過控第三章閥門特性

3執(zhí)行器3.1閥門概述及分類閥門是流體輸送系統(tǒng)中的控制部件，具有截?cái)?、調(diào)節(jié)、導(dǎo)流、防止逆流、穩(wěn)壓、分流或溢流泄壓等功能。按用途和作用分類：截?cái)嚅y類：主要用于截?cái)嗷蚪油ń橘|(zhì)流。包括閘閥、截止閥、隔膜閥、旋塞閥、球閥、蝶閥等。調(diào)節(jié)閥類：主要用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量、壓力等。包括調(diào)節(jié)閥、節(jié)流閥、減壓閥等。止回閥類：用于阻止介質(zhì)倒流。包括各種結(jié)構(gòu)的止回閥。分流閥類：用于分配、分離或混合介質(zhì)。包括各種結(jié)構(gòu)的分配閥和疏水閥等。安全閥類：用于超壓安全保護(hù)。包括各種類型的安全閥。按主要參數(shù)分類：1、按壓力分類(1)真空閥工作壓力低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的閥門。(2)低壓閥公稱壓力PN<1.6MPa的閥門。(3)中壓閥公稱壓力PN<2.5~6.4Mpa的閥門。(4)高壓閥公稱壓力PN10.0~80.0Mpa的閥門。(5)超高壓閥公稱壓力PN≥100Mpa的閥門。2、按介質(zhì)工作溫度分類(1)高溫閥t>450℃的閥門。(2)中溫閥120℃≤t<450℃的閥門。(3)常溫閥-40℃≤t<120℃的閥門。(4)低溫閥-100℃≤t<-40℃的閥門。(5)超低溫閥t<-100℃的閥門。1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=0.1MPa=760mmHg柱.

1大氣壓=1.03323kg/cm2.

1MPA=10大氣壓力=10.3323kg/cm2.

按公稱通徑分類：小口徑閥門：公稱通徑DN<40mm的閥門。中口徑閥門：公稱通徑DN50~300mm的閥門。大口徑閥門：公稱通徑DN350~1200mm的閥門。特大口徑閥門：公稱通徑DN≥1400mm的閥門。按閥體材料分類(1)非金屬材料閥門:如陶瓷閥門、玻璃鋼閥門、塑料閥門。(2)金屬材料閥門:如銅合金閥門、鋁合金閥門、鈦合金閥門、鐵閥門、碳鋼閥門、低合金鋼閥門、高合金鋼閥門。(3)金屬閥體襯里閥門:如襯鉛閥門、襯塑料閥門、襯搪瓷閥門。通用分類法既按原理、作用又按結(jié)構(gòu)劃分，是目前國際、國內(nèi)最常用的分類方法。一般分為：閘閥、截止閥、旋塞閥、球閥、蝶閥、隔膜閥、止回閥、節(jié)流閥、安全閥、減壓閥、疏水閥、調(diào)節(jié)閥。3.2典型閥門3.2.1閘閥閘閥是指啟閉體(閥板)由閥桿帶動(dòng)閥座密封面作升降運(yùn)動(dòng)的閥門，可接通或截?cái)嗔黧w的通道。當(dāng)閥門部分開啟時(shí)，在閘板背面產(chǎn)生渦流，易引起閘板的侵蝕和震動(dòng)，也易損壞閥座密封面，修理困難。閘閥通常適用于不需要經(jīng)常啟閉，而且保持閘板全開或全閉的工況。不適用于作為調(diào)節(jié)或節(jié)流使用。明桿楔式單閘板閘閥1.手輪2.閥桿螺母3.填料壓蓋4.填料5.閥蓋6.雙頭螺栓7.螺母8.墊片9.閥桿10.閘板11.閥體根據(jù)密封元件的形式，常常把閘閥分成：楔式閘閥、平行式閘閥、平行雙閘板閘閥、楔式雙閘板閘等。最常用的是楔式閘閥和平行式閘閥。撐開式閘閥的分類閘閥楔式平行式單閘板雙閘板旋轉(zhuǎn)式(暗桿)升降式(明桿)直齒圓柱齒輪法蘭連接焊接連接螺紋連接錐齒輪氣動(dòng)自動(dòng)密封式單閘板雙閘板液動(dòng)電動(dòng)手動(dòng)3.2.2截止閥

