控制回路中氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選用解讀
現(xiàn)代化工企業(yè)
,自動(dòng)化水平較高,在過程控制中,執(zhí)行器的控制品質(zhì)與生產(chǎn)工況的穩(wěn)定有著密切的聯(lián)系,所以對執(zhí)行器的選擇顯得格外重要,對于安全防爆要求比較高的化工企業(yè),絕大多數(shù)執(zhí)行器采用的是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥。氣動(dòng)閥的選擇一般要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮:
(1)根據(jù)工藝條件
,選擇合適的調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)和類型。(2)根據(jù)工藝對象
,選擇合適的流量特性。(3)根據(jù)工藝參數(shù),計(jì)算流量系數(shù)
,選擇閥的口徑。(4)根據(jù)工藝要求,選擇材料和輔助裝置
。下面針對以上4點(diǎn)加以論述。
1 調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)和類型
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥是由氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥兩部分組成的
,氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是接收輸入的氣源信號,產(chǎn)生相應(yīng)的推力,使推桿發(fā)生位移,推動(dòng)閥門動(dòng)作;而閥是指與管路聯(lián)接的閥體組件部分,它接受執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推桿推力,改變閥桿位移,從而改變閥門開度,最終控制流體流量的變化。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥按其行程可分為直行程和角行程兩種,按其結(jié)構(gòu)類型分直通單座閥、直通雙座閥其中直通閥比較常見
,單座閥泄漏量較小,但閥前后壓差不能太大,而雙座閥正好與之相反。高壓閥適合于高靜壓和高壓差的介質(zhì)測量,但在高壓差情況下,流體對材料沖刷和氣蝕嚴(yán)重,一般要考慮閥芯和閥座的材質(zhì),以提高其使用壽命。在高壓差、高黏度、含懸浮物和顆粒狀物質(zhì)流體的控制中可選用角形閥。隔膜閥更適用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的控制。蝶閥適用于大流量、低壓差的氣體介質(zhì)。套筒閥采用平衡型閥芯結(jié)構(gòu),具有低噪聲的特點(diǎn),是應(yīng)用較為廣泛的閥之一。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥有氣開與氣關(guān)兩種類型
。確定調(diào)節(jié)閥開關(guān)方式的原則是:當(dāng)信號壓力中斷時(shí),應(yīng)保證工藝設(shè)備和生產(chǎn)的安全。如果閥門在信號中斷后處于打開位置,流體不中斷最安全,則選用氣關(guān)閥2 調(diào)節(jié)閥的流量特性
調(diào)節(jié)閥的流量特性是指介質(zhì)流過閥的相對流量 Q 與閥芯相對行程(閥門的相對開度)之間的函數(shù)關(guān)系:
Q=f(L)
當(dāng)調(diào)節(jié)閥兩端壓差△P保持不變時(shí)
?
圖 1 閥的固有流量特性
在生產(chǎn)中閥的固有流量特性有直線、等百分比和快開3種
在一般情況下,閥兩端壓差不可能永遠(yuǎn)保持不變
,這時(shí)閥的固有流量特性就會發(fā)生畸變,閥在實(shí)際工作條件下的特性稱之為工作流量特性。這時(shí)在確定流量特性時(shí)要引人一個(gè)稱為閥阻比的系數(shù)S。S=△P/Σ△P
Σ△P為系統(tǒng)總壓差
,是閥、全部工藝設(shè)備和管路系統(tǒng)上的各壓差之和從以下3個(gè)方面內(nèi)容對閥的工作流量特性進(jìn)行分析:
(1)從控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量方面分析對于一個(gè)簡單的控制系統(tǒng)
K1~K5 分別表示變送器
(2)從工藝配管情況分析調(diào)節(jié)閥總是與管道
配管狀況 | S=1~0.6 | S=0.6~0.3 | S<0.3 |
---|---|---|---|
閥的工作特性 | 直線 等百分比 | 直線 等百分比 | 不宜控制 |
閥的固有特性 | 直線 等百分比 | 等百分比 等百分比 | 不宜控制 |
從表 1上看
(3)從負(fù)荷變化情況分析直線特性調(diào)節(jié)閥在小開度時(shí)流量相對變化量大,過于靈敏
3 調(diào)節(jié)閥的口徑
調(diào)節(jié)閥口徑的確定是在計(jì)算閥流量系數(shù) CV 的基礎(chǔ)上進(jìn)行的
C是一個(gè)比例系數(shù),它與流量系數(shù)的關(guān)系是m倍
式(2)中P2為閥后壓力
△P ≥ 0.5P1 時(shí):
另外,當(dāng)介質(zhì)為過熱蒸汽時(shí)
4 調(diào)節(jié)閥的材料和輔助裝置
調(diào)節(jié)閥的閥體一般選用鑄鐵材質(zhì)
,其耐壓等級、使用溫度范圍調(diào)節(jié)閥的輔助裝置主要有閥門定位器
高壓差的場合
高壓、高溫或低溫介質(zhì)的場合
介質(zhì)中含有固體懸浮物或黏性流體的場合;
調(diào)節(jié)閥口徑較大的場合
實(shí)現(xiàn)分程控制
改善調(diào)節(jié)閥的流量特性。
電磁閥的作用是快速地切斷和接通氣源
,使閥處于完全通、斷的位置,多用于安全放空閥?div id="4qifd00" class="flower right">5 結(jié)語
調(diào)節(jié)閥是自動(dòng)控制系統(tǒng)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)
,若選擇計(jì)算不準(zhǔn)確,使用維護(hù)不得當(dāng),將直接影響控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量,甚至造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。為此,對調(diào)節(jié)閥的正確選用、安裝和維修等各項(xiàng)工作都必須高度重視。隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展
,對氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的要求越來越高,這些要求包括:新結(jié)構(gòu)、新材料、高性能、與計(jì)算機(jī)通訊以及優(yōu)越的動(dòng)態(tài)性能等。因此,對新型調(diào)節(jié)閥的研究和學(xué)習(xí)是一項(xiàng)艱巨而重要的任務(wù)