氣動比例調節球閥通過扭矩控制實現流量調節,其核心在于氣動執行機構將輸入信號轉換為扭矩輸出,驅動球體旋轉改變流通面積,進而控制流量。這一過程中,扭矩控制與流量特性密切相關,具體關系如下:
扭矩控制機制
氣動比例調節球閥以壓縮空氣為動力源,氣動執行機構接收控制系統輸出的電信號(如4-20mA電流信號),通過電氣轉換器將其轉換為與之成比例的氣壓信號。氣壓推動活塞或齒輪齒條機構運動,產生旋轉扭矩,驅動閥桿帶動球體旋轉。球體表面通常經過硬化處理,與閥座(軟密封如PTFE或硬密封如金屬)配合實現密封。扭矩大小直接影響球體旋轉角度,從而決定閥門開度。
流量特性形成
流量特性指介質相對流量與閥門相對開度的關系。氣動比例調節球閥的流量特性主要由球體通孔形狀和閥座結構決定,常見類型包括:
等百分比特性:單位行程變化引起的流量變化與當前流量成正比,適用于負荷波動大的場景,如化工工藝控制。球體通孔設計為特殊曲線,確保小開度時調節靈敏,大開度時放大作用顯著。
線性特性:流量與開度成直線關系,適用于壓差變化小的場景,如水處理系統。球體通孔為規則圓形,流通面積隨開度線性增加。
快開特性:小開度時流量迅速增大,適用于快速截斷或導通場景,如緊急切斷閥。
扭矩與流量特性的協同作用
扭矩控制通過精確調節球體旋轉角度,實現流量特性的穩定輸出。例如,在等百分比特性中,扭矩需隨開度增加而線性增大,以補償壓差變化對流量的影響;在線性特性中,扭矩需保持恒定,確保流量與開度嚴格對應。此外,扭矩控制還影響閥門密封性能:若扭矩不足,球體與閥座可能泄漏;若扭矩過大,可能損壞密封面。
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