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調(diào)節(jié)閥的分類和使用特性

(1) 調(diào)節(jié)閥的分類
控制閥的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出位移變化轉(zhuǎn)換為控制閥閥芯和閥座間流通面積變化的裝置。通常，稱調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為閥。按公稱直徑，可分為小口徑(DN<40mm)、中口徑和大口徑(DN>350mm) 等類; 按公稱壓力，可分為真空(50mm< DN < 300mm)(PN<大氣壓)、低壓(PN<1.6MPa)、中壓(2.5MPa<PN<6.4MPa)、高壓(10.0MP a<PN<80.0MPa) 和超高壓(PN>80.0MPa) 等類。按流體工作溫度，可分為超低溫(t<-100℃)、低溫(-100℃ <t<-29℃)、常溫(-29℃<t<120℃)、中溫(120℃ <t< 450℃ )和高溫(t>450℃ )等類;按與管道連接方式，可分為法蘭連接、螺紋連接、焊接連接夾箍連接和卡套連接等;按網(wǎng)體材料，可分為非金屬材料閥、金屬材料閥和金屬閥體襯里閥等; 按應(yīng)用對(duì)象，可分為流量，壓力、溫度、液位等。

(2) 調(diào)節(jié)閥的功能和特點(diǎn)
1.從結(jié)構(gòu)看。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由國(guó)體、閥內(nèi)件、上上閥蓋件、下閥蓋組成。閥體是被控流體流過(guò)的設(shè)備，它用于連接竹道和實(shí)現(xiàn)流體通路，井提供閥座等闊內(nèi)件的支撐。因內(nèi)件是在間內(nèi)都直接與被控介質(zhì)接觸的組件，包括閥芯、閱座、網(wǎng)桿、導(dǎo)向套、套簡(jiǎn)、密封環(huán)等，通常上閥道組件由上閱蓋、填料腔、填料、上蓋板和連接螺栓等組成，在一些調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中下閥蓋作為閱體的一部分，并不分離。下閥益用于帶底導(dǎo)向的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，它包括下閥蓋、導(dǎo)向套和排放螺釘?shù)?。為安裝和維護(hù)方便，些調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的上閥蓋與閥體合一，而下閥蓋與閥體分離，稱為閥體分離型閥，例如，一些高壓閥和閥體分離閥。
2.從閥體結(jié)構(gòu)看，可分為帶一個(gè)閥座和一個(gè)閥芯的單座閥閥體、帶兩個(gè)閥座和一個(gè)閥芯的雙網(wǎng)座閥體、帶一個(gè)連接人口和一個(gè)連接出口的兩通閥體、帶三個(gè)連接口(一個(gè)人口和兩個(gè)出口的分流或兩個(gè)人口和一個(gè)出口的合流) 的三通閥體。
3.從閥芯位移看，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分為直線位移閥和角位移閥。它們分別與直線位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和角位移執(zhí)行機(jī)構(gòu)配合使用。直通閥、角形閥、套筒閥等屬于直線位移閥，也稱為滑動(dòng)閥桿閥(Sliding Stem Valve).蝶閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥、球閥等屬于角位移閥，也稱為旋轉(zhuǎn)閥(Rotary Valve)。近年也有一些制造廠商推出了移動(dòng)閥座的控制閥，它與角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)配合，但從閥芯的相對(duì)位移看，仍是直線位移。例如，Nufflo控制閥。
