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沃中調節閥分類匯總(一)
發表時間:2011/4/15 0:00:00  |  點擊率:1034

沃中調節閥(控制閥)的組成和分類
  調節閥(控制閥)由執行機構和調節機構組成。執行機構可分解為兩部分:力或力矩轉換部件和位移轉換部件。將控制器輸出信號轉換為控制閥的推力或力矩的部件稱為力或力矩轉換部件;將力或力矩轉換為直線位移或角位移的部件稱為位移轉換部件。調節機構將位移信號轉換為閥芯和閥座之間流通面積的變化,改變操縱變量的數值。執行機構有不同的類型。按所使用能源,執行機構分為氣動、電動和液動三類。氣動執行機構具有歷史悠久、價格低、結構簡單、性能穩定、維護方便和本質安全性等特點,因此,應用廣。電動執行機構具有可直接連接電動儀表或計算機,不需要電氣轉換環節的特點,但價格貴、結構復雜,應用時需考慮防爆等問題。液動執行機構具有推力(或推力矩)大的優點,但裝置的體積大,流路復雜。通常,采用電液組合的方式應用于要求大推力(力矩)的應用場合。
  按執行機構輸出的移動方向,執行機構分為正作用和反作用執行機構。正作用執行機構在輸入信號增加時,閥桿向外移動。反作用執行機構在輸入信號增加時,閥桿向內移動。按執行機構輸出位移的類型,執行機構分為直行程執行機構、角行程執行機構和多轉式執行機構。直行程執行機構輸出直線位移。角行程執行機構輸出角位移,角位移小于360°例如,轉動角度為90°或60°蝶閥的執行機構。多回轉式執行機構與角行程執行機構類似,但轉動的角位移可以達多圈。
   按執行機構組成部件的類型,氣動執行機構分為薄膜執行機構、活塞執行機構、齒輪執行機構、手動執行機構、電液執行機構等。
   按執行機構動作方式,執行機構分為連續、離散兩類。連續類型執行機構的輸出是連續變化的位移信號。離散類型執行機構的輸出是開關變化的位移信號。電磁閥是常用的電動離散控制閥,安全放空閥也是常見的離散控制閥。
  按執行機構安裝方式,執行機構分為直裝式、側裝式。直裝式執行機構直接安裝在調節機構上。側裝式執行機構安裝在調節機構的側面,它通過一個增力裝置來改變位移方向和作用力大小。
  按執行機構輸出和輸入的動作特性,執行機構分為比例式、比例積分式等類型。比例式執行機構的輸出與輸入信號之間成線性關系。比例積分式執行機構的輸出是輸入信號的比例和積分作用之和。
  按執行機構輸入信號的類型,執行機構分為模擬式執行機構和數字式執行機構。模擬式執行機構接收模擬信號,例如,20~100kPa的氣壓信號,4~20mA的標準電流信號等。數字式執行機構接收數字信號,通常是一串二進制信號,用于開閉相應的數字閥。隨著現場總線技術的應用,接受現場總線數字信號的執行機構正得到廣泛應用。調節機構也有不同的類型。通常,將調節機構稱為閥。按結構分類,調節機構分為直通單座閥、直通雙座閥、三通閥、角形閥、高壓閥、隔膜閥、套筒閥、球閥、偏心旋轉閥、閘閥和蝶閥等。大多數普通的閥門可添加有關閥門附件,例如執行機構、閥門定位器、閥門位置檢測傳感器等。
  按流量特性,沃中調節閥分為線性閥、等百分比閥和快開閥等。
  按閥芯的形式,調節機構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、多級式和套筒式等。角行程閥芯分為偏心旋轉式、球式、V形切口式和蝶式等。
  按調節機構上閥蓋的形式,調節機構分為普通型、散熱或吸熱型、波紋管密封型、長頸 型等。其中,散熱型調節機構適用于高溫;吸熱型調節機構適用于低溫;對于深度冷凍的應用,可采用長頸型調節機構;波紋管密封型適用于有毒性、易揮發或貴重流體介質的控制,可防止介質外漏損耗和造成傷亡事故。
  按流向的不同,調節機構分為流開和流關、中心向外和外部向中心等。流開(flowopen)類調節機構中,在閥芯節流處流體流動方向與閥門打開的方向一致。流關(flowclose)類調節機構中,在閥芯節流處流體流動方向與閥門關閉的方向一致。中心向外(out-ward)類調節機構中,流體從套筒的中心向外流動。外部向中心(inward)類調節機構中,流體從套筒的外部向中心流動。
  按閥桿移動時流通面積的變化不同,調節機構分為正體閥和反體閥。正體閥的閥桿移人閥體時,流通面積減小,流量減少。反體閥的閥桿移人閥體時,流通面積增加,流量增加。
