電動平衡籠式調(diào)節(jié)閥工作原理 滑窗式調(diào)節(jié)閥 返回列表頁

電動平衡籠式調(diào)節(jié)閥工作原理

電動籠式單座調(diào)節(jié)閥適用于高壓差易產(chǎn)生閃蒸空化的場合,是一種高性能的單座調(diào)節(jié)閥,堅固的套筒保護(hù)閥體不受閃蒸和空化的破壞.閥結(jié)構(gòu)緊湊,有呈S流線型的通道,使其壓降損失小,流量大,可調(diào)范圍廣.閥芯導(dǎo)向面積大,抗振性好.籠式單座調(diào)節(jié)閥：是采用自動對中的卡入式閥座。傳統(tǒng)式調(diào)節(jié)閥之閥座是靠螺紋鎖死在閥體上，設(shè)計復(fù)雜而且維修更換十分困難?；\式系列調(diào)節(jié)閥之閥座采用無螺紋連接，閥座的固定力是通過閥蓋、閥座固定籠施加的軸向推力，裝配時即可自對中心，保證閥芯閥座同心度，因此更換起來輕而易舉而又精確無比。閥座固定籠又可導(dǎo)引流道，緩沖流體壓力，保護(hù)閥體不受流體沖蝕、閃蒸和空化的破壞，同時又可降低噪音、它可使維護(hù)簡易、快速和低成本，使用壽命顯著提高。

籠式單座調(diào)節(jié)閥系列技術(shù)*，性能。在高品質(zhì)、高性能、低重量及易保養(yǎng)等方面均令人贊嘆，而同時又兼?zhèn)鋯巫y和套筒閥的優(yōu)點，具有調(diào)節(jié)、切斷、切斷壓差大、泄漏小等全部功能。

電動平衡籠式調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用前景   

 隨著電子產(chǎn)品不斷進(jìn)步，尤其是可靠性的進(jìn)一步提高上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮氣減壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。使得九十年代國外電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，其突出的表現(xiàn)是：

①可靠性*，可以在5-10年內(nèi)免維修；

②重量大幅度下降，比老式的DKZ、DKJ的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)輕70％～80％；

