化工儀表及自動化課件 調節(jié)閥

1、精品資料精品資料調節(jié)閥是指：調節(jié)閥是指：閥門調節(jié)閥閥門調節(jié)閥( (連續(xù)連續(xù)(linx)(linx)的的) )、開關閥、開關閥 調節(jié)閥在自控系統(tǒng)中的作用：接收調節(jié)器（計算機）調節(jié)閥在自控系統(tǒng)中的作用：接收調節(jié)器（計算機）輸出的控制信號，使調節(jié)閥的輸出的控制信號，使調節(jié)閥的開度產生相應變化，從而達到開度產生相應變化，從而達到調節(jié)調節(jié)操作變量流量操作變量流量的目的。的目的。 精品資料調節(jié)閥定義(dngy)是什么精品資料調節(jié)閥是控制系統(tǒng)必不可少的環(huán)節(jié)調節(jié)閥是控制系統(tǒng)必不可少的環(huán)節(jié)調節(jié)閥工作，使用調節(jié)閥工作，使用(shyng)條件惡劣，它也是控制系條件惡劣，它也是控制系統(tǒng)最薄弱的環(huán)節(jié)統(tǒng)最薄弱的環(huán)節(jié)原因：

2、調節(jié)閥與介質（操作變量）直接接觸原因：調節(jié)閥與介質（操作變量）直接接觸 (強強)腐蝕性、腐蝕性、(高高)粘度、粘度、(易易)結晶、結晶、 高溫、深冷、高壓、高差壓高溫、深冷、高壓、高差壓 精品資料輔助裝置輔助裝置(zhungzh)(zhungzh)：閥門定位器，電磁閥，空：閥門定位器，電磁閥，空氣過濾器或者三聯(lián)件（過濾，油霧潤滑，減壓）氣過濾器或者三聯(lián)件（過濾，油霧潤滑，減壓） 和和 手動操作機構手動操作機構 精品資料精品資料在過程控制領在過程控制領域應用很少域應用很少精品資料氣動氣動(q dn)(q dn)調節(jié)閥采用氣動調節(jié)閥采用氣動(q (q dn)dn)執(zhí)行機構執(zhí)行機構優(yōu)點：結構簡單、動

3、作可靠穩(wěn)定、輸出力大、安裝維修方優(yōu)點：結構簡單、動作可靠穩(wěn)定、輸出力大、安裝維修方便便(fngbin)、價格便宜和防火防爆、價格便宜和防火防爆缺點：響應時間大，信號不適于遠傳缺點：響應時間大，信號不適于遠傳 附件附件 采用電采用電/氣轉換器或電氣轉換器或電/氣閥門定位器，電磁閥使傳氣閥門定位器，電磁閥使傳送信號為電信號，現(xiàn)場操作為氣動信號送信號為電信號，現(xiàn)場操作為氣動信號電信號電信號氣信號氣信號精品資料電動電動(din dn)(din dn)調節(jié)閥調節(jié)閥采用電動采用電動(din dn)(din dn)執(zhí)執(zhí)行機構行機構優(yōu)點：動作較快、能源獲取方優(yōu)點：動作較快、能源獲取方便，特別適于遠距離的信號傳

4、便，特別適于遠距離的信號傳送送缺點：輸出力較小、價格貴缺點：輸出力較小、價格貴，且一般只適用于防爆要求，且一般只適用于防爆要求不高的場合不高的場合精品資料直通雙座調節(jié)閥直通雙座調節(jié)閥直通單座調節(jié)閥直通單座調節(jié)閥 籠式（套筒）調節(jié)閥籠式（套筒）調節(jié)閥角型調節(jié)閥角型調節(jié)閥三通三通(sn tn)(sn tn)調節(jié)閥調節(jié)閥高壓調節(jié)閥高壓調節(jié)閥隔膜調節(jié)閥隔膜調節(jié)閥波紋管密封調節(jié)閥波紋管密封調節(jié)閥超高壓調節(jié)閥超高壓調節(jié)閥小流量調節(jié)閥小流量調節(jié)閥低噪音調節(jié)閥低噪音調節(jié)閥直直行行程程式式調調節(jié)節(jié)機機構構角角 行行程程式式調調節(jié)節(jié)機機構構 同一類型同一類型(lixng)的氣動的氣動/電電動調節(jié)閥，分別采用氣動執(zhí)

