氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥選型介紹: 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥就是以壓縮空氣為動(dòng)力源,以氣缸為執(zhí)行器,并借助于電氣閥門定位器、轉(zhuǎn)換器、電磁 閥、保位閥等附件去驅(qū)動(dòng)閥門,實(shí)現(xiàn)開關(guān)量或比例式調(diào)節(jié),接收工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制信號來完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的:流量、壓力、溫度等各種工藝參數(shù)。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥在常用的執(zhí)行器中約占85﹪以上??刂葡到y(tǒng)中因氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥造成不能投運(yùn)或運(yùn)行不良者有占50﹪-60﹪以上。其中除提供的工藝參數(shù)出入較大,閥制造質(zhì)量欠佳和使用不當(dāng)外,選型與計(jì)算的方法不妥則是一個(gè)相當(dāng)突出的因素。因此,如何合理正確地選擇和計(jì)算氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥就是自控設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的問題了。選型與計(jì)算還包括有:閥體材料、閥芯材料、閥門定位器、最大開度、最小開度、噪聲值和備注等等,更多選型知識請到臺臣新聞中心查看。
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥選型要點(diǎn):
調(diào)節(jié)閥按調(diào)節(jié)儀表的控制信號,直接調(diào)節(jié)流體的流量,在控制系統(tǒng)中起著十分重要的作用。要根據(jù)使用條件和用途來選擇調(diào)節(jié)閥。選擇調(diào)節(jié)閥項(xiàng)目有:結(jié)構(gòu)型式、公稱通經(jīng)、壓力-溫度等級、管道連接、上閥蓋型式、流量特性、材料及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。深入研究各個(gè)項(xiàng)目和它們之間的相互關(guān)系,是極其重要的。選擇調(diào)節(jié)閥必須知道控制系統(tǒng)的各種工藝參數(shù),以及調(diào)節(jié)儀表、管道連接等基本條件,才能正確地選擇調(diào)節(jié)閥。下面為一般選用調(diào)節(jié)閥的基本準(zhǔn)則。
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥選型知識:
選型和計(jì)算(定尺寸)是選擇一個(gè)調(diào)節(jié)閥的兩個(gè)重要部分。它們是不同的,然而又是互相關(guān)聯(lián)的。以往,各工業(yè)部門的自控設(shè)計(jì)的選閥工作有些基本上沒有考慮到它們之間的內(nèi)在聯(lián)系。對國內(nèi)一般產(chǎn)品來說,用一組工藝參數(shù)計(jì)算兩個(gè)不同閥型的流通能力,臨界條件下的計(jì)算結(jié)果最大可相差40%以上。不同結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)閥有其各自的壓力恢復(fù)特性。此特性用壓力恢復(fù)系數(shù)FL或最大有效壓差比XT表示。一般的單、雙座閥等屬于低壓力恢復(fù)閥,F(xiàn)L和 XT較大;蝶閥和球閥等屬于高壓力恢復(fù)閥,F(xiàn)L和 XT較?。黄男D(zhuǎn)閥則介于兩者之間。參數(shù)FL和 XT的引入有助于在計(jì)算中根據(jù)已知的工藝參數(shù)來確定真正有效壓差,以計(jì)算出精確的流通能力。
FL和 XT的數(shù)值必須在閥型選定之后才能獲得,而閥型的選定不僅與流體的性狀、壓力、溫度、腐蝕性等因素有關(guān),并且與流通能力、可調(diào)范圍、允許壓差等參數(shù)有關(guān);但是這些參數(shù)必須經(jīng)計(jì)算后才能得到,而往往由于這些參數(shù)的限制又必須改選閥型;因此問題的關(guān)鍵就在于要設(shè)計(jì)出一套合理的方法和步驟,把選型和計(jì)算作為一個(gè)有機(jī)的整體綜合起來考慮。
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選型和選材:
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選型按照工藝和自控專業(yè)提出的各項(xiàng)要求進(jìn)行。在選型中主要考慮以下各個(gè)方面:流體的性狀、靜壓、溫度、壓差、腐蝕性、對閥的泄漏要求、閥的動(dòng)作方式、管道配置、以及流通能力和可調(diào)范圍等。流體腐蝕性的影響主要體現(xiàn)在閥體和閥芯材料的選擇上。由于不能排除某些材料只許在某種特殊的閥型中使用的限制條件,因此并不是每種閥型均可任意選擇材料。閥體材料的選取主要考慮流體介質(zhì)的腐蝕性、靜壓和材料的許用溫度。閥芯材料的選取主要考慮流體介質(zhì)的腐蝕性、材料的許用溫度,以及材料耐沖蝕的性能(即考慮液體的阻塞流,閥壓差和流體的清凈程度)。阻塞與否在初選時(shí)尚不能確定,需待計(jì)算后再進(jìn)行校核。同時(shí)滿足以上各項(xiàng)要求的材料方為合選者。
