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    技術(shù)文章

    控制閥的結(jié)構(gòu)

    閱讀:618          發(fā)布時間:2009-3-31
    控制閥的結(jié)構(gòu)
    弘凌泵閥有限公司
    作者:弘凌泵閥    文章來源:本站原創(chuàng)    點擊數(shù):124    更新時間:2008/11/21
    執(zhí)行機構(gòu)

       執(zhí)行機構(gòu)是將控制器輸出信號轉(zhuǎn)換為控制閥閥桿直線位移或閥軸角位移的裝置。執(zhí)行機
    構(gòu)提供推動力或推動力矩,用于克服不平衡力、閥壓緊力和摩擦力等,使位移量與輸入信號
    成比例變化。

       
    氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)                  
       氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)是zui常用的執(zhí)行機構(gòu)。氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單,動作可靠,維護方便,成本低廉,得到廣泛應(yīng)用。它分為正作用和反作用兩種執(zhí)行方式。正作用執(zhí)行機構(gòu)在輸入信號增加時,推桿的位移向外;反作用執(zhí)行機構(gòu)在輸入信號增加時,推桿的位移向內(nèi)。
       當(dāng)輸入信號增加時,在薄膜膜片上產(chǎn)生一個推力,克服彈簧的作用力后,推桿位移,位移方向向外。因此,稱為正作用執(zhí)行機構(gòu)。反之,輸入信號連接口在下膜蓋上,信號增加時,推桿位移向內(nèi),縮到膜盒里,稱為反作用執(zhí)行機構(gòu)。
     

       氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)的特點如下
       1.正、反作用執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)基本相同,由上膜蓋、下膜蓋、薄膜膜片、推桿、彈簧、調(diào)節(jié)件、支架和行程顯示板等組成。
      2.正、反作用執(zhí)行機構(gòu)結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別是反作用執(zhí)行機構(gòu)的輸入信號在膜盒下部,引出的推桿也在下部,因此,閥桿引出處要用密封套進行密封,而正作用執(zhí)行機構(gòu)的輸入信號在膜盒上部,推桿引出處在膜盒下部,由于薄膜片的良好密封,因此,在閥桿引出處不需要 進行密封。
       3.可通過調(diào)節(jié)件的調(diào)整,改變彈簧初始力,從而改變執(zhí)行機構(gòu)的推力。
       4.執(zhí)行機構(gòu)的輸入輸出特性呈現(xiàn)線性關(guān)系,即輸出位移量與輸入信號壓力之間成線性關(guān)系。輸出的位移稱為行程,由行程顯示板顯示。一些反作用執(zhí)行機構(gòu)還在膜盒上部安裝閥位顯示器,用于顯示閥位。國產(chǎn)氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)的行程有l(wèi)Omm、16mm、25mm、40mm、60mm和lOOmm等六種規(guī)格。
       5.執(zhí)行機構(gòu)的膜片有效面積與推力成正比,有效面積越大,執(zhí)行機構(gòu)的推力也越大。
       6.可添加位移轉(zhuǎn)換裝置,使直線位移轉(zhuǎn)換為角位移,用于旋轉(zhuǎn)閥體。
       7.可添加閥門定位器,實現(xiàn)閥位檢測和反饋,提高控制閥性能。
       8.可添加手輪機構(gòu),在自動控制失效時采用手輪進行降級操作,提高系統(tǒng)可靠性。
       9.可添加自鎖裝置,實現(xiàn)控制閥的自鎖和保位。
       精小型氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)在機構(gòu)上作了重要改進,它采用多個彈簧代替原來的一個彈簧,降低了執(zhí)行機構(gòu)的高度和重量,具有結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)能、輸出推力大等優(yōu)點。與傳統(tǒng)氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)比較,高度和重量約可降低30%。是采用四個彈簧結(jié)構(gòu)的精小型氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)示意圖。
       側(cè)裝式氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)、也稱為增力式執(zhí)行機構(gòu),國外也稱為∑F系列執(zhí)行機構(gòu)。它采用增力裝置將氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)的水平推力經(jīng)杠桿的放大,轉(zhuǎn)換為垂直方向的推力。由于在增力裝置上可方便地更換機件的連接關(guān)系來更換正反作用方式,改變放大倍數(shù),例如,增力裝置的放大倍數(shù)可達5.2,國產(chǎn)產(chǎn)品也可達3,因此,受到用戶青睞。
       滾動膜片執(zhí)行機構(gòu)采用滾動膜片,在相同有效面積下的位移量較大,與活塞執(zhí)行機構(gòu)比,有摩擦力較小、密封性好等特點。它通常與偏心旋轉(zhuǎn)閥配套使用。
      
    氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)

       氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)采用活塞作為執(zhí)行驅(qū)動元件,具有推力大、響應(yīng)速度快的優(yōu)點。氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)的特點如下。
       1.可采用較大的氣源壓力。例如,操作壓力可高達1MPa,國產(chǎn)活塞執(zhí)行機構(gòu)也可0.5MPa,此外,它不需要氣源的壓力調(diào)節(jié)減壓器。
       2.推力大。由于不需要克服彈簧的反作用力,因此提高操作壓力和增大活塞有效面積就能獲得較大推力。對采用彈簧返回的活塞執(zhí)行機構(gòu),其推力計算與薄膜執(zhí)行機構(gòu)類似,其推力要小于同規(guī)格的無彈簧活塞執(zhí)行機構(gòu)。
       3.適用于高壓差、高靜壓和要求有大推力的應(yīng)用場合。
       4.當(dāng)作為節(jié)流控制時,輸出位移量與輸入信號成比例關(guān)系,但需要添加閥門定位器。

     

       5.當(dāng)作為兩位式開閉控制時,對無彈簧活塞的執(zhí)行機構(gòu),活塞的一側(cè)送輸入信號,另一側(cè)放空,或在另一側(cè)送輸入信號,一側(cè)放空,實現(xiàn)開或關(guān)的功能;有彈簧返回活塞的執(zhí)行機構(gòu)只能夠在一側(cè)送輸入信號,其返回是由彈簧實現(xiàn)的。為實現(xiàn)兩位式控制,通常采用電磁閥等兩位式執(zhí)行元件進行切換。采用一側(cè)通恒壓,另一側(cè)通變化壓力(大于或小于恒壓)的方法實現(xiàn)兩位控制,它使響應(yīng)速度變慢;采用兩側(cè)通變化的壓力(一側(cè)增大,另一側(cè)減小)實現(xiàn)兩位控制,同樣會使響應(yīng)速度變慢,不擬采用。
       6.與薄膜·執(zhí)行機構(gòu)類似,活塞執(zhí)行機構(gòu)分正作用和反作用兩種類型。輸入信號增加時,
    活塞桿外移的類型稱為正作用式執(zhí)行機構(gòu);輸入信號增加時,活塞桿內(nèi)縮的類型稱為反作用
    式執(zhí)行機構(gòu)。作為節(jié)流控制,通常可采用閥門定位器來實現(xiàn)正反作用的轉(zhuǎn)換,減少設(shè)備類型
    和備件數(shù)量。
       7.根據(jù)閥門定位器的類型,如果輸入信號是標(biāo)準(zhǔn)20~lOOkPa氣壓信號,則可配氣動閥門定位器;如果輸入信號是標(biāo)準(zhǔn)4~20mA電流信號,則可配電氣閥門定位器。
       8.可添加自鎖裝置,實現(xiàn)在氣源中斷時的保位。
       9.可添加手輪機構(gòu),實現(xiàn)自動操作發(fā)生故障時的降級操作,即手動操作。
       10.可添加位移轉(zhuǎn)換裝置使直線位移轉(zhuǎn)換為角位移,有些活塞式執(zhí)行機構(gòu)采用橫向安裝,并經(jīng)位移轉(zhuǎn)換裝置直接轉(zhuǎn)換直線位移為角位移。
       長行程執(zhí)行機構(gòu)是為適應(yīng)行程長(可達400mm)、推力矩大的應(yīng)用而設(shè)計的執(zhí)行機構(gòu),它可將輸入信號直接轉(zhuǎn)換為角位移,因此,不需外加位移轉(zhuǎn)換裝置。

    電動執(zhí)行機構(gòu)                            

