1 自力式调节阀介绍
自力式调节阀可分为自力式压力调节阀、自力式温度调节阀及自力式流量调节阀3种。其中自力式压力调节阀应用*为广泛。
1.1自力式压力调节阀
根据作用形式的不同,自力式压力调节阀又可分为直接作用式和指挥器操作式2种。指挥器操作式自力式压力调节阀控制精度高,可比一般的直接作用式压力调节阀高一倍左右,压力调节范围广,尤其是在微压方面,故适合在控制精度要求比较高或压力调节设定值比较小的场合应用。氮封装置就是其典型应用之一。
根据被调压力取压点的不同,又分为阀前压力调节型(K型,用于背压调节)和阀后压力调节型(B型,用于减压调节)2种。阀前压力调节型自力式压力调节阀,其初始位置的阀芯在关闭位置,当阀前压力逐渐升高,阀门逐渐打开,直至阀前压力稳定在要求的给定值;阀后压力调节型自力式压力调节阀,其初始位置的阀芯在开启位置,当阀后压力逐渐升高,阀门逐渐关闭,直至阀后压力稳定在要求的给定值。
此外,还有一种自力式差压(微压)调节阀,也分为差压上升阀开启(K型)和差压上升阀关闭(B型)2种形式。将自力式差压调节阀的低压端通大气,即变为自力式微压调节阀。
1.2自力式温度调节阀
自力式温度调节阀是基于液体受热体积膨胀的原理工作的。当温度升高时,温包内工作液体积急剧增大,使密封容室的压力增高,压迫波纹管向上移动,推动弹簧向上位移,从而使推杆、阀芯也向上运动,关小阀门,使被调介质温度向设定值方向靠拢,阀芯便停留在新的位置上,即阀芯的位移正比于被测温度的变化量,形成一定的比例调节特性。
自力式温度调节阀可分为温度升高阀开启(K型,用于冷却调节)和温度升高阀关闭(B型,用于加热调节)2种形式。
1.3自力式流量调节阀
自力式流量调节阀(亦称流量限制器,或称恒流量调节阀)是具有恒流量功能的调节阀,它是将自力式的压差控制装置和流量调节装置组合而成的阀门,其工作原理:用压差控制装置控制并稳定流量调节装置前后的压差,从而使阀门前后的压差大于恒流启动值之后,通过的流量不再随阀门前后的压差而变化,在压差控制的范围内,通过阀门某一开度的流量能够自动保持恒定,流量的变化只需调节阀门开度即可实现,与阀门前后的压差无关。
自力式流量调节阀在城市集中供暖或中央空调的循环水管网系统中应用广泛。
此外,自力式调节阀的阀体有单座、双座及套筒3种形式;阀盖有标准型、加长型和散热型(适合温度350~550℃工况);执行机构有膜片式(普通膜片、增强膜片和金属膜片)和活塞式2种。
自力式调节阀一般采用快开流量特性。
2 自力式调节阀的选择
自力式调节阀在自控系统中,既是可调的节流元件,又是承受一定温度、压力的容器。所以在选择时,既要考虑其适用性,又要保证**可靠。
2.1选择的一般原则
具体选择时,应根据被调介质的种类、性质、温度、压力及工艺要求的其他条件,遵循以下的选择原则:阀的结构形式应能满足介质温度、压力、流动性、腐蚀性、控制范围以及严密性要求;阀的材料应能满足介质温度、压力、腐蚀性要求;阀的额定流量系数及口径应能满足工艺的流量要求;阀的允许压差应能满足现场实际压差的要求;阀的实际使用条件应与计算选择时考虑的相一致。
2.2材料及使用温度的选择
选择材料时,主要考虑材料的强度、硬度、耐腐蚀及高温、低温的特性,首先应满足自力式调节阀的**可靠,其次是使用的性能、寿命和经济性。在满足使用要求的前提下,应尽量选择便宜、易得的材料。一般情况下,阀体和阀盖可选择多种材料制造(如:灰铸铁、球墨铸铁、铸钢及铸不锈钢)。而阀内组件一般用不锈钢材料制造。
2.3公称压力及压差的选择
根据工艺介质的*大工作压力来选择调节阀的公称压力时,必须对照工艺温度条件综合选择,因为公称压力是在一定基准温度下依据强度条件定出。一旦工作温度超过了基准温度,其允许的*大工作压力必定低于公称压力,这一点应该引起足够的重视。
除了注意选定调节阀公称压力外,在选用时,还应从推力角度出发,考虑调节阀能否正常工作的问题。用特征数值表达就是允许压差是否大于*大工作压差。因此,在选用时,要使*大工作压差小于阀的允许压差。
2.4流量系数计算
流量系数Kv(或称流通能力),是调节阀的重要参数。它反映流体通过调节阀的能力,亦即反映调节阀的容量。根据计算出的流量系数Kv值的大小,选择阀的额定流量系数Kvs,就可以确定调节阀的公称通径。如果选择的额定流量系数过大,就会使调节阀经常工作在小开度的情况下,影响控制质量,引起振荡和噪音,缩短阀的使用寿命。相反,如果选择的额定流量系数过小,则会使调节阀的开度过大,阀门超负荷运行,不能满足流量要求,容易出现事故,造成不必要的浪费。为了合理选择调节阀的尺寸,必须正确计算调节阀的流量系数Kv值。
调节阀的额定流量系数Kvs定义:在规定条件下,即阀的两端压差为100kPa,流体密度为1g/cm3时,额定行程时流经调节阀的流量是以立方米每小时或吨每小时计的流量数。