调节阀简介R0

1、调节阀Control valve（PV）概述调节阀（Control valve）用于调节介质的流量、压力和液位，又称调节机构。它是一种可调试的机械节流装置，根据调节阀门开度，用以控制流体的执行元件。控制阀门的开度，从而达到介质流量、压力和液位的调节的目的。调节阀依用途不同有许多种结构型式。常用的是直通双座阀结构。阀芯上下移动便能改变与阀座的相对位置，阻力系数也随之变化。流体通过调节阀阀门的相对流量与阀门相对开度之间的关系，称为调节阀的流量特性，调节阀的流量特性主要决定于阀芯形状。常用的理想流量特性曲线有直线、等百分比（又称对数）、快开和抛物线几种，它们是在调节阀前后压差恒定的情况下得到的。调节

2、阀直接与工作介质相接触，工作条件和环境差异很大，为了适应各种不同的需要，调节阀有多种型式。除直通双座阀外，常用的还有直通单座调节阀、三通调节阀、角型调节阀、蝶阀、偏心旋转调节阀等。有些调节阀还要按特殊要求进行设选用调节阀时除了根据自动控制系统的要求，确定流量特性的型式和阀门的种类外，还需要根据阀门的流通能力Cv值来确定阀门结构型式和尺寸。目前主要运作品牌：FISHER(SEVEN GLOGEN)、VALTEK、SAMSON、MASONEILAN中国船级社（CCS）要求参照海上移动平台入级规范第1篇 第3章 附录1 平台入级产品持证要求一览表：5.1：、级管系的直径50mm及以上阀，级管系上直径

3、为300mm以上阀；货（原）油阀、安全阀、防浪阀、海底阀、舷外阀、压力真空阀；证件类别：船用产品证书/等效证明文件认可模式：型式认可B （可选项：设计认可、型式认可A）；5.3：级管系以及除5.1以外的阀和附件证件类型：制造厂证明（级管系应提供工厂认可证书，除5.1以外的阀和附件应提供型式认可证书）认可模式：型式认可B（可选项：型式认可A）7.12：阀门控制系统证件类别：船用产品证书/等效证明文件认可模式：可选设计认可、型式认可B、型式认可A调节阀分类1. 按照执行机构种类不同，调节阀分电动调节阀、气动调节阀、液动调节阀、自力式调节阀、手动调节阀等。2. 按照动作方式，调节阀分直行程调节阀和角

4、行程调节阀。3. 按照阀内结构，调节阀分球阀(BALL)、球形阀（GLOBE）、蝶阀、闸阀等。4. 按用途和作用分类a 两位阀：主要用于关闭或接通介质；b 调节阀：主要用于调节系统。选阀时，需要确定调节阀的流量特性；c 分流阀：用于分配或混合介质；d 切断阀：通常指泄漏率小于十万分之一的阀。5. 按压力分类a 真空阀：工作压力低于标准大气压；b 低压阀：公称压力PN1.6MPa；c 中压阀：PN2.56.4MPa；d 高压阀：PN10.080.0MPa，通常为PN22、PN32；e 超高压阀：PN100MPa。6. 按介质工作温度分类a 高温阀：t450；b 中温阀：220t450；c 常温阀

5、：40t220；d 低温阀：200t40。7. 常用分类法这种分类方法既按原理、作用又按结构划分，是目前国内、国际最常用的分类方法。一般分为九个大类：a 单座调节阀；b 双座调节阀；c 套筒调节阀；d 角形调节阀；e 三通调节阀；f 隔膜阀；g 蝶阀；h 球阀；i 偏心旋转阀。前6种为直行程，后三种为角行程；这九种产品亦是最基本的产品，也称为普通产品、基型产品或标准产品。各种各样的特殊产品、专用产品都是在这九类产品的基础上改进变型出来的。8. 按用途分类：a 软密封切断阀；b 硬密封切断阀；c 耐磨调节阀；d 耐腐蚀调节阀；e 全四氟耐蚀调节阀f 全耐蚀合金调节阀；g 紧急动作切断或放空阀；h