       電動執(zhí)行器是一類以電作為能源的執(zhí)行器,按結(jié)構(gòu)可分為電動控制閥、電磁閥、電動調(diào)速泵和電動功率調(diào)整器及附件等。
       電動控制閥是zui常用的電動執(zhí)行器,它由電動執(zhí)行機構(gòu)或電液執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)(控制閥體)組成。電動執(zhí)行機構(gòu)或電液執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)控制器輸出信號,轉(zhuǎn)換為控制閥閥桿的直線位移或控制閥閥軸的角位移。其調(diào)節(jié)機構(gòu)部分可采用直通單座閥、雙座閥、角形閥、蝶閥、球閥等。
       電磁閥是用電磁體為動力元件進行兩位式控制的電動執(zhí)行器。電動調(diào)速泵是通過改變泵電機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)泵流量的電動執(zhí)行器,通常采用變頻調(diào)速器將輸入信號的變化轉(zhuǎn)換電機供電頻率的變化,實現(xiàn)電機的調(diào)速。由于與用控制閥節(jié)流調(diào)節(jié)流量的方法比較,它具有節(jié)能的優(yōu)點,因而逐漸得到應(yīng)用。電功率調(diào)整器是用電器元件控制電能的執(zhí)行器,如常用的感應(yīng)調(diào)壓器、晶閘管調(diào)壓器等,它·通過改變流經(jīng)負荷的電流或施加在負荷兩端的電壓來改變負荷的電功率,達到控制目的。例如,用晶閘管調(diào)壓器來控制加熱器電壓,使加熱器溫度滿足所需溫度要求等。
       (1)電動執(zhí)行機構(gòu) 電動執(zhí)行機構(gòu)是采用電動機和減速裝置來移動閥門的執(zhí)行機構(gòu)。通常,電動執(zhí)行機構(gòu)的輸入信號是標(biāo)準(zhǔn)的電流或電壓信號,其輸出信號是電動機的正、反轉(zhuǎn)或停止的三位式開關(guān)信號。電動執(zhí)行機構(gòu)具有動作迅速、響應(yīng)快、、所用電源的取用方便、傳輸距離遠等特點。
       電動執(zhí)行機構(gòu)可按位移分為直行程、角行程和多轉(zhuǎn)式等三類,也可按輸入信號與輸出性的關(guān)系分為比例式、積分式等兩類。
       電動執(zhí)行機構(gòu)的特點如下
       1.電動執(zhí)行機構(gòu)一般有閥位檢測裝置來檢測閥位(推桿位移或閥軸轉(zhuǎn)角),因此,電動執(zhí)行機構(gòu)與檢測裝置等組成位置反饋控制系統(tǒng),具有良好的穩(wěn)定性。
       2.積分式電動執(zhí)行機構(gòu)的輸出位移與輸入信號對時間的積分成正比,比例式電動執(zhí)行機構(gòu)的輸出位移與輸入信號成正比。
       3.通常設(shè)置電動力矩制動裝置,使電動執(zhí)行機構(gòu)具有快速制動功能,可有效克服采用機械制動造成機件磨損的缺點。
       4.結(jié)構(gòu)復(fù)雜價格昂貴,不具有氣動執(zhí)行機構(gòu)的本質(zhì)安全性,當(dāng)用于危險場所時,需考慮設(shè)置防爆、安全等措施。
       5.電動執(zhí)行機構(gòu)需與電動伺服放大器配套使用,采用智能伺服放大器時,也可組成智能電動控制閥。通常,電動伺服放大器輸入信號是控制器輸出的標(biāo)準(zhǔn)4~20mA電流信號或相應(yīng)的電壓信號,經(jīng)放大后轉(zhuǎn)換為電動機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止信號。放大的方法可采用繼電器、晶體管、磁力放大器等,也可采用微處理器進行數(shù)字處理,通常,放大器輸出的接通和斷開時間與輸入信號成比例
       6.可設(shè)置閥位限制,防止設(shè)備損壞。

