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進口調節閥結構特征及選型指導

來源:富林克泵閥(上海)有限公司   2018年07月04日 15:00  

進口調節閥的作用--
進口調節閥又稱進口控制閥,它是工業自動化過程控制系統的終端控制單元。在系統中,調節閥接受儀表輸出的控制信號,驅動動力操作去改變被調介質的流量和壓力。也可以稱之為節流部件,起一個變阻元件的作用,其核心是一個可變位移的閥芯與不移動的閥座之間形成的節流窗口(節流面積),改變位置就可以改變調節閥的阻力特性,從而改變工藝系統的阻力特性,達到調節流量的目的,對生產中某些工藝參數(如流量、壓力、溫度、液位等)進行自動調節,實現過程控制自動化。
進口調節閥的構成--
總體構成:包括執行器、閥體、閥內組件、各種附件所組成。
執行機構:氣動、電動或液體的裝置,它是調節閥的主要驅動單元。
附件構成:定位器、變送器、轉換器、手動操縱器、電磁閥和限位開關等等。
進口調節閥的分類--
按驅動方式分為:氣動調節閥、電動調節閥、液動調節閥、自力式壓力調節閥、自力式溫度調節閥;
按運轉方式分為:直行程、角行程;
按結構分為:單座調節閥、雙座調節閥、套筒調節閥、角式調節閥、三通調節閥、V型調節閥等
進口調節閥性能指標--
流量系數:用統一恒定的閥門壓降下所測得的大流量值為流量系數。它是閥門幾何結構和給定行程有關的常數。流量系數是體現調節閥流通能力的重要指標,流量系數通常用Cv、Kv來表示;
Cv—英制單位的流量系數。其定義為:溫度60·F(15.6℃)的水,在llb/in⒉(7kpa)壓降下,沒分鐘流過調節閥的美加侖數。
Kv—單位制(SI制)的流量系數?,F已在國內廣泛采用。其定義為溫度5—40℃度的水,在100kpa(0.1mpa)壓降下,每小時流過調節閥的立方米數。
C、Cv、Kv之間的關系為:Cv=1.17CKv=1.01C
額定流量系數:額定行程下閥門的流量系數。額定行程是閥門截流元件從全關位置運動至額定全開位置的距離。通常為閥門的大開度,并以百分比表示。
相對流量系數:行程時流量系數。與額定行程的流量系數之間的比例。
流量特性:當額定行程從0變化到100%時,流經閥門的大流量的百分比與額定行程百分比之間的關系,以曲線表示,稱為流量特性。這也是衡量閥門流通特性和能力的重要的指標。
固有流量特性:是在經過閥門的壓力降恒定時,所得出流量與行程之間的流量特性曲線,它只與閥門幾何機構和行程有關.
典型閥門特性曲線分析--
有關恒定閥門的壓力降方法所測得的閥門流量特性曲線,典型的有三種:線性、等百分比和快開。
快開特性:一種固有流量特性,在行程百分比很低的位置,即在截流元件行程很小,開度很小的位置,提供很大的流量變化,即可以獲得很大的流量系數。
線性特性:一種固有流量特性,額定行程的等量增加與大流量成正比例的增加,即行程的等量增加提供的流量系數也等量增加??梢杂靡粭l直線在流量特性圖上表示出來。
等百分比特性:一種固有流量特性,額定行程的等量增加回產生大流量等百分比的改變。額定行程的等量增加回產生流量系數的等百分比的改變。
閥門流量特性優缺點的比較--
從調節閥特性曲線圖可以看出,快開性在低開度位置能提供大的流量改變,該特性的閥通常用于開關切合。直線特性始終在等百分比特性的上方。在同一開度下,直線特性流量大,壓差變化快,故調節速度比等百分比特性快。從流量的相對變化上看,直線特性小開度變化大,大開度變化小,使小開度時調節太快、太強、易產生超調、引起振蕩;大開度時調節作用太慢太弱,不夠及時、靈敏。而等百分比特性正好彌補了這個缺點,它的流量相對變化是一個常數,小開度時流量小,流量的變化也小,調節平穩緩和;大開度時流量大流量變化也大,調節靈敏有效,因而其適應性也比直線特性強。由于等百分比特性大部分流量集中在后面,開度為70%時,相對流量僅36.2%,90%時為71.2%,因此,等百分比閥的容量不易充分利用,故經濟性差。選閥時,有時會出現等百分比特性比選直線特性口徑要大一檔的情況,特殊材料的閥,選用時更應加以考慮。
進口調節閥選型--
1、 選型的重要性
調節閥選型應用的好壞,除產品自身質量、用戶是否正確安裝、使用、維護外,正確地計算、選型十分重要。由于計算選型的失誤,將會影響整個系統,甚至無法投用或引起巨大的經濟損失。所以,用戶采購人員、系統設計人員必須對調節閥的選型重視,應由經驗豐富的設計院、研究所、生產廠的調節閥專業人員計算、選型。
2、 執行器的選擇
a根據現場條件選擇執行機械驅動類型:當現場只能提供氣源和控制信號時,選氣動執行機構;當現場只能提供電源和控制信號時,選電動執行機構;如果氣源和電源以及控制信號都沒有時,只能選自力式調節閥。
b電動執行機構的特點:優點是驅動源(電源)方便,控制線路比氣動執行機構簡單,缺點是可靠性、防水防爆防護性能、穩定性、壽命不如氣動執行機構,而且批量使用時成本高,建議優先選用氣動式。
c氣動執行機構的特點:優點是性能穩定、防護性好、批量使用時可以明顯地節約成本、而且重量輕、壽命長,缺點是控制線路相對復雜(需布氣源管路和信號線路),選配附件繁瑣,如果沒有氣源單臺使用成本高。
3、   結構類型的選擇
調節閥常用的結構類型有:直行程的單座閥、套筒閥、雙座閥、三通閥(合流、分流)、直角閥,角行程的O球閥、V球閥、蝶閥。

