控制阀
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控制阀的分类和原理
嘿,朋友们!今天咱就来唠唠控制阀的分类和原理。
你看啊,控制阀就好比是水流的大管家!把不同的控制阀想象成不同性
格的人。
比如说,有那种特别严谨的控制阀,就像一丝不苟的老学究,这就是截止阀啦!它就负责精确地控制流体的通断,绝不允许有一丝马虎,比如在一些需要精确控制流量的场合,它就会坚守岗位,不离不弃。
还有呢,有一种控制阀像是活泼开朗的小伙子,整天跑来跑去忙个不停,那就是球阀!它开关迅速得很呐,真的就是一眨眼的功夫,流体就能畅通无阻或者被挡住啦。
再说说蝶阀,就好像是个温柔的大姐姐,动作优雅,悄悄地控制着流量呢。
那控制阀的原理是什么呢?其实啊,就像是人做事得有规矩一样。
控制
阀就是根据设定的规则来工作的呀!比如根据压力的变化,或者温度的改变等等,来调节通道的大小,从而控制流体的流动情况。
这不就是有规矩才能成方圆嘛!
“哎呀,这控制阀怎么这么神奇啊!”有人可能会这么惊叹。
是啊,它就是这么神奇呀!没了它,好多工程和设备可都没法正常运转喽。
就好比一辆汽车没了方向盘,那不就失控啦!咱们生活中的好多地方都离不开控制阀呢,所以可得好好了解了解它们呀。
在各种工业领域中,控制阀都发挥着超级重要的作用。
它们就像是默默奉献的幕后英雄,虽然不显眼,但是却至关重要。
总之啊,控制阀的分类丰富多彩,原理又那么奇妙,可真是让人不得不爱呀!千万别小瞧了这些小小的控制阀,它们可是有着大大的能量呢!。
控制阀的作用
控制阀是一种用于控制介质流动的装置。
其主要功能是调节、控制介质的流量、压力、温度和流向,并保持系统的稳定运行。
下面将从三个方面介绍控制阀的作用。
一、流量控制
控制阀能够根据需要调节介质的流量大小,从而实现流量的控制。
在工业生产中,很多流程都需要对介质的流量进行调节,比如化工装置的物料输送、石化装置的反应、采矿设备的设备控制等。
控制阀通过改变阀的开度,控制介质通过阀的流量大小,从而实现对流量的控制。
二、压力控制
控制阀能够根据系统压力的变化,调节介质的流量,使系统能够保持在一定的工作压力范围内。
比如蒸汽锅炉的供水控制,当锅炉内压力过高时,控制阀会自动调节供水量,降低锅炉内压力;当锅炉内压力过低时,控制阀会自动增加供水量,提高锅炉内压力,以保持锅炉正常运行。
三、温度控制
控制阀能够通过调节介质的流量和混合比例,来实现对介质温度的控制。
比如热水供暖系统中的温度控制,通过控制阀调节回水温度和供水温度的混合比例,来实现设定的供暖温度。
此外,控制阀还可以用于其他液体、气体的温度调控,广泛应用于化工、制药、冶金、动力等工业领域。
总结起来,控制阀在工业生产过程中起到了至关重要的作用。
它能够精确控制介质的流量、压力和温度,从而保证生产过程的稳定性和安全性。
随着科技的发展,控制阀也在不断创新,在控制精度、自动化程度等方面有了很大的提高,为各个领域的生产提供了更高效、更便捷的解决方案。
控制阀的分类
控制阀是一种常见的工业控制元件,用于控制流体介质的流量、压力、温度等参数。
根据其工作原理、结构和应用领域等不同特点,可以将控制阀分为以下几类:
1. 手动控制阀:是最基础、最简单的一种控制阀,通常由手动旋钮或手柄来控制阀门的开关和流量大小。
但是,手动控制阀不能自动调节流量和压力,只能在人工干预下进行调节。
2. 自力式控制阀:是通过介质本身的压力或力量来控制阀门的开关和流量大小。
这种控制阀比手动控制阀更加灵活,但是需要满足一定的压力或流量条件,否则会影响其控制效果。
3. 液压控制阀:是利用液体介质的压力来控制阀门的开关和流量大小。