4.從閥芯導(dǎo)向看，可分為頂導(dǎo)向、頂?shù)讓?dǎo)向、套筒導(dǎo)向、閥桿導(dǎo)向和閥座導(dǎo)向等類型。對(duì)流體的控制和關(guān)閉等，閥芯的導(dǎo)向十分重要，閥芯導(dǎo)向用于閥芯和閥座的對(duì)中配合。頂導(dǎo)向采用閥蓋或閥體內(nèi)的一個(gè)導(dǎo)向套或填料結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向; 頂?shù)讓?dǎo)向采用閥蓋和下閥蓋的導(dǎo)向套實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向，對(duì)雙座閥和需要精確導(dǎo)向的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)需采用頂?shù)讓?dǎo)向; 套筒導(dǎo)向采用閥芯的外表面與套筒的內(nèi)表面進(jìn)行導(dǎo)向，這種導(dǎo)向方式具有自對(duì)中性能，能夠精確實(shí)現(xiàn)閥芯和閥座的對(duì)中; 閥桿導(dǎo)向采用上閥蓋上的導(dǎo)向套與閥座環(huán)對(duì)中，用軸套與閥桿實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向; 閥座導(dǎo)向在小流量控制閥中被采用，它用閥座直接進(jìn)行對(duì)中。
5.從閥芯所受不平衡力看，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的閥芯有不平衡和平衡兩種類型。平衡式閥芯是在閥芯上開(kāi)有平衡孔的閥芯，當(dāng)閥芯移動(dòng)時(shí)，閥芯上下部因有平衡孔連接，因此，兩側(cè)壓力差的絕大部分被抵消，大大減小了不平衡力對(duì)閥芯的作用。平衡式閥芯需要平衡腔室，因此，需密封裝置密封。根據(jù)流向不同，平衡閥芯所受的壓力可以是閥前壓力(中心向外流向)，也可以是閥后壓力(外部向中心流向)。平衡閥芯可用于套筒結(jié)構(gòu)的閥芯，也可用于柱塞結(jié)構(gòu)的閥芯。不平衡閥芯的兩側(cè)分別是控制閥閥前和閥后的壓力，因此，閥芯所受不平衡力大，同樣口徑控制閥需要更大推力的執(zhí)行機(jī)構(gòu)才能操作。
6.從閥芯降壓看，閥芯結(jié)構(gòu)有單級(jí)降壓和多級(jí)降壓之分。單級(jí)降壓結(jié)構(gòu)因兩端的壓差大，因此，適用于噪聲小、空化不嚴(yán)重的場(chǎng)合。在降噪要求高，空化嚴(yán)重的場(chǎng)合，應(yīng)采用多級(jí)降壓結(jié)構(gòu)。在多級(jí)降壓結(jié)構(gòu)中，控制閥兩端的壓差被分解為幾個(gè)較小的壓差，使在各分級(jí)的壓差較小，都不會(huì)發(fā)生空化和閃蒸現(xiàn)象，從而防止空化和閃蒸發(fā)生，也使噪聲大大降低。
7.從流量特性看，根據(jù)流通面積的不同變化，可分為線性特性、等百分比特性、快開(kāi)特性、拋物線特性、雙曲線特性及一些修正特性等。流量特性表示閥桿位移與流體流量之間的關(guān)系。通常，采用流量特性來(lái)補(bǔ)償被控對(duì)象的非線性特性。閥芯的形狀或套筒開(kāi)孔形狀決定控制閥的流量特性。直行程閥芯可分為平板型(用于快開(kāi))、柱塞型、窗口型和套筒型等。由于開(kāi)孔面積變化不同，閥芯移動(dòng)時(shí)，流通面積也不同，從而實(shí)現(xiàn)所需流量特性。柱塞型閥和窗口型閥也可根據(jù)所需流量特性有不同形狀。角行程閥的閥芯也有不同形狀，例如，用于蝶閥的傳統(tǒng)閥板、動(dòng)態(tài)輪廓閥板; 用于球閥的0形開(kāi)孔、V形開(kāi)孔和修正型開(kāi)孔等結(jié)構(gòu)。
8.從閥內(nèi)件的互換性看，一些調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的閥內(nèi)件可方便地更換和維護(hù)，例如，套簡(jiǎn)閥可方便地更換套簡(jiǎn)實(shí)現(xiàn)不同流量特性; 頂?shù)讓?dǎo)向的閥內(nèi)件可方便地翻轉(zhuǎn)閥芯和閥座來(lái)實(shí)現(xiàn)正體閥與反體閥的更換，從而實(shí)現(xiàn)氣開(kāi)和氣關(guān)方式的更換; 閥體分離閥可方便地拆卸，用于閥座更換和清洗。