③外觀也得到了*的改善；

④性能提高、調(diào)整簡化、使用更加方便、簡單。

 值得一提的是，國內(nèi)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)與之差距太大，仍處于六七十年代的水平。正由于電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的可靠性得到了根本上的解決，配上高可靠性的全功能超輕型調(diào)節(jié)閥，使得調(diào)節(jié)閥成為了真正意義上的第二代產(chǎn)品，到下世紀(jì)初，這種高可靠性電子式全功能超輕型調(diào)節(jié)閥必將逐步取代傳統(tǒng)的“氣動閥+電氣閥門定位器+氣源”的組合方式。除上述高可靠、全功能、超輕型的特點外，還將帶來如下好處：   調(diào)節(jié)閥選型計算：
       調(diào)節(jié)閥是自控系統(tǒng)中的執(zhí)行器，智能調(diào)節(jié)閥在化工行業(yè)的廣泛應(yīng)用，是提高生產(chǎn)過程自動化程度的重要環(huán)節(jié)。調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用效果直接表現(xiàn)在系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)上。作為過程控制的終端元件，除調(diào)節(jié)閥自身品質(zhì)、用戶的正確安裝、使用和維護(hù)外，正確地計算相關(guān)參數(shù)值和恰當(dāng)?shù)倪x型十分關(guān)鍵。
       調(diào)節(jié)閥按其所用能源可分為氣動、電動和液動。調(diào)節(jié)閥包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥兩部分。氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)有薄膜式和活塞式兩種。筆者主要介紹CV3000氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥的選型與相關(guān)參數(shù)的選擇和計算。調(diào)節(jié)閥的選型是一種很繁瑣的工作，它不僅在其自身的計算和選擇，更需要有多專業(yè)的協(xié)調(diào)和配合，還應(yīng)考慮安裝的規(guī)范等。下面臺臣閥門為大家詳細(xì)介紹一下調(diào)節(jié)閥選型原則。
調(diào)節(jié)閥選型原則：
【固有流量特性】化工行業(yè)過程控制中，要求調(diào)節(jié)閥有大的調(diào)節(jié)范圍，開度和閥的壓差變化也要相對較大，因此大部分調(diào)節(jié)閥均采用等百分比流量特性。
【調(diào)節(jié)閥材料選擇】閥體耐壓等級、使用溫度范圍、耐腐蝕性能和材料都不應(yīng)低于工藝連接管道材料的要求，一般選用鑄鋼和鑄不銹鋼材料閥體。如果介質(zhì)為水蒸氣、含水較多的濕氣體或易燃流體，則不宜采用鑄鋼閥體。到目前為止，zui耐腐蝕的材料為聚四氟乙烯，且襯聚四氟乙烯閥的成本相對特殊合金材料閥的價格優(yōu)勢明顯。因此，在耐腐蝕方面，應(yīng)*襯聚四氟乙烯的產(chǎn)品；但溫度大于180℃，PN大于1.6MPa時應(yīng)選用特殊合金材料，且應(yīng)包含接觸介質(zhì)的部分。
【型式、泄漏量、流向和填料材料】在化工生產(chǎn)過程控制中，工藝介質(zhì)的控制要求一般為泄漏量小、流量控制也小且并閥的前后壓差也要小，因此大部分采用單座閥；但在一些特殊工況或公用工程的控制中要求閥前后的壓差大且泄漏量要求不嚴(yán)時，則采用套筒閥；泄漏量高且溫度不高的采用軟閥座，反之采用金屬閥座；其他也會有些特殊的閥門，如切斷式O型球閥等，此處不再贅述。
重點討論化工行業(yè)中主要采用的單座閥。單座閥的流向一般采用流開型。單座閥填料一般采用V型聚四氟乙烯，高溫環(huán)境中采用柔性石墨。
【上閥蓋型式】結(jié)合工藝過程，介質(zhì)溫度低于－20℃的采用長頸型閥蓋，介質(zhì)溫度高于200℃的采用散熱型閥蓋，有毒有害且耐壓等級要求不高的采用波紋管密封型閥蓋，其他則采用普通型閥蓋。
CV3000調(diào)節(jié)閥分為常溫型、伸長型（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）和波紋管密封型，閥蓋型式的選擇與介質(zhì)溫度、特性相關(guān)，根據(jù)具體選型確定。
