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調節(jié)閥的結構性能與應用

調節(jié)閥是工業(yè)生產過程中一種常用的調節(jié)機構，它的作用就是按照調節(jié)器發(fā)出的控制信號的大小和方向，通過執(zhí)行機構來改變閥門的開度以實現(xiàn)調節(jié)流體流量的功能，從而把生產過程中被調參數(shù)控制在工藝所要求的范圍內，從而實現(xiàn)生產過程的白動化。調節(jié)閥是自動化控制系統(tǒng)中一個十分重要且*的組成部分，正確的選擇和使用調節(jié)閥，直接關系到整個自動控制系統(tǒng)的控制質量，直接影響生產產品的質量。然而，自動控制系統(tǒng)不能正常有許多是由于調節(jié)閥的選型不當造成的，因此，如何正確選擇合適的調節(jié)閥，必須引起我們每一位自動化控制技術人員的高度重視。調節(jié)閥所反應出來的問題大多集中在調節(jié)閥的工作特性和結構參數(shù)上，公稱通徑及流量特性等。在這些參數(shù)中，流通能力更重要，它的大小直接反映調節(jié)閥的容覺，它是設計選型中的主要參數(shù)。因此，調節(jié)閥的選擇主要從以上幾個因素進行考慮。根據(jù)工作中調節(jié)閥的選型經驗簡單介紹一下調節(jié)閥的選型原則及注意事項。

一：調節(jié)閥結構形式的選擇

調節(jié)閥結構形式的選擇，應根據(jù)實際生產中工藝條件（溫度、壓力、流量等）、工藝介質的性質（如粘度、腐蝕性、有無毒害等）、調節(jié)系統(tǒng)的要求（調節(jié)范圍、泄漏量、噪音）以及防止調節(jié)閥產生汽蝕現(xiàn)象等因素綜合加以考慮。在流量大、壓差大、泄漏量要求不嚴格的場合，應優(yōu)先考慮雙座調節(jié)閥；套筒調節(jié)閥zui適宜用在介質壓差大、振動大的場合；蝶閥適宜用于低壓狀態(tài)的空氣或其它氣體的壓力、流zui調節(jié)。

二：調節(jié)閥流量特性的選擇

控制閥的流量特性是指流體流過閥門的相對流量和閥門的相對開度之間的關系，即：

Q/Q₁₀₀=f（L/L₁₀₀）

式中，Q/Q₁₀₀——閥門在某一開度下的流量與全開時流量的比；L/L₁₀₀——閥門在某一開度下的行程與全開時行程的比。

調節(jié)閥的流量特性一般常用的有如下四種：

（l）等百分比特性

等百分比特性也稱為對數(shù)特性，是指閥門的開度增加同樣的值時，通過的調節(jié)閥的流zui按照等百分比增加。調節(jié)閥在同樣開度變化值下，流量小時流量的變化也小，調節(jié)作用緩和平穩(wěn)；流量大時．流量的變化也大，調節(jié)作用靈敏而有效。等百分比特性的閥門在全行程閥門內的控制精度時不變的。

（2）直線特性

直線特性是指調節(jié)閥的相對流量和相對開度的比值為常數(shù)。調節(jié)閥在同樣開度變化值下，流量小時流量的變化值相對較大，凋節(jié)作用較強，容易產生超調和引起振蕩；流量大時，流量的變化值相對較小，調節(jié)作用不夠靈敏。

（3）拋物線特性

拋物線特性是指調節(jié)閥的相對流量與相對開度的二次方根成正比。拋物線特性介于直線特性和等百分比特性之間，改善了直線特性在小開度時調節(jié)性能差的缺點。

（4）快開特性

快開特性是指調節(jié)閥在開度很小時流量就已經較大，隨著開度增加，流量很快達到zui大值。

從調節(jié)閥的流量特性可以看出，調節(jié)閥的流量特性對選用調節(jié)閥有非常重要的意義，直接影響到自動控制系統(tǒng)的質量和穩(wěn)定性，因此必須正確合理選擇調節(jié)閥的流量特性。在工程應用中，我們選用zui多的是等百分比特性，對于壓差變化小、可調范圍小、開度變化小的場合，也可以選用直線特性的調節(jié)閥，V 型球閥一般選用拋物線特性。

