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1.3 控制阀基础知识

1.3 控制阀基础知识

1.3.1 自动化过程工厂是由无数个控制回路组成的。每一个控制回路都经过设计以保证重要的过程变量如压力、流量、温度等不超过要求的工作范围,每一个回路都会接受并从内部产生扰动。这些干扰对过程变量产生决定性影响。为了减少这些负载扰动的影响,传感器和变送器会收集关于过程变量及其与要求的设定点之间的关系的信息。控制器然后处理这些信息并决定必须怎样做才能使得过程变量在负载扰动发生后恢复到它的正常范围。终端控制元件必须执行有控制器选择的控制策略。过程控制工业里最常用的终端元件就是控制阀。控制阀调节流动的液体、气体、蒸汽、水或化学混合物,以补偿负载扰动并使得被控制的过程变量尽可能地靠近需要的设定点。

 

1.3.2 国际电工委员会IEC对控制阀(control valve)的定义为:“工业过程控制系统中由动力操作的装置形成的终端元件,它包括一个阀体部件,内部有一个改变过程流体流率的组件,阀体部件又与一个或多个执行机构相连接。执行机构用来响应控制元件送来的信号”,控制阀或阀门,其实指的是控制阀组件。控制阀组件典型地由阀体、阀内件零件、提供阀门操作驱动力的执行机构,以及各种各样的阀门附件所组成。阀门附件包括定位器、转换器、供气压力调节器、手动操纵器、阻尼器或限位开关。

 

1.3.3 控制阀基本参数公称通径公称通径是管路系统中所有管路附件用数字表示的尺寸,公称通径是供参考用的一个方便的圆整数,与加工尺寸仅呈不严格的关系。公称通径用字母“DN”后面紧跟一个数字标志。公称压力公称压力PN是一个用数字表示的与压力有关的标示代号,是仅供参考用的一个方便的圆整数,同一公称压力(PN)值所标示的同一公称通径(DN)的所有管路附件具有与端部连接形式相适应的同一连接尺寸。

中、美、日公称压力等级对照表

ANSI 150 300 600 900 1500 2500

PN  20 50  110 150 260 420

JIS 10  20  40  63

流量系数CV 当调节阀全开,阀两端压差△P为1磅/平方英寸,介质为60°F清水时每分钟流经调节阀的流量数,以加仑/分计。

国内流量系数通常有KV表示,它们之间的换算关系为;Cv=1.167 Kv 流量特性当百分比额定行程从0变化到100%时,流经阀门的流量与百分比额定行程之间的关系。

等百分比流量特性一种固有的流量特性:额定行程的等量增加会理想地产生流量系数的等百分比的改变。

直线流量特性一种固有的流量特性:可以用一条直线在流量系数相对于额定行程的长方形图上表示出来。

行程的等量增加提供流量系数的等量增加。快开流量特性一种固有的流量特性:在截流元件很小的行程下可以获得很大的流量系数。

 

 1.3.4 控制阀基本分类

 

通用分类法这种分类方法既按原理、作用又按结构划分,是目前国际、国内最常用的分类方法。

一般分闸阀、截止阀、节流阀、仪表阀、柱塞阀、隔膜阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、止回阀、减压阀安全阀、疏水阀、调节阀、底阀、过滤器、排污阀等

 

按用途和作用分类

调节阀类——主要用于调节介质的流量、压力等。包括调节阀、节流阀、减压阀等。

止回阀类——用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。

分流阀类——用于分离、分配或混合介质。包括各种结构的分配阀和疏水阀等。

安全阀类——用于介质超压时的安全保护。包括各种类型的安全阀。

截断阀类——主要用于截断或接通介质流。包括闸阀、截止阀、隔膜阀、球阀、旋塞阀、碟阀、柱塞阀、球塞阀、针型仪表阀等。

 

按压力分类

真空阀——工作压力低于标准大气压的阀门。

低压阀——公称压力PN 小于1.6MPa的阀门。

中压阀——公称压力PN 2.5-6.4MPa的阀门。

高压阀——公称压力PN10.0-80.0MPa的阀门。

超高压阀——公称压力PN大于100MPa的阀门。

 

按介质温度分类

高温阀——t 大于450℃的阀门。。

中温阀—120℃小于 t 小于450℃的阀门。

常温阀——40℃小于 t 小于120℃的阀门。

低温阀——100℃小于 t 小于-40℃的阀门。

超低温阀——t 小于-100℃的阀门。

 

按阀体材料分类

金属阀体衬里阀门—:衬铅阀门、衬塑料阀门、衬搪瓷阀门。

非金属材料阀门——如:陶瓷阀门、玻璃钢阀门、塑料阀门

金属材料阀门——如:铜合金阀门、铝合金阀门、铅合金阀门、钛合金阀门、蒙乃尔合金阀门、铸铁阀门、碳钢阀门、铸钢阀门、低合金钢阀门、高合金钢阀门。

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