5、動調節(jié)閥，分別采用氣動執(zhí)行機構和電動執(zhí)行機構行機構和電動執(zhí)行機構蝶閥蝶閥凸輪撓曲調節(jié)閥凸輪撓曲調節(jié)閥V型球閥型球閥O型球閥型球閥 精品資料氣動氣動(q dn)薄薄膜膜直通單座閥直通單座閥氣動氣動(q dn)薄薄膜膜直通雙座閥直通雙座閥氣動蝶閥氣動蝶閥精品資料氣動氣動(q dn)球閥球閥氣動氣動(q dn)切切斷閥斷閥氣動薄膜氣動薄膜角形閥角形閥精品資料電動電動(din dn)直通單座閥直通單座閥電動電動(din dn)隔膜閥隔膜閥電動電動三通閥三通閥精品資料電磁閥電磁閥精品資料反作用：當輸入信號增大時，流過執(zhí)行器的流量減小 氣動(q dn)調節(jié)閥通常稱為氣關閥 正作用：當輸入信號增大時，執(zhí)行器

6、的開度增大，即流過執(zhí)行器的流量(liling)增大 氣動調節(jié)閥通常稱為氣開閥從安全生產的角度來確定正反作用從安全生產的角度來確定正反作用H如果，介質是由強腐蝕性的，再生產過程中不允許溢出，調節(jié)閥的作用形式？如果后面的環(huán)節(jié)不允許沒有物料，調節(jié)閥的作用形式？精品資料根據(jù)控制信號的大小，產生相應的輸出力根據(jù)控制信號的大小，產生相應的輸出力F F和位移和位移(wiy)M(wiy)M(直線位移直線位移(wiy)l(wiy)l或角位移或角位移(wiy)(wiy)輸出力輸出力F F用于克服調節(jié)機構中流動流體對閥芯產生的作用力用于克服調節(jié)機構中流動流體對閥芯產生的作用力或作用力矩，以及摩擦力等其他各種阻力或作

7、用力矩，以及摩擦力等其他各種阻力位移位移(wiy)(l(wiy)(l或或)用于帶動調節(jié)機構閥芯動作用于帶動調節(jié)機構閥芯動作 氣動氣動(q dn)(q dn)執(zhí)行機構執(zhí)行機構 電動執(zhí)行機構電動執(zhí)行機構 精品資料氣動氣動(q dn)(q dn)執(zhí)行機構主要分為兩大類：薄膜式與活塞執(zhí)行機構主要分為兩大類：薄膜式與活塞式式薄膜式與活塞式執(zhí)行機構又可分為：有彈簧和無彈簧兩種薄膜式與活塞式執(zhí)行機構又可分為：有彈簧和無彈簧兩種 精品資料精品資料精品資料精品資料精品資料精品資料氣源氣源 P PO O氣源氣源P PO O精品資料基本部件：活塞和氣缸基本部件：活塞和氣缸活塞在氣缸內隨活塞兩側壓差而移活塞在氣缸內隨

8、活塞兩側壓差而移動動(ydng)(ydng)兩側可以分別輸入一個固定信號和兩側可以分別輸入一個固定信號和一個變動信號，或兩側都輸入變動一個變動信號，或兩側都輸入變動信號。信號。P1P2精品資料 調節(jié)機構是執(zhí)行器的調節(jié)部分，在執(zhí)行機構的輸出力和調節(jié)機構是執(zhí)行器的調節(jié)部分，在執(zhí)行機構的輸出力和輸出位移作用下，調節(jié)機構閥芯的運動，改變了閥芯與閥座輸出位移作用下，調節(jié)機構閥芯的運動，改變了閥芯與閥座之間的流通截面積，即改變了調節(jié)閥的阻力系數(shù)，使被控介之間的流通截面積，即改變了調節(jié)閥的阻力系數(shù)，使被控介質質(jizh)流體的流量發(fā)生相應變化。流體的流量發(fā)生相應變化。精品資料11執(zhí)行機構執(zhí)行機構22閥桿閥