       7.通常設(shè)置閥門位置開關(guān),用于提供閥位開關(guān)信號o
       8.適用于無氣源供應(yīng)的應(yīng)用場所、環(huán)境溫度會使供氣管線中氣體所含的水分凝結(jié)的場所和需要大推力的應(yīng)用場所。
    近年來,電動執(zhí)行機構(gòu)也得到較大發(fā)展,主要是執(zhí)行電動機的變化。由于計算機通信技
    術(shù)的發(fā)展,采用數(shù)字控制的電動執(zhí)行機構(gòu)也已問世,例如步進電動機的執(zhí)行機構(gòu)\數(shù)字式智
    能電動執(zhí)行機構(gòu)等。
       (2)電磁閥 電磁閥是兩位式閥,它,將電磁執(zhí)行機構(gòu)與閥體合為一體。按有無填料函可分為填料函型和無填料函型電磁閥;按動作方式分先導(dǎo)式和直接式兩類;按結(jié)構(gòu)分普通型、 防水型、防爆型和防水防爆型等;按正常時的工作狀態(tài)分常閉型(失電時關(guān)閉)和常開型 (失電時打開);按通路方式分為兩通、三通、四通、五通等;按電磁閥的驅(qū)動方式分為單電控、雙電控、彈簧返回和返回定位等。電磁閥常作為控制系統(tǒng)的氣路切換閥,用于聯(lián)鎖控制系統(tǒng)和順序控制系統(tǒng)。電磁閥一般不作為直接切斷閥,少數(shù)小口徑且無儀表氣源的應(yīng)用場合也用作切斷閥。
       先導(dǎo)式電磁閥作為控制閥的導(dǎo)向閥,用于控制活塞式執(zhí)行機構(gòu)控制閥的開閉或保位,也可作為控制系統(tǒng)的氣路切換。通常,先導(dǎo)式電磁閥內(nèi)的流體是壓縮空氣,在液壓系統(tǒng)中采用液壓油,應(yīng)用先導(dǎo)式電磁閥時需要與其他設(shè)備,例如滑閥等配合來實現(xiàn)所需流路的切換。直接式電磁閥用于直接控制流體的通斷。
       電磁閥具有可遠程控制、響應(yīng)速度快、可嚴密關(guān)閉、被控流體無外泄等特點。需注意,電磁閥工作部件直接與被控流體接觸,因此,選型時應(yīng)根據(jù)流體性能確定電磁閥類型。電磁閥常用于位式控制或控制要求較低,但要求嚴格密封等應(yīng)用場合。例如,加熱爐燃料氣進料、空氣和水等介質(zhì)。在防爆區(qū)域應(yīng)用時,應(yīng)選用合適的防爆電磁閥。
       (3)電動調(diào)速泵 通常,電動調(diào)速泵指用交流調(diào)速技術(shù)對交流電動機進行調(diào)速,實現(xiàn)流量控制。交流電動機的調(diào)速方法有調(diào)頻調(diào)速、調(diào)極對數(shù)調(diào)速和調(diào)轉(zhuǎn)差率調(diào)速三種,同步交流電動機因不受轉(zhuǎn)差率影響,只有調(diào)頻調(diào)速、調(diào)極對數(shù)調(diào)速兩種調(diào)速方法。

       調(diào)速控制系統(tǒng)可直接采用開環(huán)控制,或組成速度反饋控制,也可添加電壓、電流或位置信號等,組成復(fù)雜控制系統(tǒng)。近二十幾年來,由于矢量控制具有動態(tài)響應(yīng)快、運行穩(wěn)定等特點,因此,采用旋轉(zhuǎn)矢量控制技術(shù)的交流電動機調(diào)速控制系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。

       電液執(zhí)行機構(gòu)