三： 調節(jié)閥口徑的選定

計算選定調節(jié)閥口徑的方法在工程中常用 C 值法，即流通能力法。首先根據(jù)工藝條件和調節(jié)要求選定閥門的結構型式和流量特性，并且確定流量系數(shù) C 的計算方法和計算公式，然后把各項數(shù)值帶人計算公式計算出zui大流量下調節(jié)閥流量系數(shù) C_max 值，然后在標準閥門額定 C_v 值表中選擇與 1.2C_max 相近的 C_v值，其對應的為所選擇調節(jié)閥的閥徑，zui后進行噪聲和開度驗算，在zui大流zui下一般調節(jié)閥的開度不超過 85%，zui小流量下開度不小于 20%，若驗算結果滿意，閥門口徑就選定了，若驗算結果不滿意，則應從新選擇額定 C_v 值，再進行驗算，直到得到滿意的結果。

四： 調節(jié)閥材質的選擇

調節(jié)閥材質的選擇主要是指兩個方面：一是閥體、閥蓋材質的選擇，二組件（閥桿、閥芯、閥座）材質的選擇。閥體、閥蓋相當于壓力容器，因此要求其必須能承受介質的溫度、壓力和腐蝕，組件主要起節(jié)流作用，對它的基本耍求是耐腐蝕、耐沖刷，這是調節(jié)閥材質選擇的出發(fā)點。選擇調節(jié)閥的材質必須把握兩個大的原則：一是要保證安全可靠，也就是根據(jù)工藝特性，選擇諸如耐高溫、耐低溫、耐高壓、耐汽蝕以及耐腐蝕的材質；二是在滿足使用要求的前提下，還要考慮其性能、使用壽命和經濟性。

選用注意事項

（1）調節(jié)閥直接按照接管管徑選取是不合理的。閥門的調節(jié)品質與接管流速或管徑沒有關系，閥門的調節(jié)品質僅與水的阻力及流量有關。亦即一旦系統(tǒng)設備確定之后，理論上適合該系統(tǒng)的閥門只有一種理想的口徑，而不會出現(xiàn)多種選擇。

（2）調節(jié)閥口徑不能過小。選擇的閥門口徑過小，一方面會增加系統(tǒng)的阻力，甚至會出現(xiàn)閥門口徑 * 開啟時，系統(tǒng)仍無法達到設定的容量要求，導致嚴重后果。另一方面閥門將需要通過系統(tǒng)提供較大的壓差以維持足夠的流量，加重泵的負荷，閥門易受損害，對閥門的壽命影響很大。

（3）調節(jié)閥口徑不能過大。選擇的閥門口徑過大，不僅增加工程成本，而且還會引起閥門經常運行在低百分比范圍內，引起調節(jié)精度降低，使控制性能變差，而且易使系統(tǒng)受沖擊和振蕩。

（4）為了保證系統(tǒng)控制品質，的方法是在系統(tǒng)允許的范圍內選擇能獲得較大壓力降的閥門口徑，使閥門在運轉過程中壓力降的變化值盡可能小。閥門全開狀態(tài)下的壓力降占全泵壓百分比越高，則閥門壓力降相對變化值越小，閥門的安裝特性就越接近其內在特性。

（5）控制系統(tǒng)中調節(jié)閥應盡可能工作于恒定的壓力降條件下，因為閥門是否匹配盤管依賴于它的內在特性和流量因子，而這些閥門參數(shù)取決于恒定的閥門壓力降。

設計調節(jié)閥時，要求對調節(jié)閥的組成、分類和特性有一個清楚的認識，并在此基礎上掌握正確的選擇方法。而且，對于一個實際系統(tǒng)配置調節(jié)閥時，還需要進行詳盡的分析，綜合考慮各種因素。只有這樣，才能正確地選擇調節(jié)閥，保證調節(jié)系統(tǒng)的控制質量。