1 自力式調節閥介紹
自力式調節閥可分為自力式壓力調節閥、自力式溫度調節閥及自力式流量調節閥3種。其中自力式壓力調節閥應用*為廣泛。
1.1自力式壓力調節閥
根據作用形式的不同,自力式壓力調節閥又可分為直接作用式和指揮器操作式2種。指揮器操作式自力式壓力調節閥控制精度高,可比一般的直接作用式壓力調節閥高一倍左右,壓力調節范圍廣,尤其是在微壓方面,故適合在控制精度要求比較高或壓力調節設定值比較小的場合應用。氮封裝置就是其典型應用之一。
根據被調壓力取壓點的不同,又分為閥前壓力調節型(K型,用于背壓調節)和閥后壓力調節型(B型,用于減壓調節)2種。閥前壓力調節型自力式壓力調節閥,其初始位置的閥芯在關閉位置,當閥前壓力逐漸升高,閥門逐漸打開,直至閥前壓力穩定在要求的給定值;閥后壓力調節型自力式壓力調節閥,其初始位置的閥芯在開啟位置,當閥后壓力逐漸升高,閥門逐漸關閉,直至閥后壓力穩定在要求的給定值。
此外,還有一種自力式差壓(微壓)調節閥,也分為差壓上升閥開啟(K型)和差壓上升閥關閉(B型)2種形式。將自力式差壓調節閥的低壓端通大氣,即變為自力式微壓調節閥。
1.2自力式溫度調節閥
自力式溫度調節閥是基于液體受熱體積膨脹的原理工作的。當溫度升高時,溫包內工作液體積急劇增大,使密封容室的壓力增高,壓迫波紋管向上移動,推動彈簧向上位移,從而使推桿、閥芯也向上運動,關小閥門,使被調介質溫度向設定值方向靠攏,閥芯便停留在新的位置上,即閥芯的位移正比于被測溫度的變化量,形成一定的比例調節特性。
自力式溫度調節閥可分為溫度升高閥開啟(K型,用于冷卻調節)和溫度升高閥關閉(B型,用于加熱調節)2種形式。
1.3自力式流量調節閥
自力式流量調節閥(亦稱流量限制器,或稱恒流量調節閥)是具有恒流量功能的調節閥,它是將自力式的壓差控制裝置和流量調節裝置組合而成的閥門,其工作原理:用壓差控制裝置控制并穩定流量調節裝置前后的壓差,從而使閥門前后的壓差大于恒流啟動值之后,通過的流量不再隨閥門前后的壓差而變化,在壓差控制的范圍內,通過閥門某一開度的流量能夠自動保持恒定,流量的變化只需調節閥門開度即可實現,與閥門前后的壓差無關。
自力式流量調節閥在城市集中供暖或中央空調的循環水管網系統中應用廣泛。
此外,自力式調節閥的閥體有單座、雙座及套筒3種形式;閥蓋有標準型、加長型和散熱型(適合溫度350~550℃工況);執行機構有膜片式(普通膜片、增強膜片和金屬膜片)和活塞式2種。
自力式調節閥一般采用快開流量特性。
2 自力式調節閥的選擇
自力式調節閥在自控系統中,既是可調的節流元件,又是承受一定溫度、壓力的容器。所以在選擇時,既要考慮其適用性,又要保證**可靠。
2.1選擇的一般原則
具體選擇時,應根據被調介質的種類、性質、溫度、壓力及工藝要求的其他條件,遵循以下的選擇原則:閥的結構形式應能滿足介質溫度、壓力、流動性、腐蝕性、控制范圍以及嚴密性要求;閥的材料應能滿足介質溫度、壓力、腐蝕性要求;閥的額定流量系數及口徑應能滿足工藝的流量要求;閥的允許壓差應能滿足現場實際壓差的要求;閥的實際使用條件應與計算選擇時考慮的相一致。
2.2材料及使用溫度的選擇
選擇材料時,主要考慮材料的強度、硬度、耐腐蝕及高溫、低溫的特性,首先應滿足自力式調節閥的**可靠,其次是使用的性能、壽命和經濟性。在滿足使用要求的前提下,應盡量選擇便宜、易得的材料。一般情況下,閥體和閥蓋可選擇多種材料制造(如:灰鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鋼及鑄不銹鋼)。而閥內組件一般用不銹鋼材料制造。
2.3公稱壓力及壓差的選擇
根據工藝介質的*大工作壓力來選擇調節閥的公稱壓力時,必須對照工藝溫度條件綜合選擇,因為公稱壓力是在一定基準溫度下依據強度條件定出。一旦工作溫度超過了基準溫度,其允許的*大工作壓力必定低于公稱壓力,這一點應該引起足夠的重視。
除了注意選定調節閥公稱壓力外,在選用時,還應從推力角度出發,考慮調節閥能否正常工作的問題。用特征數值表達就是允許壓差是否大于*大工作壓差。因此,在選用時,要使*大工作壓差小于閥的允許壓差。
2.4流量系數計算
流量系數Kv(或稱流通能力),是調節閥的重要參數。它反映流體通過調節閥的能力,亦即反映調節閥的容量。根據計算出的流量系數Kv值的大小,選擇閥的額定流量系數Kvs,就可以確定調節閥的公稱通徑。如果選擇的額定流量系數過大,就會使調節閥經常工作在小開度的情況下,影響控制質量,引起振蕩和噪音,縮短閥的使用壽命。相反,如果選擇的額定流量系數過小,則會使調節閥的開度過大,閥門超負荷運行,不能滿足流量要求,容易出現事故,造成不必要的浪費。為了合理選擇調節閥的尺寸,必須正確計算調節閥的流量系數Kv值。
調節閥的額定流量系數Kvs定義:在規定條件下,即閥的兩端壓差為100kPa,流體密度為1g/cm3時,額定行程時流經調節閥的流量是以立方米每小時或噸每小時計的流量數。