截止閥和節(jié)流閥都是向下閉合式閥門，啟閉件（閥瓣）由閥桿帶動(dòng)，沿閥座軸線作升降運(yùn)動(dòng)來啟閉閥門。截止閥與節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)基本相同，只是閥瓣的形狀不同：截止閥的閥瓣為盤形，節(jié)流閥的閥瓣多為圓錐流線型，特別適用于節(jié)流，可以改變通道的截面積，用以調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量與壓力。

1、手輪2、閥桿螺母3、閥桿4、填料壓蓋5、T形螺栓6、填料7、閥蓋8、墊片9、閥瓣10、閥體介質(zhì)通過此類閥門時(shí)的流動(dòng)方向發(fā)生了變化，因此截止閥的流動(dòng)阻力較高。流體從閥芯下部引入稱為正裝，從閥芯上部引入稱為反裝。正裝時(shí)閥門開啟省力，關(guān)閉費(fèi)力，反裝時(shí)，閥門關(guān)閉嚴(yán)密，開啟費(fèi)力，截止閥一般正裝。截止閥的種類截止閥直桿式斜桿式直通式角式上螺紋閥桿下螺紋閥桿螺紋連接法蘭連接焊接連接螺紋連接法蘭連接法蘭連接下螺紋閥桿上螺紋閥桿直通式3.2.3止回閥止回閥是指依靠介質(zhì)本身流動(dòng)而自動(dòng)開、閉閥瓣，用來防止介質(zhì)倒流的閥門。包括旋啟式止回閥和升降式止回閥。

1.閥蓋2.搖桿3.螺釘4.閥瓣5.閥體止回閥的分類止回閥升降式旋啟式單瓣式雙瓣式立式多瓣式直通式螺紋連接法蘭連接蝶式直通式法蘭連接法蘭連接焊連連接

蝶閥是由閥體、圓盤、閥桿、和手柄組成。它是采用圓盤式啟閉件，圓盤式閥瓣固定于閥桿上，閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)90即可完成啟閉作用。同時(shí)在閥瓣開啟角度為20～75時(shí)，流量與開啟角度成線性關(guān)系，有節(jié)流的特性。蝶閥廣泛用于2.0MPa以下的壓力和溫度不高于200℃的各種介質(zhì)。3.2.4蝶閥手輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)閥桿蝶板閥體蝶閥的結(jié)構(gòu)蝶閥的種類蝶閥中心對(duì)稱板式潤(rùn)滑式氣動(dòng)電動(dòng)斜板式偏置板式法蘭連接對(duì)夾連接手動(dòng)蝸輪傳動(dòng)液動(dòng)3.2.5球閥球閥是由旋塞閥演變而來。它具有相同的旋轉(zhuǎn)90度的動(dòng)作，不同的是旋塞體是球體，有圓形通孔或通道通過其軸線。當(dāng)球旋轉(zhuǎn)90度時(shí)，在進(jìn)、出口處應(yīng)全部呈現(xiàn)球面，從而截?cái)嗔鲃?dòng)。球閥只需要旋轉(zhuǎn)90度和很小的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩就能關(guān)閉嚴(yán)密。閥體介質(zhì)阻力很小。球閥最適宜直接做開閉使用，但也能節(jié)流和控制流量。主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，易于操作和維修，適用于水、溶劑、酸和天然氣等一般工作介質(zhì)，還適用于工作條件惡劣的介質(zhì)，如氧氣、過氧化氫、甲烷、乙烯、樹脂等。球閥的種類球閥手動(dòng)氣動(dòng)電動(dòng)電動(dòng)氣動(dòng)電-液動(dòng)氣-液動(dòng)蝸輪傳動(dòng)浮動(dòng)球固定球直通式三通式Ｌ型三通式Ｔ型三通式直通式螺紋連接法蘭連接法蘭連接焊接連接3.2.6隔膜閥是用一個(gè)彈性的膜片連接在壓縮件上，壓縮件由閥桿操作上下移動(dòng)，當(dāng)壓縮件上升，膜片就高舉，形成通路，當(dāng)壓縮件下降，膜片就壓在閥體上，閥門關(guān)閉。適用于開斷、節(jié)流。隔膜閥特別適用于運(yùn)送有腐蝕性、有粘性的流體，而且此閥的操作機(jī)構(gòu)不暴露在運(yùn)送流體中，故不會(huì)被污染，也不需要填料，閥桿填料部分也不會(huì)泄漏。堰式隔膜閥直通式隔膜閥3.2.7安全閥