液压控制阀的优点是响应速度快、控制精度高,适用于一些要求高精度控制的场合。
4. 气动控制阀:是利用气体介质的压力来控制阀门的开关和流量大小。
气动控制阀和液压控制阀类似,但是气体介质的压力范围更广,适用于大流量、高压力的控制场合。
5. 电动控制阀:是利用电机或电磁铁来控制阀门的开关和流量大小。
电动控制阀可实现远程操控和自动控制,适用于对控制精度和响应速度要求较高的场合。
6. 智能控制阀:是一种集成了传感器、调节器和控制器等多种功能的高科技控制阀。
智能控制阀可实现自适应控制、预警报警、远程监控等功能,广泛应用于现代工业、能源、环保等领域。
以上就是控制阀的分类和特点,不同类型的控制阀有各自的优缺点和适用范围,需要根据实际应用情况进行选择。
控制阀的工作原理
控制阀是一种用于调节流体介质的流量、压力、温度等参数的装置。
其工作原理基于流体压力的变化来实现对流体介质的控制。
下面将详细介绍控制阀的工作原理。
控制阀的主要组成部分包括阀体、阀芯、阀杆、活塞和驱动机构等。
当控制阀处于关闭状态时,阀芯紧密地与阀座接触,阻止流体通过阀体。
而当需要调节流量或压力时,驱动机构会提供动力,使阀芯迅速开启或关闭。
当控制阀处于开启状态时,流体可以顺利通过阀体。
流体的流量通过调节阀芯和阀座之间的间隙来控制。
当阀芯离开阀座,间隙变大,流体流量增大;反之,阀芯向阀座移动,间隙减小,流量减小。
控制阀的压力调节原理也是基于这一工作原理。
当控制阀处于开启状态时,当流体压力超过设定值时,阀芯会被驱动机构推动向阀座方向移动,从而减小流体的通过量,使压力得到控制。
相反,当压力低于设定值时,驱动机构会使阀芯朝远离阀座的方向移动,增大流体通过量,提高压力。
控制阀的温度调节原理类似于压力调节。
驱动机构会根据设定值使阀芯的位置进行调整,以实现流体的温度控制。
当温度超过设定值时,阀芯朝阀座方向移动,减小流体通过量,使温度下降。
反之,当温度低于设定值时,阀芯朝远离阀座的方向移动,增大流体通过量,提高温度。
总之,控制阀通过驱动机构对阀芯的位置进行调整,从而控制流体的流量、压力、温度等参数。
其工作原理基于阀芯和阀座之间的间隙调节来实现对流体介质的控制。
控制阀按作用和用途分为控制阀是指通过改变阀门开度及流体流量实现对流体压力、温度、流量的控制设备。
根据控制阀的作用和用途,可以分为以下几类:1. 压力控制阀:主要用于稳定流体的压力,防止管道和设备由于壅塞、泵运行失败等原因而造成过高或过低的压力,保持流量稳定。
常见的压力控制阀有安全阀、减压阀、减震阀等。
2. 流量控制阀:主要用于控制流体的流量,从而满足系统对流量的要求,保证系统的正常工作。
常见的流量控制阀有调节阀、节流阀等。
3. 温度控制阀:主要用于控制流体的温度,将流体的温度控制在一定范围之内,满足系统和设备对温度的要求,保证系统的正常工作。
常见的温度控制阀有温度调节阀、调节水温阀等。
4. 液位和流量控制阀:主要用于控制液位或流量,保证系统或设备的液位或流量不超过允许的范围,避免因超出范围而造成的运行失控和损坏。
常见的液位和流量控制阀有液位控制阀、流量调节阀等。
5. 溢流泄压控制阀:主要用于保护系统或设备不因泄压而受到损坏,当系统或设备内的压力过高时,通过打开阀门,将多余的液体泄放到外部,保持系统或设备的安全运行。
常见的溢流泄压控制阀有溢流阀、安全阀等。
6. 全自动控制阀:主要应用于自动化控制系统中,通过数码、模拟电信号控制阀门的开度,以满足设备/系统对流体压力、温度、流量等参数的要求。
常见的全自动控制阀有电动控制阀、比例调节阀等。
7. 模拟控制阀:通过模拟信号控制阀门的开度,适合于一些需要手动控制的操作,比如调试测试等。
