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壓力調(diào)節(jié)閥亦稱自力式平衡閥,、流量控制閥、流量控制器,、動態(tài)平衡閥,、流量平衡閥,,是一種直觀簡便的流量調(diào)節(jié)控制裝置,管網(wǎng)中應(yīng)用流量調(diào)節(jié)閥可直接根據(jù)設(shè)計來設(shè)定流量,,閥門可在水作用下,,自動消除管線的剩余壓頭及壓力波動所引起的流量偏差,無論系統(tǒng)壓力怎樣變化均保持設(shè)定流量不變,,該閥這些功能使管網(wǎng)流量調(diào)節(jié)一次完成,,把調(diào)網(wǎng)工作變?yōu)楹唵蔚牧髁糠峙洌行У慕鉀Q管網(wǎng)的水力失調(diào),。流量調(diào)節(jié)閥主要應(yīng)用于:集中供熱(冷)等水系統(tǒng)中,,使管網(wǎng)流量按需分配,消除水系統(tǒng)水力失調(diào),,解決冷熱不均問題,。
工作原理
壓力調(diào)節(jié)閥工作原理:
通過接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的信號(如:4~20mA)來驅(qū)動閥門改變閥芯和閥座之間的截面積大小控制管道介質(zhì)的流量、溫度,、壓力等工藝參數(shù),。實現(xiàn)自動化調(diào)節(jié)功能。
用途
自力式壓力調(diào)節(jié)閥(以下簡稱HAWE壓力閥)是一種無需外來能源而只依靠調(diào)介質(zhì)自身的壓力變化進行自動調(diào)節(jié)壓力的節(jié)能型產(chǎn)品.具有測量,、執(zhí)行,、控制的綜合功能。廣泛適用于石油,、化工,、冶金、輕工等工業(yè)部門及城市供熱,、供暖系統(tǒng),。本產(chǎn)品可用于非腐蝕性〔zui高溫度350℃〕的液體,、氣體和蒸汽等介質(zhì)的壓力控制裝置,。
結(jié)構(gòu)
自力式壓力調(diào)節(jié)閥因為不需要其它外來能源如電源、氣源,,僅靠介質(zhì)自身的能量來驅(qū)動,,既節(jié)能又環(huán)保,使用方便,,安裝完畢后設(shè)定好壓力值即可投入自動運行,,所以在對控制精度要求不高,又缺乏電源,、氣源的場合,,得到了越來越廣泛的使用。但在使用過程中,,一定要注意選型的特殊性,,否則容易引起事故,。在使用過程中,要注意使用的選型和安裝環(huán)境,,因此,,詳細了解自力式壓力調(diào)節(jié)閥的工作原理和結(jié)構(gòu)是非常重要的。
特點
所謂小流量調(diào)節(jié)閥,,顧名思義,,就是流通能力很小的調(diào)節(jié)閥。
閥門的流通能力是在統(tǒng)一條件下的閥門容量指標,。我國用C 值表示 ,。其定義為:閥門全開時,當閥前后壓差為1公斤/厘米 2 ,,介質(zhì)重度為1克/ 厘米 3 時 ,,每小時流過閥門的介質(zhì)量(米 3 /時)。對于不可壓縮流體,,在充分湍流的狀態(tài)下(雷諾數(shù)足夠大時,,對于水Re>10 5 ;對空氣Re>5 .5 ×10 4 )
式中:
△p——閥前后壓差(公斤/厘米 2 ) Υ——介質(zhì)重度(克/厘米 3 )
Q 一 介質(zhì)流量(米 3 /時)
美國等國家用C,, 值表示 閥門的流通能力,。上*的,主要有關(guān)電的I,、E,、C標準中用Av 值表示 閥門的流通能力。三者換算關(guān)系如下:
Cv =1 .17 C Cv =10 6 /24Av C=10 6 /28Av