安全閥是自動(dòng)閥門，它不借助任何外力，利用介質(zhì)本身的壓力來排出一定量的流體，以防止系統(tǒng)內(nèi)壓力超過預(yù)定的安全值。當(dāng)壓力恢復(fù)到安全值后，閥門再自行關(guān)閉以阻止介質(zhì)繼續(xù)流出。安全閥的種類安全閥重錘式脈沖式彈簧式杠桿重錘式帶散熱片帶扳手帶控制機(jī)構(gòu)不封閉封閉全啟式微啟式帶扳手全啟式微啟式安全閥的結(jié)構(gòu)彈簧式式安全閥：1.保護(hù)罩2.調(diào)整螺桿3.閥桿4.彈簧5.閥蓋6.導(dǎo)向套7.閥瓣8.反沖盤9.調(diào)節(jié)環(huán)10.閥體11.閥座脈沖式安全閥其結(jié)構(gòu)有主閥、輔閥。輔閥為口徑很小的直接載荷式安全閥，與主閥相接。當(dāng)系統(tǒng)超壓時(shí)，輔閥首先開啟，排出介質(zhì)。適用于大口徑、大排量及高壓系統(tǒng)。導(dǎo)閥2.主閥3.圓頂氣室4.活塞密封圈5.閥座6.壓力傳感嘴3.2.8調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥是靠改變閥門閥瓣與閥座間的流通面積，達(dá)到調(diào)節(jié)壓力、流量等參數(shù)的目的。本節(jié)主要介紹調(diào)節(jié)閥的閥體和閥芯的主要結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)閥的流量特性以及有關(guān)閥芯氣蝕、噪音問題，調(diào)節(jié)閥流量特性，調(diào)節(jié)閥選型等。調(diào)節(jié)閥的閥體結(jié)構(gòu)直通單座閥閥體內(nèi)只有一個(gè)閥座和密封面，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,密封效果好，是使用較多的一種閥體類型。

直通雙座閥閥體內(nèi)有兩個(gè)閥座和密封面，流通能力大，不平衡力小，但泄漏量大，切斷效果差，是使用較多的一種閥體類型套筒閥

閥芯上可開有平衡孔，減小不平衡力。套筒閥可調(diào)比大，振動(dòng)小，不平衡力小，互換性好，可適用于大部分單雙座閥的應(yīng)用場(chǎng)合，不適用于有顆粒及較臟污介質(zhì)，是使用最為廣泛的一種閥體類型球閥、蝶閥、隔膜閥等都可以作為調(diào)節(jié)閥。氣蝕、噪音問題抗氣蝕、噪音的措施采用多級(jí)閥芯,分級(jí)降壓，使每級(jí)壓力高于汽化壓力。降低閥上壓差，控制介質(zhì)流速，串聯(lián)節(jié)流孔板。采用抗氣蝕的材料延長(zhǎng)使用壽命。采用消音器。3.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)3.3.1電動(dòng)和氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

