控制閥的組成

1、控制閥的組成和分類控制閥的組成和分類控制閥的組成控制閥的組成控制閥由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分解為兩部分：力或力矩轉(zhuǎn)換部件和位移轉(zhuǎn)換部件。將控制器輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制閥的推力或力矩的部件稱為力或力矩轉(zhuǎn)換部件；將力或力矩轉(zhuǎn)換為直線位移或角位移的部件稱為位移轉(zhuǎn)換部件。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將位移信號(hào)轉(zhuǎn)換為閥芯和閥座之間流通面積的變化，改變操縱變量的數(shù)值。下圖是控制閥組成部分的框圖。圖圖1控制閥的組成執(zhí)行機(jī)構(gòu)有不同的類型。按所使用能源，執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為

2、氣動(dòng)、電動(dòng)和液動(dòng)三類。氣動(dòng)類執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有歷史悠久、價(jià)格低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、維護(hù)方便和本質(zhì)安全性等特點(diǎn)，因此，應(yīng)用最廣。電動(dòng)類執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有可直接連接電動(dòng)儀表或計(jì)算機(jī)，不需要電氣轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的特點(diǎn)，但價(jià)格貴、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)用時(shí)需考慮防爆等問題。液動(dòng)類執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有推力(或推力矩)大的優(yōu)點(diǎn)，但裝置的體積大，流路復(fù)雜。通常，采用電液組合的方式應(yīng)用于要求大推力(力矩)的應(yīng)用場(chǎng)合。按執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出的移動(dòng)方向，執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為正作用和反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。正作用執(zhí)行

3、機(jī)構(gòu)在輸入信號(hào)增加時(shí)，閥桿向外移動(dòng)。反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)在輸入信號(hào)增加時(shí)，閥桿向內(nèi)移動(dòng)。按執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出位移的類型，執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)、角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)和多轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出直線位移。角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出角位移，角位移小于360例如，轉(zhuǎn)動(dòng)角度為90或60蝶閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。多轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)與角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)類似，但轉(zhuǎn)動(dòng)的角位移可以達(dá)多圈。按執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成部件的類型，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)、活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)、齒輪執(zhí)行機(jī)構(gòu)、手動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、

4、電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。按執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作方式，執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為連續(xù)、離散兩類。連續(xù)類型執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出是連續(xù)變化的位移信號(hào)。離散類型執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出是開關(guān)變化的位移信號(hào)。電磁閥是最常用的電動(dòng)離散控制閥，安全放空閥也是常見的離散控制閥。按執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝方式，執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為直裝式、側(cè)裝式。直裝式執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接安裝在調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上。側(cè)裝式執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的側(cè)面，它通過一個(gè)增力裝置來(lái)改變位移方向和作用力大小。按執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出和輸入的動(dòng)作特性，執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為比例式、比例積

5、分式等類型。比例式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出與輸入信號(hào)之間成線性關(guān)系。比例積分式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出是輸入信號(hào)的比例和積分作用之和。按執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸入信號(hào)的類型，執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為模擬式執(zhí)行機(jī)構(gòu)和數(shù)字式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。模擬式執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收模擬信號(hào)，例如，20～100kPa的氣壓信號(hào)，4～20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)等。數(shù)字式執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收數(shù)字信號(hào)，通常是一串二進(jìn)制信號(hào)，用于開閉相應(yīng)的數(shù)字閥。隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用，接受現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)字信號(hào)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)正得到廣泛應(yīng)用。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)也有不同的類

6、型。通常，將調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)稱為閥。按結(jié)構(gòu)分類，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分為直通單座閥、直通雙座閥、三通閥、角形閥、高壓閥、隔膜閥、套筒閥、球閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥、閘閥和蝶閥等。大多數(shù)普通的閥門可添加有關(guān)閥門附件，例如執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥門定位器、閥門位置檢測(cè)傳感器等。按流量特性，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分為線性閥、等百分比閥和快開閥等。屬的硬密封，或金屬與聚四氟乙烯或其他復(fù)合材料的軟密封，標(biāo)準(zhǔn)泄漏量為0.0l％C(C是額定流量系數(shù))。2.允許壓差小，例如，DNl00閥的允許壓差僅120k