9.從上閥蓋結(jié)構(gòu)看，根據(jù)不同應(yīng)用要求，可采用普通閥蓋，也可采用長(zhǎng)頸型閥蓋、散熱或吸熱片的長(zhǎng)頸型閥蓋，和波紋管密封型閥蓋。長(zhǎng)頸型閥蓋用于高溫和低溫的應(yīng)用，0護(hù)閥桿填料，達(dá)到不受介質(zhì)溫度影響造成的黏結(jié)、咬卡、泄漏或降低潤(rùn)滑效果。除了通過(guò)把閥蓋延伸，使填料處溫度遠(yuǎn)離介質(zhì)工作溫度的長(zhǎng)頸型閥蓋外，也可增加散熱或吸熱片，制成帶散熱或吸熱片的長(zhǎng)頸型閥蓋，使介質(zhì)溫度得到降低或提高。通常，鑄造的長(zhǎng)頸型閥蓋具有較好的散熱性和較高的高溫適應(yīng)性，被用于高溫應(yīng)用場(chǎng)合; 不銹鋼裝配的長(zhǎng)頸型閥蓋具有較低的熱傳導(dǎo)性和較好的低溫適應(yīng)性，被用于低溫應(yīng)用場(chǎng)合。當(dāng)不允許被控介質(zhì)泄漏時(shí)，不能采用常用填料結(jié)構(gòu)的上閥蓋，必須采用帶波紋管密封的上閥蓋。這種結(jié)構(gòu)采用波紋管密封，可使被控介質(zhì)被密封在閥體內(nèi)，不與填料接觸，防止流體泄漏。在選用時(shí)需考慮波紋管的耐壓和受溫度影響。
10.從調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與管道的連接看，有旋人式管螺紋連接、法蘭連接、無(wú)法蘭的夾接連接和焊接連接等幾種。小型控制閥常采用旋人式管螺紋連接，閥體連接端是錐管陰螺紋，管道連接端為錐管陽(yáng)螺紋。這種連接方式適用于口徑小于2in0 的控制閥閥體與管道的連接，不適用于高溫工況。由于維護(hù)、拆卸困難，因此，需要在控制閥的上下游安裝活接頭。法蘭連接采用與控制閥配套的法蘭，用螺栓和墊片進(jìn)行連接。配套法蘭焊接在管道上，根據(jù)控制閥連接法蘭的不同，有不同的配套法蘭，例如，有平法蘭、凸面法蘭、環(huán)型結(jié)合面法蘭等。所用法蘭應(yīng)與控制閥額定工作壓力和溫度相適應(yīng)。平法蘭連接時(shí)，可在兩片法蘭面間安裝墊片，適用于低壓、鑄鐵和銅質(zhì)控制閥的安裝連接; 凸面法蘭上加工有扒緊線，它是一個(gè)與法蘭同心的小槽，當(dāng)兩片法蘭間安裝的墊片在螺栓作用下壓緊時(shí)，墊片會(huì)進(jìn)人扒緊線的槽內(nèi)，使連接處的密封更緊密，凸面法蘭連接適用于大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合使用的鑄鋼、合金鋼的控制閥; 環(huán)型結(jié)合面法蘭用于高壓控制閥的連接，采用透鏡墊片，當(dāng)壓緊墊片時(shí)，墊片被壓人法蘭凸面上的U形槽內(nèi)，形成嚴(yán)密密封; 夾接連接適用于閘閥、蝶閥等低壓、大口徑控制閥的連接，采用外部的法蘭夾住控制閥，并在連接面安放墊片，用螺栓壓緊法蘭完成閥與管道的連接; 焊接連接將控制閥直接與管道焊接，可采用套接焊接或?qū)雍附?。焊接連接的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格密封。缺點(diǎn)是焊接連接需要閥體材質(zhì)可焊接，而且不易從管道拆卸，因此，一般不采用焊接連接。

控制閥調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)如下。
1.控制閥有各種不同類型，它們的適用場(chǎng)合不同，因此，應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)過(guò)程的要求合理選擇控制閥類型。
2.控制閥分氣開(kāi)和氣關(guān)兩類。氣開(kāi)控制閥在故障狀態(tài)時(shí)控制閥關(guān)閉，氣關(guān)控制閥在故障狀態(tài)時(shí)控制閥打開(kāi)。可采用一些輔助設(shè)備組成保位閥或使控制閥自鎖，即故障時(shí)控制閥保持故障前的閥門開(kāi)度。
3.氣開(kāi)和氣關(guān)的方式可通過(guò)正、反作用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型和正體和反體閥的組合實(shí)現(xiàn)，在使用閥門定位器時(shí)，也可通過(guò)閥門定位器實(shí)現(xiàn)。0 閥內(nèi)件的材料隨溫度變化，因此，應(yīng)考慮不同溫度下熱膨脹造成的影響，也要考慮在高溫下耐壓等級(jí)的變化等，應(yīng)考慮材料的耐腐蝕性、抗疲勞性等性能。

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