       電液執(zhí)行機構(gòu)的輸入信號是電信號,輸出執(zhí)行元件的動力源采用液壓油,因此,特別適用于大推力、大行程和高精度控制的應(yīng)用場合。在大型電站,為獲得大推力,在主蒸汽門等控制系統(tǒng)中常采用電液執(zhí)行機構(gòu)。
       電液執(zhí)行機構(gòu)與電動執(zhí)行機構(gòu)比較,由于采用液壓機構(gòu),因此具有更大的推力或推力矩。但液壓系統(tǒng)需要更復(fù)雜的油壓管路和油路系統(tǒng)的控制,例如對液壓油溫度、壓力等的控制,還需要補充油和油的循環(huán)。與氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)比較,電液執(zhí)行機構(gòu)采用液壓缸代替氣缸,由于液壓油具有不可壓縮性,因此,響應(yīng)速度可達lOOmm/s,比氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)快,行程的定位,控制精度高(可達0.5級),它的行程可很長(可達lm),輸出推力矩大(可達60000Nm),輸出推力大(可達25000N)。
       電液執(zhí)行機構(gòu)將輸入的標(biāo)準(zhǔn)電流信號轉(zhuǎn)換為電動機的機械能,以液壓油為工作介質(zhì),通過動力元件(例如液壓泵)將電動機的機械能轉(zhuǎn)換為液壓油的壓力能,并經(jīng)管道和控制元件,借助執(zhí)行元件使液壓能轉(zhuǎn)化為機械能,驅(qū)動閥桿完成直線或回轉(zhuǎn)角度的運動。因此,它具有電動執(zhí)行機構(gòu)的快速響應(yīng)性和活塞式執(zhí)行機構(gòu)的推力大等優(yōu)點。但因使用液壓油,帶來油路系統(tǒng)的泄漏等問題。
       基本的液壓傳動系統(tǒng)由方向控制回路、壓力控制回路和流量控制回路等組成。方向控制回路可采用換向閥、單向閥等;壓力控制回路可采用壓力繼電器、減壓閥、j頃序閥等;流量控制回路可采用節(jié)流閥、調(diào)速閥等。此外,還需要一些輔助控制回路,例如平衡控制回路、卸壓控制回路、增壓和增速控制回路等。為保證電液執(zhí)行機構(gòu)的正常運轉(zhuǎn),通常采用兩套液
    壓傳動油系統(tǒng),其中一套系統(tǒng)工作,另一套系統(tǒng)備用。
       圖2—25是某類電液執(zhí)行機構(gòu)的工作原理圖。圖中,當(dāng)輸入信號增加時,帶動力矩馬達的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,使擋板靠近噴嘴,儀表波紋管壓力和反饋波紋管壓力都增加,儀表波紋管壓力的增加使噴嘴管沿支點轉(zhuǎn)動,噴嘴移到圓筒的接收口,它使液壓缸的上部壓力增加,液壓缸的下部壓力降低,液壓缸的閥桿下移,直到反饋彈簧力與儀表波紋管壓力平衡為止。而反饋波紋管內(nèi)壓力的降低,使力矩馬達轉(zhuǎn)子返回平衡位置。
       與電動執(zhí)行機構(gòu)類似,電液執(zhí)行機構(gòu)也采用位置反饋裝置組成反饋控制系統(tǒng)。它提高了整個系統(tǒng)的控制精度,改善了系統(tǒng)的動態(tài)特性。但由于價格昂貴,管路系統(tǒng)復(fù)雜,只有在需要大推力和推力矩的應(yīng)用場合才被采用。其特點如下。
       1.相同輸出功率條件下,液壓傳動裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小,響應(yīng)快。

       2.可大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速,可輸出較大推力和較大力矩。
       3.傳動無間隙,運動平穩(wěn),可實現(xiàn)頻繁的換向操作。操作方便,易實現(xiàn)自動化,易實現(xiàn)復(fù)雜自動控制jD匝序,易實現(xiàn)過載保護。
       4.液壓油黏度受環(huán)境溫度影響大,也不適用于遠距離傳動控制。
       5.對控制裝置的要求高,要求設(shè)置反饋裝置組·成閉環(huán)控制。根據(jù)被控變量為位移、速度和力等機械量的不同,反饋檢測裝置也有位移檢測反饋裝置、速度反饋檢測裝置等,使整個系統(tǒng)變得復(fù)雜,價格上升,也提高了對維護人員的技能要求。

       手動執(zhí)行機構(gòu)

