上海申弘閥門有限公司
執(zhí)行器是控制系統(tǒng)的終端控制元件，是重要的環(huán)節(jié)，氣動調節(jié)閥在常用的執(zhí)行器中約占85﹪以上。控制系統(tǒng)中因氣動調節(jié)閥造成不能投運或運行不良者有占50﹪-60﹪以上。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導式減壓閥,空氣減壓閥,氮氣減壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。
產品優(yōu)勢
其中除提供的工藝參數出入較大，閥制造質量欠佳和使用不當外，選型與計算的方法不妥則是一個相當突出的因素。因此，如何合理正確地選擇和計算氣動調節(jié)閥就是自控設計中至關重要的問題了。
調節(jié)閥按調節(jié)儀表的控制信號，直接調節(jié)流體的流量，在控制系統(tǒng)中起著十分重要的作用。要根據使用條件和用途來選擇調節(jié)閥。選擇調節(jié)閥項目有：結構型式、公稱通經、壓力－溫度等級、管道連接、上閥蓋型式、流量特性、材料及執(zhí)行機構等。深入研究各個項目和它們之間的相互關系，是極其重要的。選擇調節(jié)閥必須知道控制系統(tǒng)的各種工藝參數，以及調節(jié)儀表、管道連接等基本條件，才能正確地選擇調節(jié)閥。下面為一般選用調節(jié)閥的基本準則：(圖一、圖二)
氣動調節(jié)閥選型參數表
使 用 場 合 | 29 | 閥口徑 / 閥座直徑 mm | DN80 | dg80 | |||||||||||
1 | 位號 | 2LV-1003 | 30 | 計算Kv (大/正常/小) | 50.91 | 42.42 |
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2 | 閥號 |
| 31 | 選擇Kv | 100 | ||||||||||
3 | 用途 | 調節(jié)2PT-1001液位 | 32 | 閥開度 (大/正常/小) | 83% | 78% |
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4 | 管道規(guī)格 | DN80 | 33 | 閥蓋型式 | 標準型 | ||||||||||
5 | 管道材質 | 20# | 34 | 閥體材質 | WCB | ||||||||||
操 作 條 件 | 35 | 閥芯、閥座材質 | 304 | ||||||||||||
6 | 工藝介質 | 水 | 36 | 連接方式 / 標準 | 法蘭式 | GB/T9113 | |||||||||
7 | 操作溫度 ℃ | 37 | 37 | 法蘭尺寸及規(guī)格 | PN16 DN80 RF | ||||||||||
8 | 閥 前 壓 力 MPa (A) | 大 | 0.4 | 執(zhí) 行 機 構 | |||||||||||
正常 | 0.4 | 38 | 型號 |
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小 | 0.4 | 39 | 型式 |
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9 | 閥 后 壓 力 MPa (A) | 大 | 0.35 | 40 | 作用方式 | 反作用 | |||||||||
正常 | 0.35 | 41 | 額定行程 mm | 40 | |||||||||||
小 | 0.35 | 42 | 彈簧范圍 KPa | 80～240 | |||||||||||
10 | 閥關閉壓差 (MPa ) | 0.4 | 43 | 氣源接口 | Rc1/4 | ||||||||||
11 | 流
量 | 氣體Nm3/ h 液體m3/h 蒸汽kg / h | 大 | 36 | 定 位 器 | ||||||||||
正常 | 30 | 44 | 型號 / 制造廠 |
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小 |
| 45 | 輸入信號 | 4～20mA.DC | |||||||||||
12 | 分子量 |
| 46 | 反饋信號 |
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13 | 標準狀態(tài)下氣體密度kg/Nm3 |
| 47 | 對應閥位 |