9、桿33閥芯閥芯44閥座閥座55閥體閥體66轉軸轉軸(zhunzhu)(zhunzhu)77閥板閥板 主要主要(zhyo)(zhyo)構成：閥體、閥座、閥芯、和閥桿或轉軸構成：閥體、閥座、閥芯、和閥桿或轉軸精品資料精品資料精品資料精品資料它適用于要求泄漏量小，它適用于要求泄漏量小，適于小口徑、工作壓差適于小口徑、工作壓差較小的干凈較小的干凈(gnjng)(gnjng)介介質的場合。在應用中應質的場合。在應用中應特別注意其允許壓差，特別注意其允許壓差，防止閥門關不死防止閥門關不死 精品資料結構結構它適用于閥兩端壓差較大，泄漏量要求不高的干凈介質場合它適用于閥兩端壓差較大，泄漏量要求不高的干凈介質場

10、合，不適用于高粘度和含纖維的場合，不適用于高粘度和含纖維的場合 精品資料閥體為直角形閥體為直角形流路簡單、阻力小，適用于高流路簡單、阻力小，適用于高壓差、高粘度、含有懸浮物和壓差、高粘度、含有懸浮物和顆粒狀物質的調節(jié)。顆粒狀物質的調節(jié)。角形閥一般使用于底進側出，角形閥一般使用于底進側出，此時調節(jié)閥穩(wěn)定性好，此時調節(jié)閥穩(wěn)定性好，在高壓差場合下，為了在高壓差場合下，為了(wi (wi le)le)延長閥芯使用壽命，也可采延長閥芯使用壽命，也可采用側進底出。但側進底出在小用側進底出。但側進底出在小開度時易發(fā)生振蕩。開度時易發(fā)生振蕩。角形閥還適用于工藝管道直角角形閥還適用于工藝管道直角形配管的場合。形

11、配管的場合。 精品資料閥體有三個接管口，適用于三閥體有三個接管口，適用于三個方向流體的管路控制系統(tǒng)，個方向流體的管路控制系統(tǒng)，大 多 用 于 熱 交 換 器 的 溫 度大 多 用 于 熱 交 換 器 的 溫 度(wnd)(wnd)調節(jié)、配比調節(jié)和旁路調節(jié)、配比調節(jié)和旁路調節(jié)調節(jié)在使用中應注意流體溫差不宜在使用中應注意流體溫差不宜過大，通常小于是過大，通常小于是150150，否則，否則會使三通閥產生較大應力而引會使三通閥產生較大應力而引起變形，造成連接處泄漏或損起變形，造成連接處泄漏或損壞。壞。三通閥有三通合流閥和三通分三通閥有三通合流閥和三通分流閥兩種類型流閥兩種類型精品資料蝶閥是通過擋板以轉

12、軸為中心旋轉蝶閥是通過擋板以轉軸為中心旋轉來控制流體的流量。來控制流體的流量。結構緊湊、體積小、成本低，流通結構緊湊、體積小、成本低，流通能力能力(nngl)(nngl)大大特別適用于低壓差、大口徑、大流特別適用于低壓差、大口徑、大流量的氣體形或帶有懸浮物流體的場量的氣體形或帶有懸浮物流體的場合合泄漏較大泄漏較大蝶閥通常工作轉角應小于蝶閥通常工作轉角應小于7070，此，此時流量特性與等百分比特性相似時流量特性與等百分比特性相似多用于開關閥多用于開關閥精品資料精品資料套筒閥的結構比較特殊，閥體套筒閥的結構比較特殊，閥體與一般的直通單座閥相似，但與一般的直通單座閥相似，但閥內有一個圓柱形套筒，又稱