       手動執(zhí)行機構(gòu)僅在自動操作存在困難時才操作。例如,自動控制的輸入信號故障或執(zhí)行機構(gòu)膜頭漏氣等,,有時在工藝生產(chǎn)過程的開、停車階段,由于控制系統(tǒng)還未切人自動操作,這時也需要用手動執(zhí)行機構(gòu)對控制閥進行操作。
       手動執(zhí)行機構(gòu)的主要用途如下。
       1.與自動執(zhí)行機構(gòu)配合,用于自動控制失效時的降級操作,提高控制系統(tǒng)可靠性。
       2.作為控制閥的限位裝置,限制閥的開度,防止事故發(fā)生。例如,造紙漿料制備過程中有些閥要求正常時有一定開度,用于排放粗渣。
       3.節(jié)省控制閥的旁路閥。在不重要的控制系統(tǒng)中,當(dāng)管路直徑較大時,可采用手動執(zhí) 行機構(gòu)替代旁路閥的功能,降低投資成本,縮小安裝空間。
       4.用于開、停車時對過程的手動操作。
    手動執(zhí)行機構(gòu)由手輪、傳動裝置和連接裝置等組成。按安裝位置可分為頂裝式和側(cè)裝式兩類。頂裝式手動執(zhí)行機構(gòu)的手輪安裝在自動執(zhí)行機構(gòu)的頂部,通過螺桿傳動裝置,與自動執(zhí)行機構(gòu)的推桿(或膜頭板)連接。正常運行時,手輪退出,用緊固螺母鎖定,可作為閥位zui高位的限制裝置。當(dāng)需手動操作時,松開緊固螺母,轉(zhuǎn)動手輪,使之與自動執(zhí)行機構(gòu)的推桿連接,從而可移動推桿,改變閥門開度。正作用和反作用的自動執(zhí)行機構(gòu)與手動執(zhí)行機構(gòu)的連接方式相同,但正作用執(zhí)行機構(gòu)需要考慮手動執(zhí)行機構(gòu)傳動桿的密封。
       側(cè)裝式手動執(zhí)行機構(gòu)的手輪安裝在自動執(zhí)行機構(gòu)的側(cè)面,可采用蝸輪蝸桿傳動方式,也可采用杠桿傳動方式。
       選用頂裝或側(cè)裝式手輪執(zhí)行機構(gòu)時,應(yīng)從方便操作考慮。當(dāng)控制閥安裝位置較低,或閥側(cè)沒有空間時,可選用頂裝式手輪執(zhí)行機構(gòu),其他場合可選用側(cè)裝式手輪執(zhí)行機構(gòu)。為防止手輪被誤操作而轉(zhuǎn)動,可設(shè)置安全鎖緊裝置,例如,銷軸固定手輪進行限位,或用小鎖緊輪頂緊手輪軸等。
       為提供閥門位置的信息,手輪執(zhí)行機構(gòu)設(shè)置了刻度顯示裝置,用于提供閥門位置的顯示
    等信息。
       為方便進行手動操作和自動操作的切換,通常設(shè)置離合和切換裝置。當(dāng)手動位置時,手輪與自動執(zhí)行機構(gòu)的閥桿連接;當(dāng)自動位置時,手輪與自動執(zhí)行機構(gòu)的閥桿脫鉤,不影響自動執(zhí)行機構(gòu)的動作。
       其他執(zhí)行機構(gòu)還有齒條齒輪執(zhí)行機構(gòu),它常用于旋轉(zhuǎn)控制閥,由于齒隙造成回差,因此用于位式控制和控制要求不高的場合。