常见的模拟控制阀有手动控制阀、气动比例调节阀等。
总之,控制阀是现代工业中不可或缺的设备之一,它能对工业生产各环节的流体控制起到至关重要的作用。
在不同的场合,选择合适的控制阀,对于现代工业流程运行的规范、高效、安全具有重要的意义。
控制阀的原理
控制阀(Control Valve)是一种用于调节流体(如气体、液体)流量、压力、温度等参数的设备。
其原理基于流体力学以及自动控制的原理,通过调节阀门开度来改变流体通道的面积,从而实现对流体流量的控制。
控制阀一般由阀体、阀门和执行器组成。
阀体是阀门的外壳,通常由金属材料制成,用于固定阀门的位置以及连接管路。
阀门则是实现阀门启闭的部件,可以是旋塞阀、蝶阀、截止阀等不同类型。
执行器则是控制阀的核心部件,其工作原理常见有以下几种:
1. 手动执行器:通过人工操作旋转手柄或移动杠杆等来改变阀门开度。
2. 电动执行器:通过电动机驱动来控制阀门的开度,可以实现自动化控制,并可与其他控制系统集成。
3. 气动执行器:通过空气压力作用于阀门,通过压缩空气的控制来改变阀门的位置和开度。
4. 液动执行器:通过液压系统的力来改变阀门的位置和开度。
控制阀工作时,通过执行器来控制阀门的开度,进而改变流体通道的截面积。
当阀门完全关闭时,流体无法通过;当阀门完全打开时,流体可以通过最大截面积。
在不同开度下,阀门在
通道中造成一定的流阻,从而控制流体的流量。
此外,通过调整阀门的开度,还可以控制流体的压力和温度。
总之,控制阀是通过调节阀门的开度来改变流体通道截面积,从而实现对流体流量、压力、温度等参数的调控。
不同的执行器类型可以实现手动或自动控制,广泛应用于工业、化工、电力等领域的流程控制系统中。
第四章 控制阀本章重点:1. 三位四通电磁换向阀和电液换向阀的工作原理2. 溢流阀的流量特性及溢流阀的应用3. 节流口的流量特性,调速阀的工作原理本章难点:1. 滑阀式换向阀的中位机能2. 直动式溢流阀和先导式溢流阀的工作性能及压力流量特性比较3. 减压阀的工作原理及应用第一节 阀的基本类型和要求一、阀的基本类型控制阀在液压系统中的作用是控制液流的压力、流量和方向,以满足执行元件在输出的力(力矩)、运动速度及运动方向上的不同要求。
控制阀可按不同的特征进行分类,如表4-1所示。
表4-1控制阀的分类分类方法种类详细分类压力控制阀溢流阀、减压阀、顺序阀、比例压力控制阀、压力继电器等流量控制阀节流阀、调速阀、分流阀、比例流量控制阀等按机能分方向控制阀单向阀、液控单向阀、换向阀、比例方向控制阀等人力操纵阀手把及手轮、踏板、杠杆机械操纵阀挡块、弹簧、液压、气动按操纵方式分电动操纵阀电磁铁控制、电-液联合控制管式连接螺纹式连接、法兰式连接板式及叠加式连接单层连接板式、双层连接板式、集成块连接、叠加阀按连接方式分插装式连接螺纹式插装、法兰式连接插装开关定值控制阀(普通液压阀)定值控制液流的压力和流量伺服阀根据输入信号,成比例、连续、远距离控制液流的压力、方向和流量模拟量比例阀根据输入信号,成比例、连续、远距离控制液流的压力、方向和流量按控制信号形式分数字量数字阀根据输入的脉冲数或脉冲频率,控制液流的压力和流量。
只能用于小流量控制场合,如电液控制的先导控制级二、基本要求控制阀的性能对液压系统的工作性能有很大影响,因此液压控制阀应满足下列要求:(1)动作灵敏、准确、可靠、工作平稳、冲击和振动小;(2)油液流过时压力损失小;(3)密封性能好;(4)结构紧凑,工艺性好,安装、调整、使用、维修方便,通用性大。
第二节 方向控制阀方向控制阀简称方向阀,主要用来通断油路或切换油流的方向,以满足对执行元件的启、停和运动方向的要求。