【口徑的確定原則】根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)HG/T20507-2014，選擇閥尺寸的原則有：一是閥全開時，應(yīng)至少通過正常流量的1.25倍；二是閥的特性和經(jīng)濟(jì)性。一般情況下，希望在正常流量時閥的開度范圍：線性閥位70%，等百分比閥位80%。然后計算出流量系數(shù)C計值（C計值是基于正常流量Q和正常流量時閥上的壓差Δp計算所得），適當(dāng)放大后圓整為C選，zui后以C選與閥門的選型資料比較來確定閥的口徑。其中圓整放大系數(shù)m=C選/C計，線性閥的m值不小于1.63，等百分比閥的m值不小于1.97。
結(jié)合CV3000調(diào)節(jié)閥的選型材料，引入Cv值，Cv值是閥處于全開狀態(tài)，兩端壓差為0.07kgf/cm2的條件下，60℉（15.6℃）的清水每分鐘通過閥的美加侖數(shù)?，F(xiàn)給出化工行業(yè)常用的3種相態(tài)介質(zhì)的Cv值計算方法：
a.液相其中G為比重，水的比重為1；p1、p2為閥全開時進(jìn)、出口壓力，kPa；Q為zui大流量，m3/h。
b.氣相Cv值的計算，當(dāng)Δp＜p1/p2時Cv=；當(dāng)Δp≥p1/p2時。其中Q為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下zui大流量，Nm3/h；T為流體溫度，℃；Δp=p1－p2。水蒸氣Cv值的計算，當(dāng)Δp＜p1/2時當(dāng)Δp≥p1/2時Cv=WK/（0.1205p1）。其中W為zui大流量，kg/h；K=1+（0.0013×過熱溫度）。過熱溫度是進(jìn)口側(cè)壓力（p1）下飽和溫度（Ts）和介質(zhì)入口溫度（T1）之差；飽和蒸汽場合的過熱溫度為0。由于化工行業(yè)采用的水蒸氣基本為飽和蒸汽，則以K=1作為計算依據(jù)。
根據(jù)以上不同相態(tài)介質(zhì)Cv值的計算式可以計算出Cv值，再根據(jù)Cv進(jìn)行相應(yīng)的對比選擇，選出更適合的額定Cv值。雖然Cv值的計算結(jié)果是*的，但調(diào)節(jié)閥的類別選擇卻不是*的，因此在選擇過程中需要有一定的現(xiàn)場經(jīng)驗，并結(jié)合實際情況進(jìn)行相應(yīng)的抉擇。
調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)作用形式：
      執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇重點要考慮閥全關(guān)的輸出推力滿足一定要求，控制閥關(guān)閉時應(yīng)有足夠的閥座密封壓力。結(jié)合CV3000調(diào)節(jié)閥選型，主要可以考慮閥座的允許壓差，即控制閥關(guān)閉時的密封壓力，但由于閥進(jìn)出口壓力條件不準(zhǔn)確，因此可以閥前zui大壓力的一定安全倍數(shù)下（一般1.5倍）的允許壓差來選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
      氣開和氣關(guān)主要是從工藝安全的角度進(jìn)行考慮的，在CV3000調(diào)節(jié)閥選型中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇已經(jīng)考慮了氣開和氣關(guān)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇還涉及彈簧范圍的選擇，確定工作彈簧范圍涉及計算輸出力去克服不平衡力。若有困難，應(yīng)將條件（主要是閥關(guān)時的壓差）告訴制造廠，協(xié)助計算并調(diào)好彈簧和工作范圍后再出廠。
調(diào)節(jié)閥附件選擇：
      調(diào)節(jié)閥的附件有很多，常用的有保位閥、減壓閥、電氣閥門定位器及手輪等。減壓閥主要用于穩(wěn)定接入調(diào)節(jié)閥的氣源壓力，保證閥門的正常運(yùn)行；電氣閥門定位器能使調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)，且重要場合需要定位器自帶閥位反饋；保位閥的應(yīng)用也主要是滿足工藝要求，保證閥門事故狀態(tài)處于原開度，維持工藝控制穩(wěn)定；手輪的選擇主要用于大口徑、貴金屬閥門及需要限制開度等的場合，但工藝安全聯(lián)鎖和危險區(qū)域不應(yīng)設(shè)置。且氣源接口規(guī)格也應(yīng)進(jìn)行核實，為氣源管的選擇提供有效幫助。