閥門的流通能力僅僅取決于閥本身的結(jié)構(gòu),。在計算所需的閥門流通能力時,,應(yīng)注意介質(zhì)不同或流動條件不同時, 閥內(nèi)流動 狀態(tài)會有很大的差異,。
在小流量情況下,,尤其是粘性流體和低壓下工作時,流體的主約束往往是層流或?qū)恿骱屯牧鞯幕旌蠎B(tài),。層流時,,經(jīng)過閥門的介質(zhì)流量和閥前后壓差呈線性關(guān)系。而在層流和湍流混合態(tài)下,,隨著雷諾數(shù)的增加,,即使壓差不變,流經(jīng)閥門的介質(zhì)量也會增加,。在*湍流時,,流量才不隨雷諾數(shù)變化而變化。盡管如此,,選擇小流量調(diào)節(jié)閥,,仍然用傳統(tǒng)的方法和計算公式進行,。但是其計算值和實際值偏離很大,據(jù)資料介紹在 Cv=0.01以下時,,它只是作為一個容量指標,,具有參考意義而已。實際流通能力應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗確定,。
隨著流通能力減小,,閥門的可調(diào)比將下降。但zui少也能保證10:l到15:1之間,,如果可調(diào)比再小,,就難以進行流量的調(diào)節(jié)。
閥門在串聯(lián)使用時,,隨著開度變化,,,閥前后壓差也有變化,因此使閥門的工作特性曲線偏離理想特性,。如果管路阻力大,,直線性會變成快開特性,而喪失調(diào)節(jié)能力,。等百分比特性將變成直線特性,。小流量情況下,由于很少有管路阻力,,上述特性畸變就不大了,,對等百分比特性,實際上也就沒有必要,。從制造的角度來說,, Cv =0.05以下時,也不可能再產(chǎn)生等百分比的側(cè)面形狀,。因此,,對小流量閥主要的問題是如何將流量控制在所需要的范圍之內(nèi)。
從經(jīng)濟效果出發(fā),,使用者希望一個閥門可同時用于截流和調(diào)節(jié),,也是可以做到的,。但對于調(diào)節(jié)閥來說,,主要是實現(xiàn)對流量的控制,關(guān)閉是次要的,。認為小流量閥本身流量很小,,在關(guān)閉時很容易實現(xiàn)截流,是錯誤的,。國外對小流量調(diào)節(jié)閥泄漏量一般也做了規(guī)定,。當Cv 值為10 時 ,,該閥門的泄漏量規(guī)定為:在3.5 公斤/厘米。氣壓下,,泄漏量為zui大流量的1 % 以下,。
種類
由于氣動調(diào)節(jié)閥具有本質(zhì)防爆、性能可靠等優(yōu)點,,國內(nèi)外調(diào)節(jié)閥仍以氣動為主,。
過去,國內(nèi)正式生產(chǎn)的小流量調(diào)節(jié)閥,。zui高使用壓力可達100公斤/厘米 2 ,,額定的流通能力C 值可以 從0 .05 到O·0012。其閥座孔徑為3毫米,,閥芯為圓柱形,,上面刻有一道或數(shù)道V 型槽 ,閥桿行程6毫米,,閥門 無配套 的定位器,,因此控制精度較差。
我國也引進了小流量調(diào)節(jié)閥,。流通能力約為0·001,,閥芯為帶有缺口的圓柱形。工作壓力為300公斤/厘米 2 閥桿行程7/16英寸,,閥芯為圓錐形,,該閥門帶有摩爾公司 的頂裝定位器。
上述這類閥門的特點是結(jié)構(gòu)簡單,,重量輕,。常用的閥座孔徑為1/8~1/4英寸(約為3·17-6 .35 毫米),閥桿行程為1/4~l/2英寸(合6 . 35~12 .7 毫米),。這類閥門的流量能力zui小可以做到O.00006,,以至更小。
