調(diào)節(jié)閥執(zhí)行器選型知識(shí)：
調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行器和調(diào)節(jié)閥閥體兩部分組成一種現(xiàn)代化自控閥門，在過(guò)程控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器接受調(diào)節(jié)器的指令信號(hào)，經(jīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或直線位移，去操作調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，改變被控對(duì)象進(jìn)、出的能量或物料，以實(shí)現(xiàn)過(guò)程的自動(dòng)控制。在任何自動(dòng)控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器是必不可少的組成部門。假如把傳感器相比成控制系統(tǒng)的感覺(jué)器官，調(diào)節(jié)閥就是控制系統(tǒng)的大腦，而執(zhí)行器則可以相比為干詳細(xì)工作的手。
調(diào)節(jié)閥執(zhí)行器的作用：
執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥(調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu))兩個(gè)部門組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的推動(dòng)裝置，它根據(jù)控制信號(hào)的大小，產(chǎn)生相應(yīng)的推力，推動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作。調(diào)節(jié)閥是執(zhí)行器的調(diào)節(jié)部門，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)推力的作用下，調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生一定的位移或轉(zhuǎn)角，直接調(diào)節(jié)流體的流量。各類執(zhí)行器的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的種類和構(gòu)造大致相同，主要是執(zhí)行機(jī)構(gòu)不同。因此在執(zhí)行器先容時(shí)分為執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩部門。應(yīng)說(shuō)明的是在電動(dòng)執(zhí)行器中執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥基本是可分的兩個(gè)部門，在氣動(dòng)執(zhí)行器中兩者不可分的，是同一的整體。
調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)分類：
1、【電動(dòng)執(zhí)行器】上海臺(tái)臣電動(dòng)執(zhí)行器是以電能為動(dòng)力的，它的特點(diǎn)是獲取能源利便，動(dòng)作快，信號(hào)傳遞速度快，且可遠(yuǎn)間隔傳輸信號(hào)，便于和數(shù)字裝置配合使用等。所以電動(dòng)執(zhí)行器處于發(fā)展和上升時(shí)期，是一種有發(fā)展前途的裝置。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格貴和推動(dòng)力小，同時(shí)，一般來(lái)說(shuō)電動(dòng)執(zhí)行器不適合防火防爆的場(chǎng)合。但假如采用防爆結(jié)構(gòu)，也可以達(dá)到防火防爆的要求。
2、【氣動(dòng)執(zhí)行器】臺(tái)臣閥門氣動(dòng)執(zhí)行器是以壓縮空氣為動(dòng)力的，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)樸、動(dòng)作可靠不亂、輸出力大、維護(hù)利便和防火防爆等長(zhǎng)處。所以廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力等部分，特別合用于具有爆炸危險(xiǎn)的石油、化工出產(chǎn)過(guò)程。其缺點(diǎn)是滯后大，不相宜遠(yuǎn)傳(150m以內(nèi))，不能與數(shù)字裝置連接。
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作原理：
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受電動(dòng)調(diào)節(jié)器輸出的0～10mA，DC或4～20mA，DC信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出軸角位移或直線位移，去操作調(diào)節(jié)閥，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由伺服放大器和執(zhí)行單元兩大部門，從調(diào)節(jié)器來(lái)的信號(hào)通過(guò)伺服放大器驅(qū)動(dòng)電念頭，經(jīng)減速器帶動(dòng)調(diào)節(jié)閥，同時(shí)經(jīng)位置發(fā)信器將閥桿行程反饋給伺服放大器，組成位置隨動(dòng)系統(tǒng)。依賴位置反饋，保證輸入信號(hào)正確地轉(zhuǎn)換為閥桿的行程。