  按閥芯的導向方式不同,調節機構分為頂導向、頂底導向、閥桿導向、閥座導向和閥籠導向等。頂導向調節機構的閥芯導向由上閥蓋或閥體內一個導向軸完成;頂底導向調節機構的閥芯由上、下閥蓋的導向軸同時定向;閥桿導向是閥蓋上一個導向軸與閥座環中心對中,軸套對閥桿進行導向;閥座導向在小流量控制閥中使用,它通過閥座進行導向;閥籠導向調節構的閥芯與閥籠組成套筒結構,在整個行程范圍內,閥芯與閥籠內表面接觸,在閥籠上有閥籠孔,閥芯移動時改變閥籠孑L的流通面積。閥籠與閥蓋、閥座是自對中的,從而實現閥芯的導向。
  按閥體是否分離,調節機構分為整體閥和閥體分離閥。整體閥的閥體是一個整體;閥體
分離閥的閥體可以分離,便于拆卸和進行內部清洗,進行內部襯里的更換等。按閥體的材質,調節機構分為鑄鐵閥、鑄鋼閥、黃銅閥、不銹鋼閥、熱塑料閥、鈦
閥等。
  此外,按調節閥的應用場合,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。
  除了執行機構和調節機構外,調節閥還可添加一些附件來配合控制閥的動作,包括閥門定位器、手輪機構、信號轉換裝置、閥位檢測、傳送裝置和自鎖裝置等,這些附件使調節閥的功能更完善,使用更方便,應用更靈活,性能更優越。
沃中調節閥的分類匯總  
   將調節閥的執行機構和調節機構組合,可組成各種類型的調節閥。為了增強調節閥的功能,完善調節閥的性能,調節閥還可與一些調節閥附件組合,實現更高的控制精度,克服調節閥的死區等缺點,實現降級操作。下面介紹沃中閥門主要的調節閥類型。
  (1)直通單座調節閥 
      直通單座調節閥有一個閥芯和一個閥座。圖中,閥桿與閥芯連接,當執行機構作直線位移時,通過閥桿帶動閥芯移動。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,并在閥芯移動時,改變流體的流通面積,從而改變操縱變量,實現調節流體流量的功能。閥芯導向采用頂導向方式。一些直通單座閥采用頂底導向方式,提高導向精確度。一些小流量直通控制閥常采用閥座導向方式。直通單座調節閥只有一個閥芯和一個閥座,是一種常見的控制閥。其特點如下:
  1.泄漏量小,容易實現嚴格的密封和切斷,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合材料的軟密封,標準泄漏量為0.0l%C(C是額定流量系數)。
  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.由于流體介質對閥芯的推力大,即不平衡力大,因此,在高壓差、大口徑的應用場合,不宜采用這類控制閥。 
  (2)套筒調節閥
       套筒調節閥又稱籠式閥,它是閥內件采用閥芯和閥籠(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。套筒閥用閥籠內表面導向,用閥籠節流幾滿足所需流量特性。套筒調節閥的特點如下。
   1.安裝維護方便。閥座通過閥蓋緊壓在閥體上,不采用螺紋連接,安裝和維護方便。
   2.流量特性更改方便。套筒調節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構圖。在套筒上對稱地分布3、4或6個節流開孔,節流開孔形狀與所需流量特性有關,因此,可方便地更換套筒(節流開的形狀)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小孔,利用小孔增加阻力,將速度頭轉換為動能,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用。為降低控制閥噪聲,也可采用多級降壓方法,例如多級閥芯和套筒結構。由于控制閥兩端的總壓降被分配到各級,使各級都不會造成流體發生閃蒸和空化,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,如發生汽蝕,氣泡破裂產生的沖擊不作用到閥芯,而被介質自身吸收,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密封,長期運行后,密封環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。更換不同套筒,可獲得不同流量系數和不同流量特性。
   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,它具有阻尼作用,對控制閥穩定運行有利。因此,這類控制閥常用于壓差大、要求低噪聲的應用場合。   

(3)直通雙座調節閥 