6、 防堵调节阀；i 耐蚀防堵切断阀；j 保温夹套阀；k 大压降切断阀；l 小流量调节阀；m 大口径调节阀；n 大可调比调节阀；o 低S节能调节阀；p 低噪音阀；q 精小型调节阀；r 衬里（橡胶、四氟、陶瓷）调节阀；s 水处理专用球阀；t 烧碱专用阀；u 磷铵专用阀；v 氯气调节阀；w 波纹管密封阀9. 按驱动能源分类a 气动调节阀b 电动调节阀c 液动调节阀主要参数Cv（Circulation Volume）值与开度阀门/调节阀流量系数（Cv值）与开度是两个不同的概念，Cv值名称起源于西方的工业流程控制领域对于阀门流量系数的定义。在中国通常称为：Kv值，Kv表示的是阀门的流通能力，其定义是：当调

7、节阀全开时，阀门前、后两端的压差P为100KPa，流体重度r为1g/cm3（即常温水）时，每小时流经调节阀的流量数，以m3/h或t/h计。（例如一台Kv=50的调节阀，则表示当：阀两端压差为100KPa时，每小时的水量为50m3/h。）阀门开度是指阀门在调节的时候，阀芯（或阀板）改变流道节流面积时阀芯（或阀板）运动的位置，通常用百分比表示，关闭状态为0%，全开为100%。Kv与Cv值的换算国外，流量系数常以Cv表示，其定义的条件与国内不同。Cv的定义为：当调节阀全开，阀两端压差P为1磅/英寸，介质为60清水时每分钟流经调节阀的流量数，以加仑/分计。由于Kv与Cv定义不同，试验所测得的数值不同，

8、它们之间的换算关系为：Cv=1.167Kv流量特性调节阀的流量特性，是在阀两端压差保持恒定的条件下，介质流经调节阀的相对流量与它的开度之间关系。调节阀的流量特性有线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种；三种注量特性的意义如下：1. 等百分比特性等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系，在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比，流量变化的百分比是相等的。所以它的优点是流量小时，流量变化小，流量大时，则流量变化大，也就是在不同开度上，具有相同的调节精度。2. 线性特性线性特性的相对行程和相对流量成直线关系。单位行程的变化所引起的流量变化是不变的。流量大时，流量相对值变化

9、小，流量小时，则流量相对值变化大。3. 抛物线特性流量按行程的二方成比例变化，大体具有线性和等百分比特性的中间特性。从上述三种特性的分析可以看出，就其调节性能上讲，以等百分比特性为最优，其调节稳定，调节性能好。而抛物线特性又比线性特性的调节性能好，可根据使用场合的要求不同，挑选其中任何一种流量特性。调节阀 - 发展历史20 年代：原始的稳定压力用的调节阀问世。 30 年代：以“V”型缺口的双座阀和单座阀为代表产品V型调节球阀问世。 40 年代：出现定位器，调节阀新品种进一步产生，出现隔膜阀、角型阀、蝶阀、球阀等。 50 年代：球阀得到较大的推广使用，三通阀代替两台单座阀投入系统。 60年代：在

10、中国对上述产品进行了系列化的改进设计和标准化、规范化后，中国才有了完整系列产品。还在大量使用的单座阀、双座阀、角型阀、三通阀、隔膜阀、蝶阀、球阀七种产品仍然是六十年代水平的产品。这时，国外开始推出了第八种结构调节阀套筒阀。 70年代：又一种新结构的产品偏心旋转阀问世（第九大类结构的调节阀品种）。这一时期套筒阀在国外被广泛应用。70年代末，中国联合设计了套筒阀，使中国有了自己的套筒阀产品系列。 80年代：改革开放期间，中国成功引进了石化装置和调节阀技术，使套筒阀、偏心旋转阀得到了推广使用,尤其是套筒阀,大有取代单、双座阀之势，其使用越来越广。80年代末，调节阀又一重大进展是日本的Cv3000和精