7、Pa。3.流通能力小，例如，DNl00的直通閥的流通能力僅為100。4.由于流體介質(zhì)對(duì)閥芯的推力大，即不平衡力大，因此，在高壓差、大口徑的應(yīng)用場(chǎng)合，不宜采用這類控制閥。圖2直通單座閥近年來(lái)，閥籠結(jié)構(gòu)的直通控制閥由于其具有維護(hù)簡(jiǎn)單、改變閥座可改變閥門流量特性的優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。為了降低閥芯所受到不平衡力的影響，可采用大推力的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，采用直通雙座閥結(jié)構(gòu)，也可采用圖3所示平衡閥芯的閥籠式結(jié)構(gòu)。圖中，在閥芯上部和閥籠缸體之間采用石墨潤(rùn)滑的滑

8、動(dòng)活塞環(huán)，用于閥芯與閥籠之間的密封。閥籠與上閥蓋之間也采用閥帽墊片、螺旋墊片等進(jìn)行密封，保證上游高壓流體不會(huì)進(jìn)入下游低壓腔內(nèi)。此外，流體經(jīng)閥芯頂部的平衡連接孔，同時(shí)作用在閥芯的底部和頂部，消除了大部分靜態(tài)不平衡力，并具有一定的阻尼作用，減小流體流動(dòng)引發(fā)的振動(dòng)等擾動(dòng)的影響。通常，平衡結(jié)構(gòu)的直通單座控制閥采用如圖3所示的外部向中心的流向。(2)(2)套筒閥套筒閥套筒閥又稱籠式閥，它是閥內(nèi)件采用閥芯和閥籠(套筒)的控制閥。套筒可以是直通單座閥

9、，也可以是雙座閥或角形閥等。套筒閥用閥籠內(nèi)表面導(dǎo)向，用閥籠節(jié)流幾滿足所需流量特性。套筒閥的特點(diǎn)如下。圖3籠式閥的結(jié)構(gòu)（套筒閥）1.安裝維護(hù)方便。閥座通過閥蓋緊壓在閥體上，不采用螺紋連接，安裝和維護(hù)方便。2.流量特性更改方便。套筒閥中流體從套筒向外流出，稱為中心向外流向，反之，稱外部向中心流向。是外部向中心流向的直通套筒閥結(jié)構(gòu)圖。在套筒上對(duì)稱地分布3、4或6個(gè)節(jié)流開孔，節(jié)流開孔形狀與所需流量特性有關(guān)，因此，可方便地更換套筒(節(jié)流開的形狀)

10、來(lái)改變控制閥的流量特性。3.降噪和降低空化影口向。為降低控制閥噪聲，套筒和閥芯也可開多個(gè)小孔，利用小孔增加阻力，將速度頭轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，使噪聲降低。通常，套筒閥可降低噪聲10dB以上，因此，在需降噪場(chǎng)合被廣泛應(yīng)用。為降低控制閥噪聲，也可采用多級(jí)降壓方法，例如多級(jí)閥芯和套筒結(jié)構(gòu)。由于控制閥兩端的總壓降被分配到各級(jí)，使各級(jí)都不會(huì)造成流體發(fā)生閃蒸和空化，從而使控制閥的噪聲降低，并能夠削弱和防止閃蒸和空化造成的沖刷和磨損。套筒閥閥芯底部為平面，如發(fā)

11、生汽蝕，氣泡破裂產(chǎn)生的沖擊不作用到閥芯，而被介質(zhì)自身吸收，因此，套筒閥的汽蝕影響小，使用壽命長(zhǎng)。4.泄漏量較單座閥大，由于套筒與閥芯之間有石墨活塞環(huán)密封，長(zhǎng)期運(yùn)行后，密封環(huán)的磨損使套筒閥的泄漏量比單座閥大o5.互換性和通用性強(qiáng)。更換不同套筒，可獲得不同流量系數(shù)和不同流量特性。6.減小不平衡力影響。通常，套筒閥閥芯上開有平衡孔，使閥芯上所受不平衡力大為減小，同時(shí)，它具有阻尼作用，對(duì)控制閥穩(wěn)定運(yùn)行有利。因此，這類控制閥常用于壓差大、要求低噪