控制阀的公称通径名词解释控制阀是工业生产中常用的一种仪器设备,用于控制流体介质的流量、压力、温度等参数。
在工业生产中,控制阀的公称通径是一个重要的参数,它直接影响到阀门的工作性能和适用范围。
本文将对控制阀的公称通径名词进行解释,以帮助读者更好地理解和应用控制阀。
一、公称通径的概念公称通径(Nominal Diameter)是指控制阀的内部通道的直径,通常以毫米(mm)为单位进行表示。
它是阀门制造商根据一定的标准规定的,用于指示阀门的尺寸大小。
公称通径一般与阀体的连接方式和结构有关,常见的控制阀公称通径有15mm、20mm、25mm等。
需要注意的是,公称通径与实际流体通过阀门的实际流量并不一一对应。
二、公称通径的重要性公称通径对于控制阀的选择和使用非常重要。
首先,公称通径决定了阀门内部的通道大小,影响着流体通过阀门的速度和流量。
较小的公称通径适用于较小的流量范围,而较大的公称通径适用于较大的流量范围。
其次,公称通径还与阀门的工作性能和调节精度有关。
较小的公称通径可以提供较高的调节精度,而较大的公称通径则通常用于大流量场合。
因此,在选择控制阀时,需要根据实际工况需求和流体参数来确定合适的公称通径。
三、公称通径的标准公称通径在全球范围内有一些公认的标准,如ASME标准(美国机械工程师协会标准)、ISO标准(国际标准化组织标准)等。
这些标准规定了不同公称通径对应的内部通道直径范围,以及与阀门连接方式和结构的相关要求。
不同国家和地区的行业标准也会对公称通径进行进一步的细化和规定。
四、公称通径的选择在实际应用中,选择适合的公称通径是非常重要的。
首先,需要根据实际工况和流体参数确定所需的流量范围。
在较小的流量范围内,可以选择较小的公称通径,以提高调节精度。
在较大的流量范围内,需要选择较大的公称通径,以保证流体的顺畅通过。
其次,还需要考虑管道系统的压力损失和阀门的可调节范围。
如果公称通径过小,可能会导致流体通过阀门时的压力损失过大,影响整个系统的运行效果;如果公称通径过大,可能会使阀门的可调节范围受限,无法满足实际要求。
各种控制阀的结构和特点控制阀也称调节阀,一般由执行机构和阀门两部分组成,其控制原理就是执行机构驱动阀杆阀芯动作,改变阀芯和阀座间的流通面积,以达到控制流体流量的目的。
其流量公式如下:Q =式中:Q ―流体体积流量A ―流通面积ξ―阻力系数ρ―流体密度1P ,2P ―阀前,阀后压力控制阀的种类繁多,按其执行机构的动力源分类,可分为气动和电动,气动又分为薄膜式和活塞式;电动又分为直行程和角行程两种。
按阀体结构形式来分,可分为单座阀、双座阀、蝶阀、角阀、偏心旋转阀(也称凸轮挠曲阀)、球阀、套筒阀、隔膜阀、快速切断阀等。
一、 单座阀(直行程)阀体内只有一个阀芯和一个阀座,其阀芯一般为柱塞形,改变阀芯形状,可改变阀的流量特性。
执行机构驱动阀芯上下移动,改变流通面积以控制流量。
流体对阀芯的推力较大,尤其在高压差、大口径时,不平衡力更大,所以单座阀不适用于高压差的场合,否则必须选用大推力的执行机构,体积大、造价高。
图1 带气动薄膜执行器的单座阀特点:单座阀结构简单,维护方便,切断性能好,泄漏量小,调节性能也很好,故被广泛采用,可用于小流量和微小流量的控制,但不平衡力大,不适用于大压差和大口径的场合。
P1(左边)>P2(右边)流开型,较稳定,常用如果从P2进P1出,为流闭型。
流路简单,流量特性准确。
二、双座阀(直行程)图2 气动薄膜直通双座阀阀内有两个阀芯和两个阀座,阀杆做上下移动时,带动阀芯上下移动,改变阀芯和阀座间的流通面积,从而改变流量。