根據現場工藝參數條件及要求,結合下表中調節閥的不同結構的特點來選擇:
結構類型,特點與運用場合
單座閥:閥座泄漏量小,容許壓差小,適用于一般流體,要求密封性好或兼具切斷功能的場合。
雙座閥:不平衡力小,容許壓差較單座閥大,但流路復雜,閥座泄漏量比單座閥和套筒閥都要大。適用于壓差較大,對密封性沒有要求的場合。
套筒閥:穩定性好,容許壓差大,容易更換維修內件。適用于一般流體,壓降損失小,流量大,可調范圍廣,動態穩定性好,噪音小,空化腐蝕性小,它結合了單座和雙座的優點。
角型閥:有單座和套筒兩種結構形式,流路簡單,入口、出口成90度直角,便于自凈和清洗。適用于直角連接的場合以及高粘稠含顆粒等物質的介質。
三通調節閥:直行程的三通調節閥分為合流閥和分流閥兩種,合流是將兩種不同的介質按不同的比例或要求混合成一種介質,分流則是將一種介質按照不同的比例或要求分成兩路流出,這兩種閥常被用于加熱或冷卻系統、熱交換器。
V型球閥:調節性能比O型球閥好,流量系數大,容許壓差大,密封性好、結構緊湊,適用于紙漿、污水、含有纖維質、顆粒等流體。
O型球閥:流量系數大,密封性好,結構緊湊,但流量特性單一,他和蝶閥一樣只是一種近似百分比的流量特性,比它結構的調性能差。它適用于污水、含少量顆粒等流體,調節性能不是特別嚴格的和同時要求切斷場合。
蝶閥:流量系數大,結構緊湊,口徑范圍大,重量輕、成本低,但是流量特性單一,他和O型球閥一樣只是一種近似百分比的流量特性,比它結構的調性能差。它適用于污水、空調系統初調整,調節性能不是特別嚴格的場合。
4、 閥體材質和密封材料的選擇
a閥體耐壓等級、使用溫度和耐腐蝕性能等方面應不低于工藝連接管道的要求,并應優先選用制造廠定型產品
b水蒸汽或含水較多的濕氣體和易燃易爆介質,不宜選用鑄鐵閥。
c環境溫度低于-20℃時(尤其是北方),不宜選用鑄鐵閥。
d對強腐蝕性介質,選用耐蝕合金必須根據介質的種類、濃度、溫度、壓力的不同,選擇合適的耐腐蝕材料。
e對襯里材料(氟橡膠、塑料、PTFE)的選擇時該工作介質的溫度、壓力、濃度都必須滿足該材料的使用范圍,并考慮閥動作時對它物理、機械的破壞(如剪切破壞)。
f典型的特殊介質應選擇典型耐蝕合金材料。
5、流量特性的選擇
a等百分比流量特性。
b線性流量特性,又分為直線性和拋物線性。
c近似等百分比流量特性。
6、作用方式及故障保護選擇
a電動調節閥,作用方式選擇:電開式、電關式,故障保護(需保持電源),信號中斷時:全關、保持、全開。
b氣動調節閥,作用方式選擇:氣開式、氣關式,故障保護(氣源信號中斷時):全關(氣開式)、全開(氣關式)。
c自力式壓力調節閥,作用方式選擇:控制閥前,起泄壓作用;控制閥后,起減壓穩壓作用。
7、附件的選擇
當控制系統對調節閥提出各式各樣的特殊要求時,必須選配以下各種附件來實現這些要求:
a電氣定位器,接收控制信號用于改善控制閥調節性能的工作特性,實現正確定位。
b回訊器,也叫限位開關,用于閥位開關顯示或閥門運行時行程工作位置遠程反饋。
c空氣過濾減壓器用于凈化氣源、調節氣壓。
d電磁閥,實現控制氣源的切換,保證閥門在電源故障時閥門處于所希望的安全開度位置。
e手輪機構,當控制系統的控制器發生故障時,可以通過手動方式操作閥門。
f閥位變送器,將調節閥的運動位適時以信號形式反饋到遠程控制室或接收設備。
g氣動保位閥,也叫鎖氣閥,當調節閥的氣源發生故障時,保持閥門處于氣源發生故障前的開度位置。

