斷最安全,則選用氣關閥;假如調節閥在信號壓力間斷后處于封閉位置,流體不通過最安全,則選用氣開閥。在一個自動控制系統中,應使調節器、調節閥、對象三個環節組合起來,能在控制系統中起負反饋作用。一般步驟,首先由操作變量對被控變量的影響方向來確定對象的作用方向,然后由工藝安全前提來確定調節閥的氣開、氣關型式,最后由對象、調節閥、調節器三個環節組合后為“負"來確定調節器的正、反作用。根據工藝要求調節閥選用氣開式,調節器的正反作用應該如何?解:先做兩條劃定:
(1)氣開調節閥為+A,氣關調節閥為-A;
(2)調節閥開大,被調參數上升為+B,下降為-B。
則A×B=“+"調節閥選反作用;
A×B=“-"調節閥選正作用。
閥為氣開+A,閥開大,液位下降-B,則有:
(+A)×(-B)=“-"調節器選正作用。
調節閥結構形式、特點、使用場合對照表:
| 類型 | 特點 | 主要使用場合 |
| 直通單座控制閥 | 結構簡單、泄露量小、易于保證關閉、 | 小口徑、低壓差 |
| 直通雙座控制閥 | 不平衡力小、泄露量較大 | 最為常用 |
| 角形控制閥 | 流路簡單,阻力較小 | 現場管道要求直角連接、高壓差、介質黏度大、含有少量懸浮物和顆粒狀固體 |
| 三通控制閥 | 有三個出入口與工藝管道連接,可組成分流與合流兩種形式 | 配比控制或旁路控制 |
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| 隔膜控制閥 | 結構簡單、流阻小、流通能力大、耐腐蝕性強 | 強酸、強堿、強腐蝕性、高黏度、含懸浮顆粒狀的介質 |
| 蝶閥 | 結構簡單、重量輕、價格便宜、流阻極小、泄露量大 | 大口徑、大流量、低壓差、含有少量纖維或懸浮顆粒狀介質 |
| 球閥 | 閥芯與閥體都呈球形體 | 流體的黏度大、污穢、雙位控制 |
| 凸輪撓曲閥 | 密閉性好、重量輕、體積小、安裝方便 | 介質黏度高、含懸浮物顆粒 |
| 籠式閥 | 可調范圍大、振動小、不平衡力小、結構簡單、套筒互換性好、汽蝕小、噪音小 | 壓差大、要求噪音小的場合。對高溫、高黏度及含固體顆粒的介質不適用 |