一般地說,,圓柱開槽型的閥芯,,在特性化方面比圓錐形好,它可以通過改變 槽深來獲得 設(shè)計特性,,但后者調(diào)節(jié)可*性好,,因為通過閥門的流體,分布在閥芯截面的整個圓周上,。這種閥門常用在精度要求不很高的場合,。但容量精度和特性的重現(xiàn)性較差。
閥門流通能力,,主要取決于流孔直徑,,對于一個1/16英寸的流孔,,理論上的 Cv 值約為0·06,或者說只是接近小流量的上限,。要進~步減小流量,,必須從根本上減小閥芯的行程或約束流孔 的開度 。
文獻中報導過三種類型的短行程調(diào)節(jié)閥,。其一,,閥芯是一顆人造藍寶石球。閥座 是一個硬質(zhì)金屬小孔,,用膜頭頂端的螺絲可以調(diào)整薄膜的zui大行程,,執(zhí)行機構(gòu)具有可變 的氣動反饋,因此對應(yīng)于3~15磅/時 2 的信號壓力,,流通能力可以從0 .07 ~0.00007( Cv 值),。另一種形式的短行程調(diào)節(jié)閥,可用于高壓條件,,它的閥芯是錐形的.由執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動臂,,通過一個轉(zhuǎn)動另件旋轉(zhuǎn)帶螺紋的閥桿轉(zhuǎn)一個角度,從而達到縮短行程的目的,。 導向螺紋的螺距為每英寸 ll ~32牙,,轉(zhuǎn)動桿旋轉(zhuǎn)角度一般是15~60°,閥芯行程一般為 0·02--0·005英寸(合O.508~1 .27 毫米),。因為在不同溫度下熱膨脹不同,,閥芯會產(chǎn)生顯著誤差,因此這種 閥限制 使用在300"F以下,,為保證閥位精度 ,,閥門裝有定位器。
三,、高壓差對閥芯,、閥座的要求
對于高壓小流量調(diào)節(jié)閥,還必須考慮由主于高壓和高壓差帶來的一系列問題,。如執(zhí)行機構(gòu)必須具有足夠的輸出力,,以克服介質(zhì)的不平衡力,閥門零件強度問題,,高壓密封問題,,而 zui關(guān)鍵的是閥芯、閥座的材質(zhì)和加工問題,。
高壓調(diào)節(jié)閥閥芯,、閥座損壞原因很復雜,,這里面的理論不盡相同,,但普遍引起重視的是高速液(氣)流相對閥芯,、閥座運動引起的沖刷現(xiàn)象(亦 稱速度 效應(yīng))和液體介質(zhì)在高壓差下的氣蝕現(xiàn)象 。前者損壞形式是與流線有一定關(guān)系的沖刷痕跡,,后者則是海綿狀孔洞,。
在有氣蝕產(chǎn)生的場合下,如果閥芯,,閥座材質(zhì)選用不當,,少則兒天,多則幾個月,,閥門就將報廢,。
解決氣蝕問題應(yīng)從求避免氣蝕的方法和耐氣蝕 的材料著手,避免氣蝕的方法有幾種,。1.改進閥芯,,閥座設(shè)計,使其具有合理的液流速度分布和壓力分布,。如小流量調(diào)節(jié)閥采用狹長通道式閥芯,、閥座。閥芯,、閥座孔都有很小的錐度,,適用于在恒定的上游壓力條件下地控制流量。由于這種 結(jié)構(gòu)具確吸收 能量,,減小氣蝕的功能,,據(jù)資料報導,它曾用于4200公斤/厘米 2 的壓降下,。2,、在 條件充許的 情況下,在液流中充氣,,以局部地或全部地消除低壓區(qū),。3。閥門串聯(lián)使用,,以減小每個閥的壓降,。4.使閥前后壓差低于該介質(zhì)在調(diào)節(jié)閥入口溫度下產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象的zui大允許壓差。5.介質(zhì)在“流開”狀態(tài)下工作,,允許壓差比“流閉”狀態(tài)大三倍多,。
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