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调节阀(英文:control valve)国外称为:控制阀,国内习惯称为:调节阀。

 

  用于调节工业自动化过程控制领域中的介质流量、压力、温度、液位等工艺参数。根据自动化系统中的控制信号,自动调节阀门的开度,从而实现介质流量、压力、温度和液位的调节。

调节阀的发展历程

  调节阀的发展自20世纪初始至今已有八十年的历史,先后产生了十个大类的调节阀产品、自力式阀和定位器等,调节阀和控制阀的发展历程如下:

 

  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:在国内对上述产品进行了系列化的改进设计和标准化、规范化后,国内才才有了完整系列产品。现在我们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,国内联合设计了套筒阀,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,由华林公司推出了第十种结构的产品——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70~80%,比精小型阀还轻40~50%;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。

 

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调节阀结构组成

  调节阀通常由电动执行机构或气动执行机构与阀体两部分共同组成。直行程主要有直通单座式和直通双座式两种,后者具有流通能力大、不平衡办小和操作稳定的特点,所以通常特别适用于大流量、高压降和泄漏少的场合。角行程主要有:V型电动调节球阀、电动蝶阀、通风调节阀、偏心蝶阀等。

 

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调节阀种类

  按用途和作用、主要参数、压力、介质工作温度、特殊用途(即特殊、专用阀)、驱动能源、结构等方式进行了分类,其中最常用的分类法是按结构将调节阀分为九个大类,6种为直行程,3种为角行程。

 

  

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。

 

  

按主要参数分类


 

 

  

 

  1 按压力分类

 

  (1)真空阀:工作压力低于标准大气压;

 

  (2)低压阀:公称压力PN≤1.6MPa;

 

  (3)中压阀:PN2.5~6.4MPa;

 

  (4)高压阀:PNl0.0~80.OMPa,通常为PN22、PN32;

 

  (5)超高压阀:PN≥IOOMPa。

 

  2 按介质工作温度分类

 

  (1)高温阀:t>450℃;

 

  (2)中温阀:220℃≤t≤450℃;

 

  (3)常温阀:-40℃≤t≤220℃;④低温阀:-200℃≤t≤-40℃。

 

  

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:

 

  

(1)单座调节阀;

 

  (2)双座调节阀;

 

  (3)套筒调节阀;

 

  (4)角形调节阀;

 

  (5)三通调节阀;

 

  (6)隔膜阀;

 

  (7)蝶阀;

 

  (8)球阀;

 

  (9)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。

 

  

按主要特殊用途来分(即特殊、专用阀)


 

 

  

 

  (1)软密封切断阀;

 

  (2)硬密封切断阀;

 

  (3)耐磨调节阀;

 

  (4)耐腐蚀调节阀;

 

  (5)全四氟耐蚀调节阀

 

  (6)全耐蚀合金调节阀;

 

  (7)紧急动作切断或放空阀;

 

  (8)防堵调节阀;

 

  (9)耐蚀防堵切断阀;

 

  (10)保温夹套阀;

 

  (11)大压降切断阀;

 

  (12)小流量调节阀;

 

  (13)大口径调节阀;

 

  (14)大可调比调节阀;

 

  (15)低S节能调节阀;

 

  (16)低噪音阀;

 

  (17)精小型调节阀;

 

  (18)衬里(橡胶、四氟、陶瓷)调节阀;

 

  (19)水处理专用球阀;

 

  (20)烧碱专用阀;

 

  (21)磷铵专用阀;

 

  (22)氯气调节阀;

 

  (23)波纹管密封阀……

 

  

按驱动能源分类


 

 

  

 

  (1)气动调节阀;

 

  (2)电动调节阀;

 

  (3)液动调节阀。

 

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调节阀CV值(流量系数)

  流通能力Cv值(流量系数)是调节阀选型的主要参数之一,调节阀的流通能力的定义为:当调节阀全开时,阀两端压差为0.1MPa,流体密度为1g/cm3时,每小时流径调节阀的流量数,称为流通能力,也称流量系数,以Cv表示,单位为t/h,液体的Cv值按下式计算。

 

  根据流通能力Cv值大小查表,就可以确定调节阀的公称通径DN。

 

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调节阀流量特性

  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(对数)


 

 

  

 

  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)


 

 

  

 

  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。

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