13、閥內有一個圓柱形套筒，又稱籠子，利用套筒導向，閥芯可籠子，利用套筒導向，閥芯可在套筒中上下移動。在套筒中上下移動。套筒上開有一定形狀的窗口（套筒上開有一定形狀的窗口（節(jié)流節(jié)流(ji li)(ji li)孔），套筒移動孔），套筒移動時，就改變了節(jié)流時，就改變了節(jié)流(ji li)(ji li)孔孔的面積，從而實現(xiàn)流量調節(jié)的面積，從而實現(xiàn)流量調節(jié)精品資料3 3、套筒閥分為單密封和雙密封兩種、套筒閥分為單密封和雙密封兩種結構，前者類似于直通單座閥，結構，前者類似于直通單座閥，適用于單座閥的場合；后者類似適用于單座閥的場合；后者類似于直通雙座閥，適用于雙座閥的于直通雙座閥，適用于雙座閥的場合。場合。4

14、4、套筒閥具有穩(wěn)定性好、拆裝維修、套筒閥具有穩(wěn)定性好、拆裝維修方便等優(yōu)點，因而得到廣泛應用方便等優(yōu)點，因而得到廣泛應用，但其價格，但其價格(ji(ji g)g)比較貴。比較貴。精品資料轉軸帶動閥芯偏心旋轉轉軸帶動閥芯偏心旋轉體積小，重量輕，使用可體積小，重量輕，使用可靠，維修方便，通用性靠，維修方便，通用性強，流體強，流體(lit)(lit)阻力阻力小等優(yōu)點，適用于粘度小等優(yōu)點，適用于粘度較大的場合，在石灰、較大的場合，在石灰、泥漿等流體泥漿等流體(lit)(lit)中中，具有較好的使用性能，具有較好的使用性能。精品資料精品資料精品資料閥芯也為一球體但球體上開孔為V形口，隨著球體的旋轉，流通截

15、面積不斷發(fā)生變化，但流通截面的形狀始終保持為三角形。該閥結構簡單，維修方便，關閉性能好，流通能力大，可調比大流量特性近似為等百分比特性，適用于纖維(xinwi)、紙漿及含顆粒的介質。 精品資料精品資料 刀閘閥又稱刀門閘閥，刀型漿液閥，從八十年代進入我國。在不到二十年的時間里，其使用范圍從普通領域擴展(kuzhn)到了更為廣闊的各行各業(yè)。從礦山電廠的選煤、排矸、排渣。發(fā)展到了城市的污水處理，從一般的工業(yè)管道發(fā)展到了食品、衛(wèi)生、醫(yī)藥等專業(yè)管道系統(tǒng)。超薄型的刀閘閥以其體積小、流阻小、重量輕、易安裝、易拆卸等優(yōu)點徹底解決了普通閘閥、平板閘閥、球閥、截止閥、調節(jié)閥、蝶閥等類閥門的流阻大、重量大、安裝難、

16、占地面積大等的疑難問題。刀閘閥出現(xiàn)后，大量的通用切斷類閥門和調節(jié)閥門已被之取代。到今天，全球刀閘閥用量最大的是美國和日本。 精品資料精品資料可調比可調比R R反映反映(fnyng)(fnyng)調節(jié)閥的調節(jié)能力的大小調節(jié)閥的調節(jié)能力的大小 定義定義(dngy):(dngy):調節(jié)閥所能調節(jié)的最大流量和最小流量之調節(jié)閥所能調節(jié)的最大流量和最小流量之比比 minmaxQQR 調節(jié)閥前后壓差的變化，會引起可調比變化調節(jié)閥前后壓差的變化，會引起可調比變化，將可調比分，將可調比分為理想可調比和實際可調比為理想可調比和實際可調比理想可調比由結構設計決定，通常理想可調比由結構設計決定，通常 R=30 或或