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14 | 工作密度 kg/m3 | 1000 | 48 | 氣源壓力 KPa | 400～700 | ||||||||||
15 | 動力粘度 cp |
| 49 | 電信號接口 | M20×1.5 | ||||||||||
16 | 壓縮系數 |
| 50 | 氣信號接口 |
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17 | 臨界壓力(A) |
| 51 | 防爆 / 防護等級 | ExdⅡBT4 | IP65 | |||||||||
18 | 氣化壓力 MPa (A) |
| 52 | 接口氣路規(guī)格 |
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19 | 環(huán)境溫度 ℃ |
| 附 件 | ||||||||||||
20 | 噪聲要求 dBA |
| 53 | 空氣過濾減壓器 | 帶 | ||||||||||
21 | 故障時閥位置 | FC | 54 | 閥位開關 |
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閥 規(guī) 格 | 55 | 電磁閥 |
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22 | 閥型號 | ZXP-16K | 56 | 手輪 |
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23 | 閥名稱 | 氣動薄膜單座調節(jié)閥 | 57 | 配對法蘭、墊片、緊固件 |
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24 | 公稱壓力MPa | PN1.6 | 58 | 保位閥 |
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25 | 作用方式 | 氣開式 | 59 |
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26 | 閥芯型式 | 單座 |
特殊要求： | ||||||||||||
27 | 流量特性 | 等百分比 | |||||||||||||
28 | 泄漏等級 | Ⅳ 級（GB/T4213-92） | |||||||||||||
選型和計算（定尺寸）是選擇一個調節(jié)閥的兩個重要部分。它們是不同的，然而又是互相關聯(lián)的。以往，各工業(yè)部門的自控設計的選閥工作有些基本上沒有考慮到它們之間的內在。對國內一般產品來說，用一組工藝參數計算兩個不同閥型的流通能力，臨界條件下的計算結果大可相差40％以上。
不同結構的調節(jié)閥有其各自的壓力恢復特性。此特性用壓力恢復系數FL或大有效壓差比XT表示。一般的單、雙座閥等屬于低壓力恢復閥，F(xiàn)L和 XT較大；蝶閥和球閥等屬于高壓力恢復閥，F(xiàn)L和 XT較??；偏心旋轉閥則介于兩者之間。參數FL和 XT的引入有助于在計算中根據已知的工藝參數來確定真正有效壓差，以計算出的流通能力。
FL和 XT的數值必須在閥型選定之后才能獲得，而閥型的選定不僅與流體的性狀、壓力、溫度、腐蝕性等因素有關，并且與流通能力、可調范圍、允許壓差等參數有關；但是這些參數必須經計算后才能得到，而往往由于這些參數的限制又必須改選閥型；因此問題的關鍵就在于要設計出一套合理的方法和步驟，把選型和計算作為一個有機的整體綜合起來考慮。
氣動調節(jié)閥選型和計算包括以下幾部分。
1. 氣動調節(jié)閥的選型和選材
調節(jié)閥的選型按照工藝和自控專業(yè)提出的各項要求進行。在選型中主要考慮以下各個方面：流體的性狀、靜壓、溫度、壓差、腐蝕性、對閥的泄漏要求、閥的動作方式、管道配置、以及流通能力和可調范圍等。
流體腐蝕性的影響主要體現(xiàn)在閥體和閥芯材料的選擇上。由于不能排除某些材料只許在某種特殊的閥型中使用的限制條件，因此并不是每種閥型均可任意選擇材料。閥體材料的選取主要考慮流體介質的腐蝕性、靜壓和材料的許用溫度。閥芯材料的選取主要考慮流體介質的腐蝕性、材料的許用溫度，以及材料耐沖蝕的性能（即考慮液體的阻塞流，閥壓差和流體的清凈程度）。阻塞與否在初選時尚不能確定，需待計算后再進行校核。同時滿足以上各項要求的材料方為合選者。