双座阀一般采用双导向结构,正装可方便的改为反装,从而改变气开气闭的作用方式。
特点:由于流体作用在上下两个阀芯上的推力,方向相反,大小也很接近,因此双座阀的不平衡力很小,所以允许的压差较大,流通能力也比同口径的单座阀大。
两个阀芯阀座很难做到同时关闭,因此泄漏量较大,尤其在高温和低温场合,更会引起严重泄漏。
由于阀体流路较复杂,不适用于高粘度和易结晶的流体。
调节精度也比单座阀差。
控 制 阀 知 识一、控制阀的发展历史1.控制阀的发展历史控制阀的发展与工业生产过程的发展密切相关。
远古时期,人们为了调节河流或小溪 的水流量, 采用大石块或树干来阻止水的流动或改变水的流动方向。
埃及和希腊文明发明了 几种原始的阀门类型,用于农作物灌溉等。
但是,普遍公认是古罗马人为了农作物灌溉而开 发了相当复杂的水系统, 采用旋塞阀和柱塞阀, 并使用止逆阀防止水的逆流。
文艺复兴时期, 在艺术家和发明家达.芬奇(LeonardodaVinc)设计的沟渠、灌溉项目和其他大型水力系统项 目中使用了阀门, 他的许多技术方案现在仍实际存在。
阀门工业的现代历史与工业革命并行, 随着工业革命的深入,1705 年,纽康曼(ThomasNewcomen)发明第一台工业蒸汽发动机,对 蒸汽发动机的运行提出了控制要求,瓦特(JamesWatt)发明了第一台调节转速的控制器,其 后,对流体流量的控制越来越被人们重视。
最早的控制阀是 1880 年由 WilliamFisher 制造 的泵调节器,这是一种带重锤的自力式控制阀,当阀后压力增大时,在重锤作用下,使控制 阀开度减小,从而达到稳定压力的控制效果。
在 20 世纪 20~30 年代,控制阀以阀体形状为球形的球形阀(ball valve)为主,其后, 以 V 形缺口 (V-notch)的单座(single—port)和双座(double-ported)控制阀(globevalve) 问世。
40 年代相继出现适用于高压介质的角形控制阀(anglevalve)、用于腐蚀性介质的隔 膜控制阀(barrierdiaphragmvalve)和用于大流量应用的蝶阀(butterflyvalve)等,并研制 了阀门定位器(valve positioner)等产品 o 1949 年在德国 Leverkusen 成立了化学和石化工 业 的 第 一 个 专 业 协 会 —— 测 量 与 控 制 标 准 协 会 NAMUR(NormenArbeitsgemein—schaftMeb-UndRegeltechnik),并开展标准的制定工作。
50~60 年代出现 了三通控制阀(three-wayvalve),用于配比控制和旁路控制,也进一步展开对球阀的研究, 出现了适用于大压差和降低噪声的套筒控制阀(cagevalve)。
年代套筒控制阀被广泛应用 70 于工业生产过程的控制, 研制的偏心旋转阀(eccentricplugvalve)成为角行程控制阀的佼佼 者。
偏心旋转阀具有良好的密封性、大的流通能力,可应用于较大压差场合。
80 年代开始, 各种精小型控制阀诞生, 它对控制阀执行机构进行的改革使控制阀的重量和高度下降, 流通 能力提高。
90 年代开始,随着计算机控制装置的广泛应用,对智能控制阀的要求也越来越 强烈,相继诞生各种智能电气阀门定位器和带智能阀门定位器的现场总线控制阀。
2l 世纪 初,现场总线控制阀得到应用,随着控制功能的下移,对控制阀的要求也越来越高。
控制阀与工业生产过程控制的发展同步进行。
为提高控制系统的控制品质, 对组成控制系统各组成环节提出了更高要求。
例如, 对检测元件和变送器要求有更高的检测和变送精确 度,要有更快的响应和更高的数据稳定性;对控制阀等执行器要求有更小的死区和摩擦,有 更好的复现性和更短的响应时间,并能够提供补偿对象非线性的流量特性等。