11、小型调节阀，它们在结构方面，将单弹簧的气动薄膜执行机构改为多弹簧式薄膜执行机构，阀的结构只是改进，不是改变。它的突出特点是使调节阀的重量和高度下降30%，流量系数提高30%90 年代：90年代的调节阀重点是在可靠性、特殊疑难产品的攻关、改进、提高上。到了90年代末，由华林公司推出了的产品全功能超轻型阀。它突出的特点是在可靠性上、功能上和重量上的突破。功能上的突破唯一具备全功能的产品，故此，可由一种产品代替众多功能上不齐全的产品，使选型简化、使用简化、品种简化；在重量上的突破比主导产品单座阀、双座阀、套筒阀轻7080，比精小型阀还轻4050；可靠性的突破解决了传统调节阀等各种不可靠性因素，如密封

12、的可靠性、定位的可靠性、动作的可靠性等。该产品的问世，使中国的调节阀技术和应用水平达到了九十年代末先进水平；它是对调节阀的重大突破；尤其是电子式全功能超轻型阀，必将成为下世纪调节阀的主流。常见调节阀1. 自力压力调节阀PCV（Self-operated pressure regulator）目前主要运作品牌：FISHER、MASONEILAN、JORDAN、FLOWSERVE概述工作介质的阀前压力P1经过阀芯、阀座后的节流后，变为阀后压力P2；P2经过控制管线输入到执行器的下膜室内作用在顶盘上，产生的作用力与弹簧的反作用力相平衡，决定了阀芯、阀座的相对位置控制阀后压力。当阀后压力P2增加时，P

13、2作用在顶盘上的作用力也随之增加。此时，顶盘的作用力大于弹簧的反作用力，使阀芯关向阀座的位置，直到顶盘的作用力与弹簧的反作用力相平衡为止。这时，阀芯与阀座的流通面积减少，流阻变大，从而使P2降为设定值。同理，当阀后压力P2降低时，作用方向与上述相反，这就是自力式（阀后）压力调节阀的工作原理；此类阀门在管道中一般应当水平安装。分类自力式压力调节阀分为自力式压力、压差和流量调节阀三个系列：a. 自力式压力调节阀自力式压力调节阀根据取压点位置分阀前和阀后两类，取压点在阀前时，用于调节阀前压力恒定；取压点在阀后时，用于调节阀后压力恒定。b. 自力式压差调节阀当将阀前和阀后压力同时引入执行机构的气室两侧

14、时，自力式压差调节阀可以调节调节阀两端的压力恒定。c. 自力式流量调节阀也可将安装在管道上孔板两端的压差引入薄膜执行机构的气室两侧，组成自力式流量调节阀，或用其他方式将流量检测后用自力式压差调节阀实现流量调节。自力式单座压力调节阀特点：阀体部分采用单座设计：只有一个阀芯和阀座，结构简单、成本低、性能可靠，设计精巧，结构简单，流道畅通，采用流开结构，自力式单座压力调节阀根据取压点位置分阀前和阀后两类，取压点在阀前时，用于调节阀前压力恒定；取压点在阀后时，用于调节阀后压力。结构原理：自力式单座压力调节阀由于是采用单座结构；不平衡力大，阀后压力不容易控制精确，单座结构阀后压力会随着阀前压力波动变化；

15、一般在单座结构上增加平衡波纹管平衡阀前和阀后压力；阀前压力经过阀芯(阀芯中间有平衡孔）到达波纹管上面，这样阀前压力（阀芯向上的推力)和平衡波纹管向下的压力就相互抵消了（波纹管面积必须和阀芯面积一致）阀后压力经过取压管进入执行机构内向下产生一个推力，驱动阀芯向下关闭，阀后压力控制主要靠调节弹簧进行调整，压缩弹簧：阀后压力变大，反之阀后压力则变小，只要适当调节弹簧就能进行对阀后压力的精确控制。安装方式：安装方式对自力单座压力调节阀很重要，常温采用直立安装，高温必须倒立安装（带冷凝罐）这样才能确保执行机构不会因为温度的原因产生故障。2. 电动调节阀（Electric control valve）电动