調(diào)節(jié)閥選型實例：
      在化工公用工程中，水蒸氣的運(yùn)用頗為廣泛?，F(xiàn)以水蒸氣介質(zhì)為例進(jìn)行調(diào)節(jié)閥的選型說明。一個罐體設(shè)備夾套加熱控制閥的條件：介質(zhì)為飽和水蒸氣，操作溫度150℃，操作密度2.547kg/m3，動力粘度0.014mPa·s，泄漏等級10-3；信號中斷時閥位有FC（初始為關(guān)閉），zui大、正常狀態(tài)；zui小流量為60、35、0kg/h，閥前全關(guān)/正常/全開壓力（表壓）為0.5/0.4/0.3MPa，閥后全關(guān)/正常/全開壓力（表壓）為0.4/0.3/0.2MPa，管道材料20#碳鋼，管道規(guī)格Φ32mm×3mm（DN25mm）。
結(jié)合以上選型原則和CV3000的選型資料，進(jìn)行相應(yīng)的Cv值計算和其他項的選擇。
       根據(jù)以上選型原則，需采用流量特性為等百分比、流向為流開型、閥體WCB（鑄鋼），閥內(nèi)件不銹鋼，閥上蓋型式常溫型，填料材料V型聚四氟乙烯的調(diào)節(jié)閥，由于泄漏量要求不高且溫度偏高則選擇金屬閥座（泄漏量可達(dá)10-4），再根據(jù)閥工作壓力選擇閥的公稱壓力為PN16，然后通過Cv值確定調(diào)節(jié)閥閥型式、口徑，執(zhí)行機(jī)構(gòu)和氣開關(guān)的選擇。
Cv值的計算。因p1=0.5×100+98.067=598.067kPa，p2=0.4×100+98.067=498.067kPa，Δp=p1－p2=100kPa，p1/2=598.067/2=299.0335kPa，則Δp＜p1/2；因為是飽和蒸汽，其過熱溫度為0，則K=1。
當(dāng)Δp＜p1/2時，p1+p2=1096.134kPa，Cv=，通過圓整放大系數(shù)m=C選/C計，從而按選型資料進(jìn)行圓整確定額定Cv值。
由于選用的是等百分比，則m應(yīng)不小于1.97，則圓整后的選型Cv=1.411×1.97≈2.78。其中W為zui大流量，kg/h，有65kg/h≥35×1.25=43.75kg/h，則選擇zui大流量65kg/h；R為可調(diào)比（一般可選擇50∶1）；98.067kPa為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓力值。
與臺臣公司生產(chǎn)的氣動調(diào)節(jié)閥的選型樣本資料對比，確定額定Cv=4.0。再根據(jù)經(jīng)濟(jì)性考慮，應(yīng)選擇公稱通徑DN×閥座直徑dn=25×14。
調(diào)節(jié)閥參數(shù)的選擇：
      由于工藝要求信號中斷時閥位為關(guān)，則應(yīng)選擇氣開閥，再結(jié)合廠家的標(biāo)準(zhǔn)配置，選擇為小口徑單座閥HLS，執(zhí)行機(jī)構(gòu)HA2R，供氣壓力140kPa，彈簧壓力20～100kPa，對應(yīng)的允許壓差2MPa，已滿足閥前zui大壓力的一定倍數(shù)（此倍數(shù)可按現(xiàn)場經(jīng)驗進(jìn)行確定，一般按大于1.5倍選擇）。附件根據(jù)實際要求進(jìn)行相應(yīng)的選擇，可選性價比高的電氣閥門定位器及減壓閥等。綜上所述，zui后確定的調(diào)節(jié)閥：小口徑單座閥HLS-16K，Cv值為4.0，公稱通徑×閥座直徑=25×14，執(zhí)行機(jī)構(gòu)為HA2R，供氣壓力140kPa，等百分比流量特性，泄漏量10-4，V型聚四氟乙烯，常溫型上閥蓋型式，金屬閥座，閥體/座/芯材料為WCB/不銹鋼/不銹鋼。附件根據(jù)工藝要求進(jìn)行合理的選擇，且氣源接口也應(yīng)進(jìn)行核實確定。 

（1） 用電源既方便又節(jié)約，省去了建立氣源站的一系列費(fèi)用；    

（2） 用“氣動閥+電氣閥門定位器+氣源”的復(fù)雜方式，它不只是增加了費(fèi)用，反而帶來了可靠性的下降（環(huán)節(jié)越多，可靠性差的因素增加）；   

 （3） 從經(jīng)濟(jì)性上看，除省去氣源站的費(fèi)用外，還省去電氣閥門定位器的費(fèi)用：現(xiàn)在一臺好的進(jìn)口的電氣閥門定位器，通常在5000～6000元以上，更好的在8000～10000的價位上，而這個價位基本上可購回上述高可靠的電子式執(zhí)行機(jī)構(gòu)；  

  （4） 環(huán)節(jié)減少了，相應(yīng)減少了維修工作量。

電動平衡籠式調(diào)節(jié)閥主要零件材料