浙江贝尔调节阀讲课资料.ppt

何谓控制阀：过程控制系统中用动力操作去改变流体流量的装置,调节器,控制阀,被控参数,变送器,反馈信号,控制信号,控制阀分为两部分：执行机构和阀，执行机构起推动作用，阀起调节流量的作用执行机构大致分为气动、电动、液动或这三者的组合，即气液联动和电液联动。我们常用的是气动和电动两种执行机构。电动分为电子式和电动式，两者最大的区别是：电子式执行机构本身配带有伺服放大系统，可以接收工业标准信号。而电动式执行机构本身无伺服放大系统，须外配控制箱。气动执行机构分为气动薄模式和气动活塞式，此两种执行机构特点对照如下表,阀门分类,阀门,旋转类,直行程类,球阀,蝶阀,旋塞阀,o型球阀,v型球阀,偏心旋转阀,中线型,双偏心,三偏心,压力平衡式,紧定式,自封式,压力不平衡式,压力平衡式,先导背压式,阀门常用术语,公称通径：管路系统中所有管路附件用数字表示的尺寸，以区别用螺纹或外径表示的那些零件。公称通径是用作参考的经过圆整地数字，与加工尺寸不完全等同。公称通径是用字母“dn”后紧跟一个整数组成，如公称尺寸是250mm，应表示为dn250，但dn250并不表示管道的实际尺寸，想获得管道的具体尺寸须查相应标准。公称压力：是一个用数字表示的与压力有关的标示代号，是供参考用的一个方便的圆整数。同一公称压力值所表示的同一公称通径的所有管路附件具有与端部连接形势相适应的同一连接尺寸。在我国，涉及公称压力时，为了明确起见，通常给出计量单位，以“mpa”表示。在英、美等国家中，尽管目前在标准中已列入了公称压力的概念，但实际使用中仍采用英制单位的磅级。由于公称压力和磅级的温度基准不同，因此两者没有严格的对应关系。压力-温度等级：阀门的压力-温度等级是在指定温度下用表压表示的最大允许工作压力。当温度升高时，最大允许工作压力随之降低。压力-温度等级数据是在不同工作温度和工作压力下正确选用法兰、阀门及管件的主要依据，也是工程设计和生产制造中的基本数据。每种材料的温度-压力等级并不相同（如下表所列）。压力温度等级有不同国家的标准，美国标准、德国标准、原苏联标准、国际标准及我国国家标准,从上表可以看出在选择阀门的公称压力时，要考虑三个基本因素，即温度、实际最大工作压力和阀体材质。,气开式（反作用）：向气动执行机构送气时，阀芯处于慢慢打开的趋势。气闭式（正作用）：向气动执行机构送气时，阀芯处于慢慢关闭的趋势。,气开式,气闭式,阀芯,阀芯,流开式：介质的作用力推动阀芯使之远离阀座密封面。流闭式：介质的作用力推动阀芯使之靠近阀座密封面。,介质,f,f,从上面四幅图片看以看出，气开或气闭与流开或流闭四者之间没有必然的连系。,气源故障时阀门位置：全关（fc）：只要气源出现故障，无论气源故障前阀芯处于何种位置，阀芯就立刻关闭。全开（fo）：只要气源出现故障，无论气源故障前阀芯处于何种位置，阀芯就立刻打开。保持原位（fl）：只要气源出现故障，阀芯就保持在断气前所处的位置。实现阀门气源故障时，阀处于关闭或打开的位置，可通过配备单作用执行机构或双作用执行机构加储气罐来实现。我们常采用单作用执行机构来实现以上动作，只用阀的操作力（矩）特别大时才考虑后者。同样，保持原位也可用双作用执行机构或单作用加保位阀来实现。,流量系数：,单位,流量系数,根据流量系数定义单位的不同，三者可通过公式换算：cv=1.156kvcv=1.167c,对流量系数的理解：,1、流量系数是每一规格型号阀门固有的一个系数;,2、对于同一型号规格的阀门，不会因公称压力的改变而改变;,3、与实际工况参数无关，只与阀门本身内部流道结构及通流面积有关；,4、是每一型号规格阀门的“身份证”;,5、是选择阀门口径大小及内件大小的重要依据；,计算流量系数：根据具体的工况参数，利用相应的计算公式及判断条件，计算得来的流量系数。,可调比：是调节阀所能控制的最大流量与最小流量之比。,对可调比的理解：,1、这里的最小流量是调节阀所能控制的最小流量，是可调流量的下限值，与阀门的泄漏量不是同等概念，泄漏量是阀门关闭时泄漏的量；,2、我们常用可调比有30：1和50：1；,3、可调比是衡量一台阀门控制精度的重要参数。,控制阀的流量特性,我们常用的有三种：等百分比、直线和快开特性,等百分比特性：单位相对位移变化所引起的相对流量变化与此店的相对流量成正比关系。即调节阀的放大系数是变化的，他随相对流量的增大而增大，数学表达式为：,q,qmax,=,r,（l/l-1）,我们以行程的10、50、80三点进行计算，来说明等百分比和放大系数是变化的。这里所说的放大系数之流量变化。当行程变化10时，流量变化分别为1.91、7.3、20.4，而他们流量相对变化值都为40.3，从计算数据可以看出三点的相对流量变化值都是40.3，正因为这个变化值是相等的所以我们称作等百分比。而三点的流量变化却是不同的，很明显放大系数是变化的。