閥門氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置安全、可靠、成本低，使用維修方便，是閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的一大分支。在具有防爆要求的場(chǎng)合應(yīng)用較多。閥門氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置采用氣源的工作壓較低，結(jié)構(gòu)尺寸不大，閥門氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的總推力也不很大。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

一般由電機(jī)、減速箱、手操機(jī)構(gòu)、機(jī)械位置指示機(jī)構(gòu)等部件組成。電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置具有動(dòng)力源廣泛，操作迅速、方便等特點(diǎn)，容易滿足各種控制要求。在閥門驅(qū)動(dòng)裝置中，電動(dòng)裝置占主導(dǎo)地位。

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的構(gòu)造觀察窗指示器電容器接線端子電機(jī)限位開關(guān)／力矩開關(guān)加熱器機(jī)體底座渦輪、蝸桿手柄手輪動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)軸套電動(dòng)執(zhí)行器框圖電動(dòng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)輸入輸出關(guān)系3.3.2電動(dòng)執(zhí)行單元組成及工作原理1）電動(dòng)執(zhí)行單元的組成電動(dòng)執(zhí)行單元電器框圖2）前置放大器與觸發(fā)器前置放大、觸發(fā)電路3）晶閘管交流開關(guān)與兩相伺服電動(dòng)機(jī)執(zhí)行器晶閘管交流開關(guān)與兩相伺服電機(jī)執(zhí)行器3.4調(diào)節(jié)閥流量特性直線流量特性等百分比流量特性快開流量特性拋物線流量特性相對(duì)流量特性：直線流量特性相對(duì)流量與相對(duì)開度成直線關(guān)系，即單位行程變化引起的流量變化是常數(shù)。等百分比流量特性（對(duì)數(shù)流量特性）單位行程變化引起的相對(duì)流量變化與該點(diǎn)的相對(duì)流量成正比，即放大系數(shù)是變化的，但是相對(duì)流量的變化是常數(shù)。快開流量特性相對(duì)行程變化引起相對(duì)流量的變化與該點(diǎn)相對(duì)流量成反比，其作用與等百分比相反。拋物線流量特性相對(duì)行程的變化引起相對(duì)流量的變化與該點(diǎn)相對(duì)流量的平方根成正比。介于直線與等百分比之間彌補(bǔ)了直線特性小開度調(diào)節(jié)性能差的缺點(diǎn)。理想情況閥門相對(duì)流量特性名稱相對(duì)流量特性變化規(guī)律線性閥常數(shù)，即調(diào)節(jié)閥放大系數(shù)。等百分比閥（對(duì)數(shù)閥）由小到大變化。快開閥由大到小變化。調(diào)節(jié)閥流量特性流量特性：閥門放大系數(shù)：調(diào)節(jié)閥門流量特性名稱流量特性負(fù)荷干擾下，變化規(guī)律干擾下，變化規(guī)律線性閥

常數(shù)，與流量無關(guān)

等百分比閥（對(duì)數(shù)閥）由小到大變化。

為常數(shù)，與流量無關(guān)?？扉_閥由大到小變化。

為變量不同的閥芯形狀決定不同的流量特性；蝶閥、球閥、隔膜閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥固有特性不能修改；套筒閥、柱塞閥、v形開口閥，可修改閥芯形狀改變流量特性。流量特性與閥芯形狀的關(guān)系控制閥結(jié)構(gòu)示意圖1）控制閥結(jié)構(gòu)與特性的選擇控制閥的結(jié)構(gòu)形式主要根據(jù)工藝條件進(jìn)行選擇?？刂崎y的結(jié)構(gòu)形式確定后，還要確定其流量特性。3.5調(diào)節(jié)閥選型固有流量特性（壓差不變，理想情況）工作流量特性（壓差變化，實(shí)際情況）調(diào)節(jié)閥與系統(tǒng)壓差比0.6~1<0.6工作流量特性固有流量特性直線直線對(duì)數(shù)對(duì)數(shù)快開快開快開直線直線對(duì)數(shù)對(duì)數(shù)對(duì)數(shù)2）控制