16、调节阀是工业自动化过程控制中的重要执行单元仪表。与传统的气动调节阀相比具有明显的优点：节电动调节阀能，安装快捷方便。应用于电力、化工、冶金、环保、水处理、轻工、建材等工业自动化系统领域。阀门结构：由电动执行机构和调节阀连接组合后经过机械连接装配、调试安装构成电动调节阀。主要零件材料：零件材料：阀体、阀盖、填料压盖、阀杆、阀瓣、密封圈、指示标、阀杆螺母、螺帽套；材 料：灰铸铁、铸钢、不锈钢、不锈钢、黄铜；工作原理：工作电源：DC24V,AC220V,AC380V等 电压等级。通过接收工业自动化控制系统的信号（如：420mA）来驱动阀门改变阀芯和阀座之间的截面积大小控制管道介质的流量、温度、压力等

17、工艺参数。实现自动化调节功能。流量特性：电动调节阀的流量特性，是在阀两端压差保持恒定的条件下，介质流经电动调节阀的相对流量与它的开度之间关系。电动调节阀的流量特性有：线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种。应用领域：电力、化工、冶金、环保、水处理、轻工、建材等工业自动化系统领域。电气原理：动作原理：电机电源220VAC 或者380VAC，控制信号420mA，阀里面有控制器，控制器把电流信号转换为步进电机的角行程信号，电机转动，由齿轮，杠杆，或者齿轮加杠杆，带动阀杆运作，实现直行程或角行程；反馈：电机运行，通过齿轮运转，由三接头的滑动变阻器输出阀门的定位信号，此外还有三根线的限位信号（全开、全闭

18、、公共线）3. 气动调节阀（Pneumatic control valve， Pneumatic regulating valve）概述气动调节阀就是以压缩空气为动力源，以气缸为执行器，并借助于电气阀门定位器、转换器、电磁阀、保位阀等附件去驱动阀门，实现开关量或比例式调节，接收工业自动化控制系统的控制信号来完成调节管道介质的：流量、压力、温度等各种工艺参数。气动调节阀的特点就是控制简单，反应快速，且本质安全，不需另外再采取防爆措施。分类根据阀门动作方式可基本分为：直行程和角行程两种方式。特点控制简单、反应快速、且本质安全，不需另外再采取防爆措施。气动调节阀是以压缩空气为动力，实现开关量或比例式

19、调节，源以气缸为执行器，并借助于电气阀门定位器、转换器、电磁阀、保位阀等附件去驱动阀门，接收工业自动化控制系统的控制信号来完成调节管道介质的流量、压力、温度等各种工艺参数。安装原则a. 气动调节阀安装位置，距地面要求有一定的高度，阀的上下要留有一定空间，以便进行阀的拆装和修理。对于装有气动阀门定位器和手轮的调节阀，必须保证操作、观察和调整方便。b. 调节阀应安装在水平管道上，并上下与管道垂直， 一般要在阀下加以支撑，保证稳固可靠。对于特殊场合下，需要调节阀水平安装在竖直的管道上时，也应将调节阀进行支撑（小口径调节阀除外）。安装时，要避免给调节阀带来附加应力）。c. 调节阀的工作环境温度要在（30+ 60） 相对湿度不大于95% 95% ，相对湿度不大于95%。d. 调节阀前后位置应有直管段，长度不小于10倍的管道直径（10D），以避免阀的直管段太短而影响流量特性。e. 调节阀的口径与工艺管道不相同时，应采用异径管连接。在小口径调节阀安装时，可用螺纹连接。 阀体上流体方向箭头应与流体方向一致。f. 要设置旁通管道。目的是便于切换或手动操作， 可在不停车情况下对调节阀进行检修。g. 调节阀在安装