進口調節閥安裝維護--

安裝維護

1

安裝前必須仔細核實產品型號、規格,材質等是否符合訂貨要求。

2

安裝前必須仔細檢查產品外觀是否有破損和螺絲是否有松動。

3

安裝前必須檢查閥的內腔和密封面是否有污垢、鐵銹附著。

4

安裝前應清洗密封面及法蘭連接面和管道、接口及流道。

5

安裝前應進行啟閉檢查,檢查閥桿動作是否靈活。

6

必須按照閥流向箭頭與介質流動方向一致安裝閥門。

7

遇到閥體公稱通徑小于管路時,應使用漸縮管件。

8

調節閥應安裝在環境溫度在-20℃~50℃、空氣中無強腐蝕性氣體的地方,必須遠離連續振動設備。

9

調節閥一般應安裝在水平管道上,需水平或傾斜安裝一般要加支撐,避免給閥帶來附加應力。

10

為便于維護檢修,調節閥應安裝在靠近地面或樓板的地方。在管道標高大于2米時,應盡量放在平臺上。同時如有手動操作,安裝位置還應考慮便于操作人員手動操作和能夠比較方便的看到開度指示。

11

調節閥不應安裝在旁路閥的正下方,以避免旁路閥內介質泄漏在調節閥上。

12

多塵埃環境中的調節閥,應圍繞著閥桿安裝一個橡皮或塑料套,以保護閥桿的拋光面。

13

安裝時,閥出入口軸線應與管道軸線一致;管道法蘭端面應平行,管道法蘭間距與調節閥法蘭間距相等;法蘭連接螺栓應均勻對稱擰緊。

14

閥與管道間的墊片孔徑應不小于閥公稱通徑,其材質應與介質種類及溫度相適應。

15

建議指派專人對調節閥每月進行定期的視檢查,每年至少進行3次以上檢修維護。

 