電動(dòng)執(zhí)行器功能
角行程的功能是接收來(lái)自控制器的０～１０Ａ的支流電流信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或直行程位移，去操作閥門、擋板等的控制機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
電動(dòng)執(zhí)行器的主要類型有角行程、直行程和多轉(zhuǎn)式等。角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以電念頭為動(dòng)力元件，將輸入的直流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的角位移()，這種執(zhí)行機(jī)構(gòu)合用于操作蝶閥、擋板之類的旋轉(zhuǎn)式控制閥。直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收輸入的直流電流信號(hào)后，使電念頭滾動(dòng)，然后經(jīng)減速器減速并轉(zhuǎn)換為直線位移輸出，去操作單座、雙座、三通等各種噢內(nèi)控制閥和其他直線式控制機(jī)構(gòu)。多轉(zhuǎn)式電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要用來(lái)開(kāi)啟和封閉閘閥、截至閥等多轉(zhuǎn)式閥門，一般用作就地操縱和遙控。
氣動(dòng)執(zhí)行器作用形式
跟著送往執(zhí)行器的氣壓信號(hào)的增加，閥逐漸打開(kāi)的稱為氣開(kāi)式，反之稱為氣關(guān)式。氣開(kāi)、氣關(guān)式的選擇主要是由工藝出產(chǎn)上安全前提決定的。一般來(lái)講，閥全開(kāi)時(shí)，出產(chǎn)過(guò)程或設(shè)備比較危險(xiǎn)的選氣開(kāi)式；閥全關(guān)時(shí)，出產(chǎn)過(guò)程或設(shè)備比較危險(xiǎn)的應(yīng)選氣開(kāi)式；
調(diào)節(jié)閥執(zhí)行器種類：
調(diào)節(jié)閥的品種良多，但根據(jù)閥芯的動(dòng)作形式，調(diào)節(jié)閥可分為直行程式和角行程式兩大類。閥桿帶動(dòng)閥芯沿直線運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)閥屬于直行程類，閥芯按轉(zhuǎn)角運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)閥屬于角行程類。
直行程式的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)
【縱貫單座閥】所謂單座是指閥體內(nèi)只有一個(gè)閥芯和一個(gè)閥座。如圖8-2(b)、(c)所示。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)樸、泄漏量小(甚至可以完全堵截)和答應(yīng)壓差小。因此，它合用于要求泄漏量小，工作壓差較小的干凈介質(zhì)的場(chǎng)合。在應(yīng)用中應(yīng)特別留意其答應(yīng)壓差，防止閥門關(guān)不死。
【縱貫雙座閥】縱貫雙座調(diào)節(jié)閥[圖8-2(a)]的閥體內(nèi)有兩個(gè)閥芯和閥座。它與同口徑的單座閥比擬，暢通流暢能力約大20%～25%。由于流體對(duì)上、下兩閥芯上的作用力可以相互抵消，但上、下兩閥芯不易同時(shí)封閉，因此雙座閥具有答應(yīng)壓差大、泄漏量較大的特點(diǎn)。故合用于閥兩端壓差較大，泄漏量要求不高的干凈介質(zhì)場(chǎng)合，不合用于高粘度和含纖維的場(chǎng)合。
【角形閥】角形調(diào)節(jié)閥[圖8-2(d)]的閥體為直角形，其流路簡(jiǎn)樸，服力小，合用于高壓差、高粘度、含懸浮物和顆粒狀物料流量的控制。一般使用于底進(jìn)側(cè)出、此種調(diào)節(jié)閥不亂性較好。在高壓場(chǎng)合下，為了延長(zhǎng)閥芯使用壽命，可采用側(cè)進(jìn)底出，但在小開(kāi)度財(cái)輕易發(fā)生振蕩。
角行程式的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)
【蝶閥】蝶閥的擋板以轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)來(lái)控制流體的流量。它由閥體、擋板、擋板軸和軸封等部件組成。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)樸、體積小、重量輕、本錢低、暢通流暢能力大，特別合用于低壓差、大口徑、大流量氣體和帶有懸浮物流體的場(chǎng)合，但泄漏量較大。其流量特性在轉(zhuǎn)角達(dá)到70o。前和等百分比特性相似，70o以后工作不不亂，特性也不好，所以蝶閥通常在0o～70o轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)使用。蝶閥不僅在石油、煤氣、化工、水處理等一般產(chǎn)業(yè)上得到廣泛應(yīng)用，而且還應(yīng)用于熱電站的冷卻水系統(tǒng)。
【凸輪撓曲閥】凸輪撓曲閥又稱偏心旋轉(zhuǎn)閥[圖8-2(i)]，也是一種新型結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)閥。其球面閥芯的中央線與轉(zhuǎn)軸中央偏離，轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)閥芯偏心旋轉(zhuǎn)，使閥芯向前下方進(jìn)入閥座。