,等百分比流量曲线图,l/l,q/qmax,50,79.43,对等百分比特性的理解,3、在小开度时，调节阀放大系数小，调节平稳缓和；,4、在大开度时，调节阀放大系数大，调节灵敏有效；,1、将近80的开度控制50的流量；,2、等百分比曲线图是一条曲线，从曲线图上看斜率在不断的增大，即等百分比特性的放大系数是随着开度增大而增大的；,直线流量特性：调节阀的相对流量与相对位移成直线关系，即单位位移变化所引起的流量变化是常数，数学表达式为：,q,qmax,=,1,r,+,（,1-,1,r,）,l,l,我们同样以行程的10、50、80三点进行计算，当行程变化10时，而流量变化是相同的10，流量相对变化值为100、20、12.5。,直线流量特性曲线图,l/l,q/qmax,对直线特性的理解,1、直线特性的曲线图是一条直线，直线的斜率是定值，即直线特性的放大系数是一个常数；,3、直线特性的阀门在开度小时流量相对变化值大，从而不宜控制，但灵敏度高、稍微一开就有很大的流量变化；不宜控制，甚至产生振荡；,4、大开度时，流量相对变化值小，调节缓慢，不够及时。,2、从曲线图上看，流量的变化是同步的；,快开特性：在开度较小时就有很大的流量，随开度的增大，流量很快就达到最大。表达公式为,q,qmax,=,1,r,1,+,（,r,2,-1）,l,l,1/2,直线特性的曲线图,l/l,50,70.75,q/qmax,对快开特性的理解,1、50的开度控制70.75的流量；,2、小开度时，流量迅速增加，开度变大时流量增加缓慢；,三种特性曲线图比较图,l/l,q/qmax,快开,直线,等百,不同的流量特性决定了不同的内件形状,等百,线性,快开,单座阀,套筒阀,常用阀门结构及特点,执行机构,阀盖,阀体,直行程控制阀,上阀盖形式,常温型-20-230,散热型-20-750,加长型-196-538,填料形式,内件结构形式,常见基本形式,改进型,总结：,内件无论如何变化，最终目的只有一个，即满足不同工况的要求。这就要求我们想正确选择阀门，就必须对各种阀门的结构特点、适应工况条件等了如指掌。,阀门选型,正确选型,1、口径计算,口径小了不能满足qmax，大了经常小开度工作，调节性能差，寿命短。,2、核实关闭时的关闭压差,3、核实可调比,可调比小不能满足流量变化范围,4、确定弹簧范围,涉及弹簧范围，启始工作压力、输出力、稳定性、调整等,5、材质与结构,一个优秀的工程设计人员所选的控制阀结构和材质应是在满足使用功能前提下，得到的最简单、最低的价格（相对）,6、附件,对控制阀的保证和有意的补偿,口径计算,附件,附件,定位器,控制阀的“大脑”,气动三联件,包括过滤、减压、油雾器，执行机构的“保护伞“，油雾器现在基本不使用。,气动继动器,提高执行机构动作速度。,锁止阀,用于保位控制。,电磁阀,改变气路流通方向，常用于开关阀。,限位开关,用于反馈阀开到位和关到位显示，也可作连锁使用。,气控阀,与电磁阀作用一致。,储气罐,气源故障时使用，多与双作用执行机构配合使用。,附件的两个重要指标：防护等级和防爆等级,防护等级两位数字含义,附加字母和补充字母含义,安全防爆基本知识,爆炸危险场所的区域划分,依据：爆炸性气体出现的频繁程度和持续时间0区(zone0)在正常情况下，爆炸性气体混合物连续地、频繁地出现或长时间存在的场所。1区(zone1)在正常情况下，爆炸性气体混合物有可能出现的场所。2区(zone2)在正常情况下，爆炸性气体混合物不可能出现，或即使出现也是短时间存在的场所。,爆炸性气体的分级,按最大试验安全间隙mesg(火焰不能传播的最大间隙)和最小点燃电流比micr来分级：可分为a、b、c三级。,爆炸性物质的分组按引燃温度可分为六组：,组别,引燃温度t/,t1,450,t2,450t200,t3,450t200,组别,引燃温度t/,t4,t5,135t100,t6,100t85,200t135,防爆电气设备的分类、分组,防爆电气设备分为两大类：类：煤矿用电气设备类：工厂用电气设备类电气设备可进一步分为a、b、c三级。,工厂用电气设备防爆型式有以下八种：隔爆型(d)、本质安全型(i)、增安型(e)、正压型(p)、充油型(o)、充砂型(q)、浇封型(m)和无火花型(n)。本质安全型设备又可以分为ia和ib两个等级。,防爆标志及其含义,防爆标志由以下5个部分构成：标志ex表示该设备为防爆电气设备。结构型式表明该设备采用何种措施进行防爆，如d为隔爆型，i为本安型等。设备类别i为煤矿井下用电设备，ii为工厂用设备。防爆级别为a、b、c三级，表明防爆能力强弱。温度组别为t1t6六组，说明该设备的最高表面温度允许值。例如exiaiict5表示ii类本质安全型ia等级b级t5组。,隔爆型仪表,具有隔爆外壳，仪表的电路和接线端子全部置于防爆壳体内。它能承受仪表内部因故障产生爆炸性气体混合物的爆炸压力。这类仪表适用于1区、2区危险场所。,本质安全型仪表,本安仪表的全部电路均为本质安全电路，电压和电流被限制在允许的