17、50精品資料調節(jié)閥流量特性：介質流過調節(jié)閥的相對調節(jié)閥流量特性：介質流過調節(jié)閥的相對(xingdu)(xingdu)流流量與相對量與相對(xingdu)(xingdu)位移（即閥的相對位移（即閥的相對(xingdu)(xingdu)開度）之間的關系開度）之間的關系 )(maxLlfQQ調節(jié)閥前后壓差的變化調節(jié)閥前后壓差的變化(binhu)(binhu)，會引起流量變化，會引起流量變化(binhu)(binhu)。流量特性分為理想流量特性和實際流量特性。流量特性分為理想流量特性和實際流量特性精品資料控制閥的固有特性，由閥芯的形狀控制閥的固有特性，由閥芯的形狀(xngzhun)(xngzhun)所

18、決所決定定1-1-快開特性快開特性(txng)(txng)2-2-直線特性直線特性3-3-拋物線特性拋物線特性4-4-等百分比（對數(shù)）特性等百分比（對數(shù)）特性精品資料kLldQQd)()(maxLlRRQQ) 1(11max特點特點(tdin)(tdin)：a.a.放大系數(shù)是常放大系數(shù)是常數(shù)數(shù) 調節(jié)閥的相對流量與相對位移成直線關系，即單位位移變化調節(jié)閥的相對流量與相對位移成直線關系，即單位位移變化(binhu)(binhu)所引起的流量變化所引起的流量變化(binhu)(binhu)是常數(shù)是常數(shù) LlRR)11 (1b. Q 流量相對變化值流量相對變化值 精品資料maxmax)()(QQkLl

19、dQQd特點特點(tdin)(tdin)：a. Q a. Q 放大系放大系數(shù)數(shù)單位相對位移變化所引起的相對流量單位相對位移變化所引起的相對流量(liling)(liling)變化與此變化與此點的相對流量點的相對流量(liling)(liling)成正比關系成正比關系b. 流量相對變化值是常數(shù)流量相對變化值是常數(shù) (1)maxlLQRQ精品資料單位相對位移的變化所引起單位相對位移的變化所引起(ynq)(ynq)的相對流量變化與的相對流量變化與此點的相對流量值的平方根成正比關系此點的相對流量值的平方根成正比關系 maxmax)()(QQkLldQQd2max) 1(1 1LlRRQQ精品資料在開度

20、較小時就有較大的流量，隨著開度的增大，流量很在開度較小時就有較大的流量，隨著開度的增大，流量很快就達到快就達到(d d(d d o)o)最大；此后再增加開度，流量變化很小最大；此后再增加開度，流量變化很小適用于迅速啟閉的位式控適用于迅速啟閉的位式控制制(kngzh)(kngzh)或程序控制或程序控制(kngzh)(kngzh)系統(tǒng)系統(tǒng) 上述上述4 4種流量特性中：直種流量特性中：直線和等百分比最常用線和等百分比最常用精品資料 執(zhí)行器的選用是否得當，將直接影響控制執(zhí)行器的選用是否得當，將直接影響控制(kngzh)(kngzh)系系統(tǒng)的控制統(tǒng)的控制(kngzh)(kngzh)質量、安全性和可靠性質

21、量、安全性和可靠性 執(zhí)行器的選擇，主要執(zhí)行器的選擇，主要(zhyo)(zhyo)是從以下三方面考慮是從以下三方面考慮：1.1.調節(jié)閥的結構形式調節(jié)閥的結構形式2.2.調節(jié)閥的流量特性調節(jié)閥的流量特性3.3.調節(jié)閥的口徑調節(jié)閥的口徑精品資料比較項目比較項目氣動薄膜執(zhí)行機構氣動薄膜執(zhí)行機構電動執(zhí)行機構電動執(zhí)行機構可靠性可靠性高（簡單、可靠）高（簡單、可靠）較低較低驅動能源驅動能源需另設氣源需另設氣源簡單方便簡單方便價格價格低低高高輸出力輸出力大大小小剛度剛度小小大大防爆防爆好好差差工作環(huán)境工作環(huán)境大（大（4080）?。ㄐ。?055）精品資料可以可以(ky)(ky)根據(jù)實際使用要求，綜合考慮確定根據(jù)