       直通雙座調節閥有兩個閥芯和兩個閥座。流體從閥門的左側流人,經兩個閥芯和閥座后,匯合到右側流出。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,整個閥芯所受不平衡力小。直通雙座閥的特點如下。
  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行機構。
  3.正體閥和反體閥的改裝方便。由于雙座閥采用頂底雙導向,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,而不需要改選執行機構的正作用或反作用類型。圖4所示的雙座閥結構只需將閥體反裝,并與閥桿連接即可完成。
  4.泄漏量大。雙座閥的上、下閥芯不能同時保證關閉,因此,雙座閥的泄漏量較大,標準泄漏量為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,由于材料線膨脹量不同,造成的泄漏量會更大。
    5.抗沖刷能力差。閥內流路復雜,在高壓差應用場合,受到高壓流體的沖刷較嚴重,并在高壓差時造成流體的閃蒸和空化,加重了對閥體的沖刷,因此,雙座閥不適用于高壓差的應用場所。由于流路復雜,它也不適用于含纖維介質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不平衡力,雙座閥的優點已不明顯,而它的泄漏量大的缺點更為顯現,因此,在工業生產過程控制中,原來采用雙座閥的場合,可用帶平衡結構的套筒閥代替,國外制造商也采用整體結構的雙座直通閥來減小泄漏量的產品。
  (4)三通調節閥 
       三通調節閥按流體的作用方式分為合流閥和分流閥兩類。合流閥有兩個人口,合流后從一個出口流出。分流閥有一個流體人口,經分流成兩股流體從兩個出口流出。其特點如下。
  1.三通閥有兩個閥芯和閥座,結構與雙座閥類似。但三通閥中,一個閥芯與閥座間的流通面積增加時,另一個閥芯與閥座間的流通面積減少。而雙座閥中,兩個閥芯和閥座間的流通面積是同時增加或減少的。
  2.三通閥的氣開和氣關只能通過選擇執行機構的正作用和反作用來實現。雙座閥的氣開和氣關的改變可直接將閥體或閥芯與閥座反裝米買現。
  3.三通閥用于需要流體進行配比的控制系統時,由于它代替一個氣開控制閥和一個氣關控制閥,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,另一路流體不進行換熱。當三通閥安裝在換熱器前時,采用分流三通閥;當三通閥安裝在換熱器后時,采用合流三通閥。由于安裝在換熱器前的三通閥內流過的流體有相同溫度,因此,泄漏量較??;安裝在換熱器后的三通閥內流過的流體有不同的溫度,對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℃。
  三通閥采用閥籠結構,帶平衡孔,采用閥籠導向。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,用閥芯側面導向,雖然可減小不平衡力,但在一股流體接近關閉(流關流向)時,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構,可使不平衡力消除,并有阻尼作用,有利于控制閥的穩定運行。
  由于三通調節閥的泄漏量較大,在需要泄漏量小的應用場合,可采用兩個控制閥(和二通接管)進行流體的分流,或合流,或進行流體的配比控制。
  (5)角形調節閥
        角形調節閥適用于要求直角連接的應用場合,可節省一個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。
  與直通閥的另一區別是角形閥只能單導向,因此,不能通過反裝閥芯實現氣開或氣關作用方式的轉換,只能選用正作用或反作用執行機構來實現作用方式的轉換。角形閥的流體一般從底部流人,從閥側面流出。因此,流體中的懸浮物或顆粒不易在閥內沉積,可避免結焦和堵塞,具有自凈能力,便于維護和清洗,但對閥芯的沖刷較大。 采用側進底出的流向,可改善對閥芯的沖刷損傷,但在小開度時,由于是流關流向,容易發生根切現象,根切現象是小開度時,由于流體流動·造成不平衡力方向變化,使閥芯振蕩的不穩定現象。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構。角形調節閥的流路阻力小,因此,可降低閥兩端壓降,具有一定的節能效果。
  

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