調節閥屬于控制閥系列,主要作用是調節介質的壓力、流量、溫度等等參數,是工藝環路中最終的控制元件。調節閥按行程特點可分為:直行程和角行程。直行程包括:單座閥、雙座閥、套筒閥、角形閥、三通閥、隔膜閥;角行程包括:蝶閥、球閥、偏心旋轉閥、全功能超輕型調節閥。調節閥按驅動方式可分為:氣動調節閥、電動調節閥和液動調節閥;按調節形式可分為:調節型、切斷型、調節切斷型;按流量特性可分為:線性、等百分比、拋物線、快開。調節閥適用于空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質、泥漿、油品等介質。
常見的控制回路包括三個主要部分,第一部分是敏感元件,它通常是一個變送器。它是一個能夠用來測量被調工藝參數的裝置,這類參數如壓力、液位或溫度。變送器的輸出被送到調節儀表——調節器,它確定并測量給定值或期望值與工藝參數的實際值之間的偏差,一個接一個地把校正信號送出給最終控制元件——調節閥。閥門改變了流體的流量,使工藝參數達到了期望值。
在氣動調節系統中,調節器輸出的氣動信號可以直接驅動彈簧一薄膜式執行機構或者活塞式執行機構,使閥門動作。在這種情況下,確定閥位所需的能量是由壓縮空氣提供的,壓縮空氣應當在室外的設備中加以干燥,以防止凍結,并應凈化和過濾。當一個氣動調節閥和電動調節器配套使用時,可采用電一氣閥門定位器或電一氣轉換器。壓縮空氣的供氣系統可以和用于全氣動的調節系統一樣來考慮。
在調節理論的術語中,調節閥既有靜態特性,又有動態特性,因而它影響整個控制回路成敗。靜態特性或增益項是閥的流量特性,它取決于閥門的尺寸、閥芯和閥座的組合結構、執行機構的類型、閥門定位器、閥前和閥后的壓力以及流體的性質。第5章中將詳細地介紹這些內容。
動態特性是由執行機構或閥門定位器一執行機構組合決定的。對于較慢的生產過程,如溫度控制或液位控制,閥的動態特性在可控性方面一般不是限制因素。對于較快的系統,如液體的流量控制,調節閥可能有明顯的滯后,在回路的可控性方面一定要有所考慮。一般只有控制系統的專家才需要關心調節閥的動態持性,關于應用閥門定位器的正規考慮如第9章中所討論的,將滿足大多數調節閥裝置的需要。
自動調節閥的歷史可追溯到自力式調壓閥,它包括一個帶有重物桿的球形閥,重物用來平衡閥芯力,從而得到某種程度的調節,另一種早期的自力式調壓閿的形式是壓力平衡式調壓閥。工藝過程的壓力用管線接到彈簧薄膜調壓閥的薄膜氣室上。無論是減壓閥、閥后壓力式調壓閥或是差壓調壓閥都筆夠從這種基型閥門的變更而制造出來。
氣動變送器和調節器的出現,就必然地導致氣動詞節閥的應用。它們本質上是減壓閥或閥后壓力式調壓閥,改用儀表壓縮空氣來代替工藝過程的流體。現在許多生產減壓閥的公司已經發展成為調節閥制造廠。調節閥的應用從數量上和復雜性方面繼續不斷地得到發展,許多閥門的閥體和附件的改進可以用來解決各種各樣的問題。本手冊的意圖是使工程們熟悉調節閥的結紙醉金迷和因素,幫助儀表工程師在應用中選用最好的閥體、執行機構和附件。
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