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调节阀概述
发布时间: 17年08月02日 被阅览数: 次 来源: 作者:admin

调节阀按调节仪表的控制信号,直接调节流体的流量,在过程控制系统中起着十分重要的作用。过程控制系统的调节器、变送器等仪表,使用条件比直接与流体接触的调节阀要简单的多。因此,应根据使用条件和用途来选择调节阀。

选择调节阀项目有:结构型式、公称通径、压力、温度、管道连接、上阀盖型式、流量特性、材料及执行机构等。深入研究各个项目和它们之间的相互关系,是及其重要的。

选择调节阀必须已知过程控制的各种工艺参数,以及调节仪表、管道连接等基本条件,才能正确地选择调节阀。

流量特性与阀芯

调节阀的流量特性是在阀两端压差不变的情况下,不可压缩流体通过调节阀的流量与开度之间的关系,这种流量特性叫做固有流量特性,一般用直角坐标来表示。纵轴为开度的百分数,横轴为该压差下的流量系数CV值的百分数(或流量百分数)。

典型的固有流量特性有线性特性和等百分比特性。实际上,调节阀控制工艺介质时,开度的变化阀上的压差也是发生变化的。在这种情况下,调节阀的开度与流量之间的特性曲线就会偏离固有流量特性曲线,我们把这种流量特性叫做实际的流量特性

1.线性流量特性

   线性流量特性,指调节阀的流量与开度成比例关系。CV=KL   (K:常数  L:开度)

2、等百分比流量特性

   等百分比流量特性,指行程变化所引起的流量变化率与此点原来的流量成正比关系。    3、可调范围

   可调范围是指调节阀所能控制的最大流量与最小流量的比值。当调节阀上两端压差不变时,调节阀的可调范围称为固有的可调范围。    

    在负荷变化大的场合,必须计算出最大流量时的Cv max 和最小流量时的Cv min,然后检查一下按Cv max 所选择的调节阀,是否能满足最小流量的Cv min 要求。

流量特性的选择:

    选择的原则是:选择的流量特性正好与调节对象的特性和调节器的特性相反。这样,调节系统的综合特性可接近与线性。但是对于调节阀制造厂来说,实际上不可能都通晓各个工艺流程的管道流阻、储压罐及泵类等装置的特性。用户是根据掌握的具体资料来选择调节阀的流量特性,大多选用等百分比流量特性。

选择基本原则是:

   1、 线性流量特性

  •  压差变化小,几乎恒定 。
  • 整个系统的压力损失大部分分配在阀上(开度变化,阀上压差变化相对较小)。
  •  外部干扰小,给定值变化小。(可调范围要求小的场合)
  • 工艺流程的主要参数的变化呈线性

     2、等百分比流量特性

  • 要求大的可调范围。
  • 管道系统压力损失大。
  • 开度变化、阀上压差变化相对较大。

阀芯型式:

调节阀阀芯有等百分比流量特性和线性流量特性,其几何形状有柱塞型、V型缺口和套筒形等。

  • 柱塞型阀芯

   柱塞型阀芯的流量特性,有等百分比特性和线性特性两种,还有气密性的嵌聚四氟乙烯阀座的阀芯

  • V型缺口阀芯

   它是三通阀阀芯,流量特性为线性

  • 套筒形阀芯

   笼式阀的流量特性,由套筒窗口几何形状决定的。流量特性有等百分比和线性两种。还有气密性的嵌聚四氟乙烯阀座的阀芯。

大口径阀和高温阀采用分离式套筒,低噪音笼式阀可以降低噪音。

  • 快开特性(两位式)阀芯

   快开阀芯几何形状呈平底器皿形,有表面堆焊司太莱合金的阀芯,也有气密性的嵌聚四氟乙烯阀座的阀芯。如阀座密封面承受密封压力太大,可改用线性阀芯,但它的允许压差不宜太大。

  • 偏心旋转阀芯

   偏心旋转阀可调范围为100:1,固有流量特性接近线性。但在40%开度以内,流量特性近似于等百分比特性,通过变换阀门定位器反馈凸轮,可把这个固有流量特性改变成等百分比特性。另外嵌聚四氟乙烯阀座的阀芯,可达到密封性。

压力和温度等级:

阀体是连接在工艺管道上的压力容器,选择公称压力目的是使阀体长期受到流体温度、压力和管道压力作用,而不损坏。

标准的公称压力一般按工艺管道规格的标准来决定。常用的公称压力JIS标准到63kg/cm2,ANSI标准到2500磅。

标准的公称压力:

    一般来说,阀体壁厚由阀体壁厚强度来决定,而壁厚强度与当时流体温度下材料许用压力和流体压力有关。但是工艺流体条件千变万化,不可能对这个条件进行计算。

因此,在ANSI B16.5-1997标准规定的标准公称压力条件下,壁厚是由某一个选定的设计压力(7000psi)来决定的。而与材料种类无关,按材料种类确定应力.温度等级关系。

上阀盖型式:

    上阀盖和阀体一样,也是压力容器,内装填料,以防工艺流体泄露。根据填料保护方法与密封型式,上阀盖有好几种结构形式,选用那种结构形式应根据工艺条件而定,但是偏心旋转阀的上阀盖和阀体是整天,使用范围在一定固定的范围内。

填料:

    填料不仅要有良好的密封性,而且还要有较小的摩擦系数。填料的选择与工艺流体性质、温度、压力有关,还应注意使用方法。

真空:

当流体压力为负压(即低于标准大气压)场合,石棉填料容易吸入空气,遇到这种情况,通常要把聚四氟乙烯填料反装。

低温:

低温流体一般用V型聚四氟乙烯填料。但实际上常把V型聚四氟乙烯填料和含浸聚四氟乙烯石棉填料组合使用。

氢气:

氢气是一种易燃物质。由于它的比重小,易于泄露,所以,选择填料应特别小心,采用V型聚四氟乙烯填料和含浸聚四氟乙烯石棉填料组合方式。当流体温度高于200℃时的场合,大多数采用双重密封的结构型式。

含有固体颗粒的流体:

V型聚四氟乙烯填料往往因流体中的硬质颗粒收到冲撞、损伤,因此采用组合结构,上半部装V型聚四氟乙烯填料,下半部装石棉绳填料来保护填料。

垫片:

阀体与上、下阀盖之间或者笼式阀套筒与阀体之间都要使用垫片。应根据流体条件,来选择合适的垫片。

笼式阀(公称压力≤ANSI600)

    从结构性质上考虑,阀体与上阀盖之间,用锯齿形金属垫片,阀体与套筒之间用缠绕式垫片。

    分离式套筒的笼式阀,下套筒与阀采用螺纹连接,不用垫片。

高压阀:

    公称压力≥ ANSI 900单座阀和笼式阀,阀体与阀座或阀体与套筒采用螺纹连接,中间要加金属垫片。



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