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥應(yīng)具有的最低公稱壓力等級是選型的必要條件。它可根據(jù)流體溫度,閥入口最大壓力,按照初選閥體材料在一定溫度條件下與許用壓力的對應(yīng)關(guān)系來確定。選型,在步驟上可先以流體壓力、性狀和對閥的泄漏量要求作為考慮因素,規(guī)定出一些合適的閥型,然后按照這些閥型的優(yōu)選次序,逐一對以上其他各種因素進(jìn)行校核。流通能力與可調(diào)范圍兩項(xiàng)在初選閥型時(shí)尚未確定,需待計(jì)算出結(jié)果后,在返回進(jìn)行校核。定出初選的閥型后,即得該閥型的必要計(jì)算數(shù)據(jù),如壓力恢復(fù)系數(shù)FL、最大有效壓差比XT、層流系數(shù)FS和可調(diào)范圍R等,提供以下各項(xiàng)計(jì)算使用。初選閥型若不滿足流通能力要求時(shí)需另選閥型,反復(fù)計(jì)算。
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥流通能力計(jì)算和尺寸選擇值:
選擇氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥尺寸大小的根本依據(jù)是閥的流通能力能否滿足工藝的要求。調(diào)節(jié)閥的額定流通能力和公稱通徑有一定的對應(yīng)關(guān)系,這是有產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的。由此,必須按照工藝條件和初選閥型計(jì)算出流通能力,從初選的閥型中定出合適的公稱通徑。
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥流通能力的計(jì)算(現(xiàn)以液體加以說明)
計(jì)算公式:CV值是用來表示調(diào)節(jié)閥的英制單位流量系數(shù)。其定義是,閥處于全開狀態(tài),兩端壓差為1磅/英寸2(7KPa)的條件下,60℉(15.6℃)的清水,每分鐘通過閥的美加侖數(shù)。
CV=Q √G/P1-P2 =Q √G/△P(英制)
CV=1.17Q √G/P1-P2 =1.17Q √G/△P(公制)
式中:公制 Q=最大流量 gpm(美加侖/分)
G=比重(水=1)
P1=進(jìn)口壓力 Psia(最大流量時(shí))
P2=出口壓力 Psia(最大流量時(shí))
英制 Q=最大流量 m3/h
G=比重(水=1)
P1=進(jìn)口壓力 kgf/cm2(最大流量時(shí))
P2=出口壓力 kgf/cm2(最大流量時(shí))
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥公稱通徑選擇:
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥公稱通徑選擇,是由最大Cv值、最小Cv值、額定Cv值、可調(diào)范圍,以及調(diào)節(jié)閥有足夠的調(diào)節(jié)余量,這幾個(gè)因素來決定的。
最大Cv值和最小Cv值是分別在最大流量和最小流量條件計(jì)算出的兩個(gè)數(shù)值。
【最大Cv值】鑒于額定Cv值之有+20%、-10%的調(diào)節(jié)誤差,建議等百分比閥在90-95%開度內(nèi)的值作為最大Cv值,線性調(diào)節(jié)閥在80-90%開度內(nèi)的值作為最大Cv值。
【常用Cv值】常在低開度下工作,閥芯易于磨損,再從控制性能上考慮,希望閥在50-80%開度范圍工作。
【最小Cv值】閥的最小Cv值應(yīng)在固有的可調(diào)范圍之內(nèi),實(shí)際上大多調(diào)節(jié)閥控制流體時(shí),開度變化、閥上壓差也相應(yīng)變化。開度與流量之間的固有流量特性,變成了實(shí)際的流量特性,可調(diào)范圍也變小了。閥達(dá)到最小Cv值時(shí),希望閥在10-20%開度上工作,如果要使閥在最小的開度范圍內(nèi)工作,應(yīng)選擇可調(diào)范圍較大的調(diào)節(jié)閥,或者改用一臺大,一臺小的切換閥,用這兩臺閥分程控制流量。
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥可調(diào)范圍的驗(yàn)算:
為了保證氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥在工藝要求的最大到最小流量的整個(gè)范圍內(nèi)滿意地調(diào)節(jié),就必須進(jìn)一步驗(yàn)算可調(diào)范圍R。以往有用規(guī)定最小流量時(shí)的調(diào)節(jié)閥開度極限作為指標(biāo)進(jìn)行校驗(yàn)的,但這種做法并不十分合適。應(yīng)采用以最小流量計(jì)算所得的最小Cv值作為校驗(yàn)指標(biāo)才為合理,如果最小Cv值滿足條件Cv min≥2Cv/R,說明所選閥門滿足了可調(diào)范圍的要求,否則此閥應(yīng)慎用或采用分程控制。
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥流量特性選擇:
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的流量特性分固有特性和工作特性兩種。對調(diào)節(jié)系統(tǒng)有影響的是工作特性。閥本身只具備固有特性(在閥兩端壓差不變的情況下,不可壓縮流體通過調(diào)節(jié)閥的流量與開度之間的關(guān)系)。而工作特性是由閥的固有特性結(jié)合管路系統(tǒng)阻力情況得到的。因此,先按調(diào)節(jié)系統(tǒng)要求確定所需的工作流量特性,然后再確定與其相應(yīng)的固有流量特性。典型的固有流量特性有線性特性和等百分比特性。
選擇基本原則:
■線性流量特性
■ 壓差變化小,幾乎恒定。
■ 整個(gè)系統(tǒng)的壓力損失大部分分配在閥上(開度變化,閥上壓差變化相對較?。?。
■ 外部干擾小,給定值變化?。烧{(diào)范圍要求小的場合)。
■ 工藝流程的主要參數(shù)的變化呈線性。
■ 等百分比流量特性
■ 要求大的可調(diào)范圍。
■ 管道系統(tǒng)壓力損失大。
■ 開度變化,閥上壓差變化相對較大。