       調(diào)節(jié)機構(gòu)                              
    控制閥的類型

       調(diào)節(jié)機構(gòu)是將執(zhí)行機構(gòu)的輸出位移變化轉(zhuǎn)換為控制閥閥芯和閥座間流通面積變化的裝置。通常稱調(diào)節(jié)機構(gòu)為閥,例如直通單座閥、角形閥等。其結(jié)構(gòu)特點可從下列幾方面分析。
       從結(jié)構(gòu)看,調(diào)節(jié)機構(gòu)由閥體、閥內(nèi)件、上閥蓋組件、下閥蓋等組成。閥體是被控流體流過的設(shè)備,它用于連接管道和實現(xiàn)流體通路,并提供閥座等閥內(nèi)件的支撐。閥內(nèi)件是在閥內(nèi)部直接與被控介質(zhì)接觸的組件,包括閥芯、閥座、閥桿、導(dǎo)向套、套筒、密封環(huán)等。通常,上閥蓋組件包括上閥蓋、填料腔、填料、上蓋板和連接螺栓等。在一些調(diào)節(jié)機構(gòu)中下閥蓋作為閥體的一部分,并不分離。下閥蓋用于帶底導(dǎo)向的調(diào)節(jié)機構(gòu),它包括下閥蓋、導(dǎo)向套和排放螺絲等。為安裝和維護方便,一些調(diào)節(jié)機構(gòu)的上閥蓋與閥體合一,而下閥蓋與閥體分離,稱為閥體分離型閥,例如一些高壓閥和閥體分離閥。
       從閥體結(jié)構(gòu)看,可分為帶一個閥座和一個閥芯的單座閥閥體、帶兩個閥座和一個閥芯的雙閥座閥體、帶一個連接人口和一個連接出口的兩通閥體、帶三個連接口(一個人口和兩個出口的分流或兩個人口和一個出口的合流)的三通閥體。
       從閥芯位移看,調(diào)節(jié)機構(gòu)分為直線位移閥和角位移閥。它們分別與直線位移的執(zhí)行機構(gòu)和角位移執(zhí)行機構(gòu)配合使用。直通閥、角形閥、套筒閥等屬于直線位移閥,也稱為滑動閥桿閥(SlidingStemValve)o蝶閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥、球閥等屬于角位移閥,也稱為旋轉(zhuǎn)閥(Ro-taryValve)o近年也有一些制造·廠商推出了移動閥座的控制閥,它與角行程執(zhí)行機構(gòu)配合,但從閥芯的相對位移看,仍是直線位移,例如Nufflo控制閥。
       從閥芯導(dǎo)向看,可分為頂導(dǎo)向、頂?shù)讓?dǎo)向、·套筒導(dǎo)向、閥桿導(dǎo)向和閥座導(dǎo)向等類型。對
    于流體的控制和關(guān)閉等,閥芯的導(dǎo)向十分重要,閥芯導(dǎo)向用于閥芯和閥座的對中配合。頂導(dǎo)向采用閥蓋或閥體內(nèi)的一個導(dǎo)向套或填料結(jié)構(gòu)實現(xiàn)導(dǎo)向;頂?shù)讓?dǎo)向采用閥蓋和下閥蓋的導(dǎo)向套實現(xiàn)導(dǎo)向,對雙座閥和需要導(dǎo)向的調(diào)節(jié)機構(gòu)需采用頂?shù)讓?dǎo)向;套筒導(dǎo)向采用閥芯的外表面與套筒的內(nèi)表面進行導(dǎo)向,這種導(dǎo)向方式具有自對中性能,能夠?qū)崿F(xiàn)閥芯和閥座的對中;閥桿導(dǎo)向采用上閥蓋上的導(dǎo)向套與閥座環(huán)對中,用軸套與閥桿實現(xiàn)導(dǎo)向;閥座導(dǎo)向在小流量控制閥中被采用,它用閥座直接進行對中。
       從閥芯所受不平衡力看,調(diào)節(jié)機構(gòu)的閥芯有不平衡和平衡兩種類型。平衡式閥芯是在閥芯上開有平衡孔的閥芯,當(dāng)閥芯移動時,閥芯上、下部因有平衡孔連接,因此,兩側(cè)壓力差的絕大部分被抵消,大大減小不平衡力對閥芯的作用,平衡式閥芯需要平衡腔室,因此,需密封裝置密封。根據(jù)流向不同,平衡閥芯所受的壓力可以是閥前壓力(中心向外流向),也可以是閥后壓力(外部向中心流向)。平衡閥芯可用于套筒結(jié)構(gòu)的閥芯,也可用于柱塞結(jié)構(gòu)的閥芯。不平衡閥芯的兩側(cè)分別是控制閥閥前和閥后的壓力,因此,閥芯所受不平衡力大,同樣口徑控制閥需要更大推力的執(zhí)行機構(gòu)才能操作。
       從閥芯降壓看,閥芯結(jié)構(gòu)有單級降壓和多級降壓之分。單級降壓結(jié)構(gòu)因兩端的壓差大,因此,適用于噪聲小、空化不嚴重的場合。在降噪要求高,空化嚴重的場合,應(yīng)采用如圖
       在多級降壓結(jié)構(gòu)中,控制閥兩端的壓差被分解為幾個壓差,使在各分級的壓差較小,都不會發(fā)生空化和閃蒸現(xiàn)象,從而防止空化和閃蒸發(fā)生,也使噪聲大大降低。
        從流量特性看,根據(jù)流通面積的不同變化,可分為線性特、等百分比特性、快開特性、拋物線特性、雙曲線特性及一些修正特性等。流量特、J陛表示閥桿位移與流體流量之間的關(guān)系。通常,采用流量特性來補償被控對象的非線性特性。閥芯的形狀或套筒開孔形狀決定控制閥的流量特性。直行,程閥芯可分為平板型(用于快開)、柱塞型、窗口型和套筒型等。圖2—30是三種常用套筒控制閥的套筒示意圖,由于開孔面積變化不同,閥芯移動
    時,流通面積也不同,從而實現(xiàn)所需流量特性。柱塞型閥和窗口型閥也可根據(jù)所需流量特性
    有不同形狀。角行程閥的閥芯也有不同形狀,例如,用于蝶閥的傳統(tǒng)閥板、動態(tài)輪廓閥板;
    用于球閥的O形開孔、V形開孔和修正型開孔等結(jié)構(gòu)。

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