22、實際使用要求，綜合考慮確定選擇選擇(xunz)(xunz)執(zhí)行機構時，還必須考慮執(zhí)行機構的執(zhí)行機構時，還必須考慮執(zhí)行機構的輸出力（力矩）應大于它所受到的負荷力（力矩）輸出力（力矩）應大于它所受到的負荷力（力矩） 負荷力（力矩）包括流體對閥芯產生的作用力（不平衡力負荷力（力矩）包括流體對閥芯產生的作用力（不平衡力）或作用力矩（不平衡力矩）閥桿的摩擦力、重量以及壓）或作用力矩（不平衡力矩）閥桿的摩擦力、重量以及壓縮彈簧的預緊力縮彈簧的預緊力 對于氣動薄膜執(zhí)行機構對于氣動薄膜執(zhí)行機構: :工作壓差小于最大允許壓差工作壓差小于最大允許壓差但當所用調節(jié)閥的口徑較大或壓差較高時，執(zhí)行機構要求有但當所用調節(jié)

23、閥的口徑較大或壓差較高時，執(zhí)行機構要求有更更大的輸出力，此時可考慮用大的輸出力，此時可考慮用，也可選用，也可選用再配上再配上 精品資料主要依據(jù)是：主要依據(jù)是：（1 1） 流體性質流體性質 如流體種類、粘度、腐蝕性、是否如流體種類、粘度、腐蝕性、是否含懸浮顆粒含懸浮顆粒（2 2） 工藝條件工藝條件 如溫度、壓力、流量、壓差、泄漏如溫度、壓力、流量、壓差、泄漏量量（3 3） 過程控制要求過程控制要求 控制系統(tǒng)精度、可調比、噪音控制系統(tǒng)精度、可調比、噪音 根據(jù)以上各點進行綜合考慮，并參照各種根據(jù)以上各點進行綜合考慮，并參照各種調節(jié)機構的特點調節(jié)機構的特點(tdin)(tdin)及其適用場合，同時兼顧

24、經(jīng)及其適用場合，同時兼顧經(jīng)濟濟性，來選擇滿足工藝要求的調節(jié)機構性，來選擇滿足工藝要求的調節(jié)機構精品資料氣開式調節(jié)閥氣開式調節(jié)閥: :有信號壓力輸入時閥打開，無信號壓有信號壓力輸入時閥打開，無信號壓力時閥全關力時閥全關信號壓力升高時，閥門的開度增大信號壓力升高時，閥門的開度增大氣關式調節(jié)閥氣關式調節(jié)閥: :有信號壓力時閥關閉，無信號壓力時有信號壓力時閥關閉，無信號壓力時閥全開閥全開信號壓力升高時，閥門的開度減小信號壓力升高時，閥門的開度減小氣開氣關的選擇考慮氣開氣關的選擇考慮(kol)(kol)原則是：原則是： 信號壓力中斷時，應保證設備和操作人員的安全信號壓力中斷時，應保證設備和操作人員的安全，如閥門處于打開位置時危害性小，則應選用氣關式，如閥門處于打開位置時危害性小，則應選用氣關式；反之，則用氣開式；反之，則用氣開式 精品資料先按控制系統(tǒng)的特點選擇法的希望流量先按控制系統(tǒng)的特點選擇法的希望流量(liling)(liling)特特性性再根據(jù)工藝培關情況選擇理想再根據(jù)工藝培關情況選擇理想(lxing)(lxing)特性，使畸變特性，使畸變后的工作流量特性能滿足控制系統(tǒng)的要求后的工作流量特性能滿足控制系統(tǒng)的要求精品資料在調節(jié)閥前后壓差為在調節(jié)閥前后壓差為100KPa100K