同时,由于工 业生产过程的大型化和精细化,对控制阀等也提出了更高要求。
2.我国控制阀的现状我国控制阀工业生产的起步较晚。
在 20 世纪 60 年代开始研制单座阀、双座阀等产品, 主要是仿制前苏联的产品。
由于机械工业落后,机械加工精度低,因此,产品泄漏量较大, 但尚能满足当时工业生产过程的一般控制要求。
70 年代开始,随着工业生产规模的扩大, 工业过程控制要求的提高, 一些控制阀产品已不能适应生产过程控制的要求, 例如对高压力、 高压降、低温、高温和腐蚀等介质的控制要求。
为此,一些大型石油化工企业在引进设备的 同时,也引进了一些控制阀,例如带平衡阀芯的套筒阀、偏心旋转阀等,为国内的控制阀制 造厂商指明了开发方向。
因此, 年代后期, 70 一些制造厂已开始仿制偏心旋转阀等产品 o 80 年代开始, 随着我国改革开放政策的贯彻和落实, 一些控制阀制造厂引进了国外著名控制阀 厂商的技术和产品,使我国控制阀产品的品种和质量得到明显提高。
例如,生产出各种类型 的套筒阀、偏心旋转阀,并开始研制精小型控制阀。
随着大型电站等工业项目,的进行,也 研制了各种电液执行机构、长行程执行机构等执行机构,以适应大推力和大推力矩、长行程 等控制要求。
90 年代开始,我国的控制阀工业也在引进和消化国外的先进技术后开始飞速 发展, 一些合资和外资的控制阀生产厂相继生产有特色的产品, 填补了一些特殊工业控制的 空白, 使我国控制阀工业的水平大大提高, 缩短了与国外的差距。
随着现场总线技术的应用, 在 2l 世纪初,采用现场总线技术的控制阀产品问世,国外一些现场总线的控制阀和相关的 产品,例如智能阀门定位器等,开始在国内一些新建工程中应用,国内一些厂商也开始研制 有关产品。
3.控制阀发展的特点回顾控制阀发展历史,控制阀发展特点如下。
①控制阀的发展与工业生产过程控制的发展密切相关。
例如,:单座阀的不平衡力大, 不能适应工业生产过程高压差的控制要求,为此,研制了带平衡阀芯的套筒阀;当控制阀噪 声已成重要环境污染时, 不少具有降噪功能的控制阀和降噪的阀内件应运而生; 当工业生产 过程对高温、 低温和泄漏等有一定要求时, 诞生了适应高温和低温的伸长型阀盖和用波纹管 密封的阀盖等。
②控制阀的发展与提高产品质量, 降低原材料消耗等紧密结合, 使控制阀产品的品种更新和增加,功能扩展,适应面越来越广。
例如,控制阀的品种有单座阀、双座阀、三通阀、 角形阀、套筒阀、阀体分离阀、隔膜阀、高压阀、偏心旋转阀、偏心阀板阀、蝶阀、闸阀等; 执行机构有气动薄膜执行机构、气动活塞执行机构、气动精小型薄膜执行机构、气动长行程 执行机构、 电动执行机构、 电液执行机构、 齿轮执行机构等; 阀门定位器有气动阀门定位器、 电气阀门定位器、智能电气阀门定位器等。
③控制阀的发展使工业应用更方便、灵活、可靠。
控制阀设计计算采用更适合的计算 公式;控制阀的安装和维护变得更方便;控制阀阀内件设计,例如流路设计、材质选用、降 噪设计等,使工业应用面更广泛,使用更可靠。
二、控制阀的发展方向1. 控制阀应用中存在的问题①控制阀的品种多,规格多,参数多。
控制阀为适应不同工业生产过程的控制要求, 例如温度、压力、介质特性等,有近千种不同规格、不同类型的产品,使控制阀的选型不方 便、安装应用不方便、维护不方便、管理不方便。
②控制阀的可靠性差。
控制阀在出厂时的特性与运行一段时间后的特性有很大差异, 例如,泄漏量增加、噪声增大、阀门复现性变差等,给长期稳定运行带来困难。
③控制阀笨重,给控制阀的运输、安装、.维护带来不便。