調節(jié)閥應具有的低公稱壓力等級是選型的必要條件。它可根據流體溫度，閥入口大壓力，按照初選閥體材料在一定溫度條件下與許用壓力的對應關系來確定。
選型，在步驟上可先以流體壓力、性狀和對閥的泄漏量要求作為考慮因素，規(guī)定出一些合適的閥型，然后按照這些閥型的優(yōu)選次序，逐一對以上其他各種因素進行校核。流通能力與可調范圍兩項在初選閥型時尚未確定，需待計算出結果后，在返回進行校核。定出初選的閥型后，即得該閥型的必要計算數據，如壓力恢復系數FL、大有效壓差比XT、層流系數FS和可調范圍R等，提供以下各項計算使用。初選閥型若不滿足流通能力要求時需另選閥型，反復計算。
2. 調節(jié)閥流通能力計算和尺寸選擇值
選擇調節(jié)閥尺寸大小的根本依據是閥的流通能力能否滿足工藝的要求。調節(jié)閥的額定流通能力和公稱通徑有一定的對應關系，這是有產品技術標準所規(guī)定的。由此，必須按照工藝條件和初選閥型計算出流通能力，從初選的閥型中定出合適的公稱通徑。
1） 調節(jié)閥流通能力的計算（現(xiàn)以液體加以說明）
計算公式：CV值是用來表示調節(jié)閥的英制單位流量系數。其定義是，閥處于全開狀態(tài)，兩端壓差為1磅/英寸2（7KPa）的條件下，60℉（15.6℃）的清水，每分鐘通過閥的美加侖數。
CV＝Q √G/P1-P2 ＝Q √G/△P（英制）
CV＝1.17Q √G/P1-P2 ＝1.17Q √G/△P（公制）
式中：公制 Q＝大流量 gpm（美加侖/分）
G＝比重（水＝1）
P1＝進口壓力 Psia（大流量時）
P2＝出口壓力 Psia（大流量時）
英制
Q＝大流量 m3/h
G＝比重（水＝1）
P1＝進口壓力 kgf/cm2（大流量時）
P2＝出口壓力 kgf/cm2（大流量時）
2） 公稱通徑的選擇：
調節(jié)閥公稱通徑選擇，是由大Cv值、小Cv值、額定Cv
值、可調范圍，以及調節(jié)閥有足夠的調節(jié)余量，這幾個因素來決定的。
大Cv值和大Cv值是分別在大流量和小流量條件計算出的兩個數值。
a) 大Cv值
鑒于額定Cv值之有+20％、-10％的調節(jié)誤差，建議等百分比閥在90-95％開度內的值作為大Cv值，線性調節(jié)閥在80-90％開度內的值作為大Cv值。
b) 常用Cv值
常在低開度下工作，閥芯易于磨損，再從控制性能上考慮，希望閥在50-80％開度范圍工作。
c) 小Cv值
閥的小Cv值應在固有的可調范圍之內，實際上大多調節(jié)閥控制流體時，開度變化、閥上壓差也相應變化。開度與流量之間的固有流量特性，變成了實際的流量特性，可調范圍也變小了。閥達到小Cv值時，希望閥在10-20％開度上工作，如果要使閥在小的開度范圍內工作，應選擇可調范圍較大的調節(jié)閥，或者改用一臺大，一臺小的切換閥，用這兩臺閥分程控制流量。
3） 調節(jié)閥可調范圍的驗算
為了保證調節(jié)閥在工藝要求的大到小流量的整個范圍內滿意地調節(jié)，就必須進一步驗算可調范圍R。以往有用規(guī)定小流量時的調節(jié)閥開度極限作為指標進行校驗的，但這種做法并不十分合適。應采用以小流量計算所得的小Cv值作為校驗指標才為合理，如果小Cv值滿足條件Cv min≥2Cv/R，說明所選閥門滿足了可調范圍的要求，否則此閥應慎用或采用分程控制。
3. 調節(jié)閥流量特性選擇
調節(jié)閥的流量特性分固有特性和工作特性兩種。對調節(jié)系統(tǒng)有影響的是工作特性。閥本身只具備固有特性（在閥兩端壓差不變的情況下，不可壓縮流體通過調節(jié)閥的流量與開度之間的關系）。而工作特性是由閥的固有特性結合管路系統(tǒng)阻力情況得到的。因此，先按調節(jié)系統(tǒng)要求確定所需的工作流量特性，然后再確定與其相應的固有流量特性。典型的固有流量特性有線性特性和等百分比特性。
選擇基本原則：
1) 線性流量特性
a) 壓差變化小，幾乎恒定。
b) 整個系統(tǒng)的壓力損失大部分分配在閥上（開度變化，閥上壓差變化相對較?。?。
c) 外部干擾小，給定值變化小（可調范圍要求小的場合）。
d) 工藝流程的主要參數的變化呈線性。
2） 等百分比流量特性
a) 要求大的可調范圍。
b) 管道系統(tǒng)壓力損失大。
c) 開度變化，閥上壓差變化相對較大。
選型與計算還包括有：閥體材料、閥芯材料、閥門定位器、大開度、小開度、噪聲值和備注等等，在這里就不一一介紹了。 與本文類似的論文有：西門子電動減壓閥控制原理
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