氣動調節閥故障分析與解決方法

故障現象

分析故障產生的原因

故障排除方法

閥不動作

定位器,有氣源、有信號,但沒輸出

信號的正、負極接反

正確接線

定位器中放大器的恒節流孔被堵塞

清除污物

壓縮空氣中的水份聚集于放大器內

清除、干燥 氣源

有信號但仍無動作

閥芯與閥座卡死

清除、更換零件

閥芯與錐銷脫落

連接好錐銷

執行機構故障(如氣缸漏氣)

更換O形圈

高溫條件下關閉過緊,造 成卡死

拆開閥、清潔研磨重裝

閥動作不穩定

氣源、信號壓力正常、但調節閥動作仍無動作

定位器故障(參見定位器說明書)

按定位器說明書檢修

輸出管線漏氣

檢修管線

執行機構輸出轉矩大小

更換執行器

閥振動有鳴志

調節閥接近全閉位置時振動

調節閥選大了、常在小開度處工作

重新計算改小閥座直徑

誤選成流閉型,正常應選流開型

改變安裝方向

調節閥任何開度都振動

管道支撐不穩

對調節閥另加支撐固定

附近有振動源

消除振動源

系統共振

換閥改變頻率消除共振

閥的動作遲鈍

往復行程動作遲鈍

閥體內有粘性大介質,有堵塞結焦現象

清洗

填料壓得太緊

放松填料

進氣時動作遲鈍

氣缸漏氣或管線漏氣

檢修或換零件

閥的泄漏量大

關閉到位后泄漏量大

閥芯閥座密封面被管道中雜質劃傷

檢修或換零件

閥芯或閥座移位密封不嚴

調整閥芯或閥座位置并緊固

閥芯不能關閉到位

氣缸兩端限位螺釘位置不對,使閥芯關不到位;手輪位置不正確

調整限位螺釘;旋進后旋出手輪絲桿,調好手輪

氣開閥彈簧預壓力不夠或氣閉閥氣源壓力過大

增加彈簧預壓力或增加氣源壓力

閥腔內有硬物卡位

清除異物

打開閥時啟跳嚴重

閉關閉后再打開開啟跳嚴重

流閉型;閥芯關閉過緊

轉180°安裝板,改為流開型

定位器氣開閥4mA時輸入壓力過低

提高啟點輸出壓力

不能比例

信號變化時閥門全開或全關

定位器與氣缸軸連接松動、形成直通不能調節

重新連接緊固

填料及連接處泄漏

填料密封處泄漏

填料沒壓緊

壓緊填料

高壓閥透鏡墊處漏

溫度或應力變化導致螺母松動

擰緊螺母

 

電動調節閥-故障分析與解決方法

故障現象

故障產生原因

故障排除方法

電機電啟動

沒有輸入電源

接通電源

斷線或端子臺分離

接好電線更換端子臺

溫度保護動作(周圍環境溫度高或頻率過高

降低周圍溫度或降低使用頻率

極限開關在中間開度時已經動作

降低負荷,調整限位檔塊

電機時相用電容損壞

更換電容

電機斷線

更換電機

輸入信號接線錯誤

正確接線

伺服放大器損壞

更換伺服放大器

有信號輸入閥不動作

高溫條件下關閉過緊,造成卡死

向開方向微調執行機構限位螺釘

閥芯壞閥座卡死

拆開清洗、更換零件

閥芯與錐銷脫落

清洗、更換零件

執行機構故障

更換O形圈

開度不停地來回變化

信號源里有干擾信號

檢查輸入信號

從分壓器里產生干擾

更換電位器

在自動運轉途中自行停止

因負載過大而過載保護停機

檢查排除閥門過負載

熱保護動作

降低周圍溫度或降低使用頻率

填料壓得過緊

稍微松動填料壓差

閥門被異物卡住

手動操作困難,則拆閥門檢查

沒有或不能正確顯示開度信號

開度信號線接觸不良或斷線

檢查配線

電位器安裝不良

檢查電位器安裝情況

輸入信號與開度不對

輸入信號不對

檢查輸入信號

調零、倍率的調整不良

重調倍率零點

閥關閉時泄漏量大

閥芯或閥座腐蝕、磨損

更換零件

閥芯、閥座移動

調整閥芯或閥座

閥體內有異物卡住

清除異物

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