偏心旋轉(zhuǎn)閥具有體積小，重量輕，使用可靠，維修利便，通用性強(qiáng)，流體阻力小等長(zhǎng)處，合用于粘度較大的場(chǎng)合，在石灰、泥漿等流體中，具有較好的使用機(jī)能。
調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)：
調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)，是指在調(diào)節(jié)閥全開(kāi)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)調(diào)節(jié)閥的流體體積或質(zhì)量。它表明了調(diào)節(jié)閥根據(jù)工藝要求應(yīng)具有的尺寸大小。對(duì)不可壓縮流體而言，從流體的能量守恒原理不難得到流過(guò)調(diào)節(jié)閥的流量表達(dá)式：
從調(diào)節(jié)閥的流量表達(dá)式可知，流過(guò)調(diào)節(jié)閥的流量大小與流體的種類、性質(zhì)、工況及閥芯閥座的結(jié)構(gòu)尺寸等很多因素有關(guān)，因此，表示調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)，必需劃定一定的前提。流量系數(shù)KV可以定義為：在調(diào)節(jié)閥前后壓差為100kPa，流體密度為1000kg/m3的前提下，每小時(shí)通過(guò)閥門的流體數(shù)目(m3)。
調(diào)節(jié)閥作用原理：
確定調(diào)節(jié)閥開(kāi)關(guān)方式的原則是：當(dāng)信號(hào)壓力間斷時(shí)，應(yīng)保證工藝設(shè)備和出產(chǎn)的安全。如調(diào)節(jié)閥在信號(hào)間斷后處于打開(kāi)位置，流體不間斷最安全，則選用氣關(guān)閥；假如調(diào)節(jié)閥在信號(hào)壓力間斷后處于封閉位置，流體不通過(guò)最安全，則選用氣開(kāi)閥。在一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，應(yīng)使調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥、對(duì)象三個(gè)環(huán)節(jié)組合起來(lái)，能在控制系統(tǒng)中起負(fù)反饋?zhàn)饔?。一般步驟，首先由操作變量對(duì)被控變量的影響方向來(lái)確定對(duì)象的作用方向，然后由工藝安全前提來(lái)確定調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)、氣關(guān)型式，最后由對(duì)象、調(diào)節(jié)閥、調(diào)節(jié)器三個(gè)環(huán)節(jié)組合后為“負(fù)"來(lái)確定調(diào)節(jié)器的正、反作用。根據(jù)工藝要求調(diào)節(jié)閥選用氣開(kāi)式，調(diào)節(jié)器的正反作用應(yīng)該如何？解：先做兩條劃定：
(1)氣開(kāi)調(diào)節(jié)閥為+A，氣關(guān)調(diào)節(jié)閥為－A；
(2)調(diào)節(jié)閥開(kāi)大，被調(diào)參數(shù)上升為+B，下降為－B。
則A×B=“+"調(diào)節(jié)閥選反作用；
A×B=“－"調(diào)節(jié)閥選正作用。
閥為氣開(kāi)+A，閥開(kāi)大，液位下降－B，則有：
(+A)×(－B)=“－"調(diào)節(jié)器選正作用。
調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式、特點(diǎn)、使用場(chǎng)合對(duì)照表：
| 類型 | 特點(diǎn) | 主要使用場(chǎng)合 |
| 直通單座控制閥 | 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、泄露量小、易于保證關(guān)閉、 | 小口徑、低壓差 |
| 直通雙座控制閥 | 不平衡力小、泄露量較大 | 最為常用 |
| 角形控制閥 | 流路簡(jiǎn)單，阻力較小 | 現(xiàn)場(chǎng)管道要求直角連接、高壓差、介質(zhì)黏度大、含有少量懸浮物和顆粒狀固體 |
| 三通控制閥 | 有三個(gè)出入口與工藝管道連接，可組成分流與合流兩種形式 | 配比控制或旁路控制 |
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| 隔膜控制閥 | 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、流阻小、流通能力大、耐腐蝕性強(qiáng) | 強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)腐蝕性、高黏度、含懸浮顆粒狀的介質(zhì) |
| 蝶閥 | 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、價(jià)格便宜、流阻極小、泄露量大 | 大口徑、大流量、低壓差、含有少量纖維或懸浮顆粒狀介質(zhì) |
| 球閥 | 閥芯與閥體都呈球形體 | 流體的黏度大、污穢、雙位控制 |
| 凸輪撓曲閥 | 密閉性好、重量輕、體積小、安裝方便 | 介質(zhì)黏度高、含懸浮物顆粒 |
| 籠式閥 | 可調(diào)范圍大、振動(dòng)小、不平衡力小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、套筒互換性好、汽蝕小、噪音小 | 壓差大、要求噪音小的場(chǎng)合。對(duì)高溫、高黏度及含固體顆粒的介質(zhì)不適用 |