通常,控制阀重量比一般 的仪表重量要重几倍到上百倍,例如,一台 DN200 的控制阀重达 700kg,运输、安装和维护 都需要动用一些机械设备才能完成,给控制阀的应用带来不便。
④控制阀的流量特性与工业过程被控对象特性不匹配,造成控制系统品质变差。
控制 阀的理想流量特性已在产品出厂时确定, 但工业过程被控对象特性各不相同, 力口上压降比 变化,使控制阀工作流量特性不能与被控对象特性匹配,并使控制系统控制品质变差。
⑤控制阀噪声过大。
工业应用中,控制阀噪声已成为工业设备的主要噪声源,因此, 降低控制阀噪声成为当前重要的研究课题,并得到各国政府的重视。
⑥控制阀是耗能设备,在能源越来越紧缺的当前,更应采用节能技术,降低控制阀的 能耗,提高能源的利用率。
2.控制阀的发展方向控制阀的发展方向主要为智能化、标准化、精小化、旋转化和安全化。
(1)智能化和标准化.控制阀的智能化和标准化已经提到议事日程。
智能化主要采用智能 阀门定位器。
智能化化表现在下列方面。
①控制阀的自诊断,运行状态的远程通信等智能功能,使控制阀的管理方便,故障诊 断变得容易,也降低了对维护人员的技能要求。
②减少产品类型,简化生产流程。
采用智能阀门定位器不仅可方便地改变控制阀的流 量特性, 也可提高控制系统的控制品质。
因此, 对控制阀流量特性的要求可简化及标准化(例 如,仅生产线性特性控制阀)o 用智能化功能模块实现与被控对象特性的匹配,使控制阀产 品的类型和品种大大减少, 使控制阀的制造过程得到简化, 并在生产和市场中经受考验和认 可。
③数字通信。
数字通信将在控制阀中获得广泛应用,以 HART 通信协议为基础,一些控 制阀的阀门定位器将输入信号和阀位信号在同一传输线实现; 以现场总线技术为基础, 控制 阀与阀门定位器、PID 控制功能模块结合,使控制功能在现场级实现,使危险分散,使控制 更及时、更迅速。
④智能阀门定位器。
智能阀门定位器具有阀门定位器的所有功能,同时能够改善控制 阀的动态和静态特性,提高控制阀的控制精度,因此,智能阀门定位器将在今后一段时间内 成为重要的控制阀辅助设备被广泛应用。
控制阀的标准化表现在下列方面。
①为了实现互换性,使同样尺寸和规格的不同厂商生产的控制阀能够互换,使用户不 必为选择制造商而花费大量时间。
②为了实现互操作性, 不同制造商生产的控制阀应能够与其他制造商的产品协同工作, 不会发生信号的不匹配或阻抗的不匹配等现象。
③标准化的诊断软件和其他辅助软件, 使不同制造商的控制阀可进行运行状态的诊断, 运行数据的分析等。
④标准化的选型程序。
控制阀选型仍是自控设计人员十分关心的问题,采用标准化的 计算程序,根据工艺所提供数据,能够正确计算所需控制阀的流量系数,确定配管及选用合 适的阀体、阀芯及阀内件材质等,使设计过程标准化,提高设计质量。
(2)精小化.为降低控制阀的重量,便于运输、安装和维护,控制阀的精小化采用了下列 措施。
①采用精小型执行机构。
采用轻质材料,采用多组弹簧替代一组弹簧,降低执行机构 高度, 通常, 精小型气动薄膜执行机构组成的控制阀比同类型气动薄膜执行机构组成的控制 阀高度要降低约 30%,重量降低约 30%,而流通能力可提高约 30%。
②改变流路结构。
例如,将阀芯的移动改变为阀座的移动,将直线位移改变为角位移等,使控制阀体积缩小,重量减轻。
③采用电动执行机构。
不仅可减少采用气动执行机构所需的气源装置和辅助设备,也 可减少执行机构的重量。
例如,Fisher 公司的 9000 系列电动执行机构,其 20 型的高度小 于 330mm,使整个控制阀(带数字控制器和执行机构)质量降低到 20~32kg。