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摘 要：主要介绍了常用的不同形式的调节阀结构及特性，在供气管道中根据不同工艺调节要求选用适合的调节阀，提高调节阀选型质量和工作效率。
关键字：调节阀 流通能力 调节特性
0 引言
在一些试验设备的进气管路系统中经常需要根据工艺要求进行气体流量、压力调节控制，选型时技术人员由于对调节型阀认识欠缺，另外对气体调节工艺需求分析也不全面，往往造成购买的调节阀达不到预期的调节效果，甚至完全不能满足所需的气体工艺调节，需要重新提需求、重新采购调节阀，有的调节阀加工周期较长，严重影响生产计划进度，造成人力、财力、物力的浪费。因此，在调节阀选型过程中对调节阀的结构、性能及气体调节工艺需求的分析尤为重要。
1 现象分析及原因诊断
上述调节阀选型不合适，达不到预期的调节效果，甚至完全不能满足所需的气体工艺调节，严重影响生产计划进度。其主要原因是选型时对调节型阀门的结构形式、执行机构、阀门特性等认识欠缺，调节阀CV值计算不准确，使阀门的流通能力达不到要求，以及对气体调节工艺需求分析不全面、不透彻等造成的。在重视高效率、低消耗、高品质的当今时代，有必要对常用的调节型阀门的特点进行分析总结，规范调节型阀门的选型，以提高常用调节阀门的选型质量。
2 调节阀门的选型研究
根据上述原因诊断分析及进气系统的工艺需求，需对调节阀从结构、执行器形式、调节阀特性分析进行研究，提高技术人员对调节阀的选型质量。
2.1 调节阀结构特点选型研究
2.1.1 三偏心调节蝶阀特点分析
如图1所示，三偏心调节蝶阀是指阀门蝶板旋转中心与阀门密封面形成一处尺寸偏置，并与阀体轴线形成一处尺寸偏置，阀门密封面的中心线与碟阀座中心线形成一处角向偏置的阀门。
![]() 图1 三偏心调节蝶阀
三偏心调节蝶阀的主要优点是： ![]() 1）采用上述独特三偏心结构设计，实现阀门在实际工况运行过程中具有三重补偿作用，使得阀门的使用性能更高，寿命更长久。2）结构简单、体积小、重量轻。3）流阻较小，调节蝶阀全开时的有效流通能力较大。4）该阀门开关方便且较省力。5）该阀门调节性能较好，通过改变阀门蝶板的旋转角度可较好地调节介质的流量。
现在三偏心调节蝶阀在低压大中口径管道上的使用较多，调节特性为等百特性。
2.1.2 鼠笼式调节阀结构特点
如图2所示，该调节阀采用流体动力平衡原理设计，阀体为高强度球形结构。
图2 鼠笼式调节阀
鼠笼式调节阀具有不平衡力小、动态稳定性好、压降损失小、调节精度高、噪声低、防空化等特点。
鼠笼式调节阀在低压中小口径管道上使用较多，调节特性有等百特性、线性特性。
2.1.3 V型调节球阀结构特点
如图3所示，V型调节球阀是一种具有全新的设计理念及结构的新型球阀。
图3 V型调节球阀
V型调节球阀的主要优点是：采用整体式阀体结构，阀体承压性能好，密封结构采用新型材料和热处理工艺，耐磨性好，摩擦力小，球芯不易卡死，密封优良，使用寿命长；同时由于球芯呈特殊扇形，阀在关闭时，V型缺口与阀座产生的楔形剪切作用，具有极好的切断性和调节功能，适应控制气体及液体介质的输送，调节特性为近似等百特性。
2.1.4 轴流式调节阀结构特点
如图4所示，轴流式是指介质到调节区之前在阀门的内体和外体之间有一轴向对称的流道，并且是对称均匀的介质通道，减少了介质局部流速高和紊流等的冲击，增强了阀门的稳定性。
图4 轴流式调节阀
轴流式调节阀的主要优点是：1）轴流式的阀门具有更加光滑的通道，流动更加平稳，流阻更小，可以获得同口径下更大的流通能力。2）轴流阀门精准控制。在笼套的四周均匀开窗，通过活塞的位置和开窗的匹配，可以准确控制流量及流量曲线。3）与传统控制阀相比，尺寸更小，可以提供更高的控制能力。4）设计紧凑，适用于压损要求非常小的场合。调节特性有等百特性、线性特性。
2.2 调节阀执行器选型特点
调节阀常用的执行器可分为电动、气动、液动执行器。
2.2.1 电动执行器
电动执行器是指在控制系统中以电为能源的一种执行器，接受调节仪表等的电信号，根据信号的大小改变操纵量，使输入或输出控制对象的物料量或能量改变，达到自动调节目的。1）电动执行器特点是：适用性较强，输出转矩范围广；控制方便；有机械自锁功能；维护容易。2）选用电动阀门应考虑的问题包括：电动阀门的工作环境；电动阀门的功能要求；电动阀门的电气控制。
2.2.2 气动执行器
气动执行器是指以压缩空气为动力源的执行器。在化工、石油、冶金和电力等工业部门中，它是一种应用很广泛的执行器。1）气动执行器优点是：结构简单，方便检修；工艺气易获得；有较高的启闭速度并可按需进行调整；由于气体有压缩性，开闭时有弹性。2）气动执行器缺点是：与液动装置相比结构较大，不适于大口径高压力的阀门；因气体有压缩性所以速度不易均匀。3）阀门气动执行器的使用条件：气源工作压力0.4耀0.7MPa；环境温度和介质温度5耀60益；电磁控制输入信号电流4耀20mA。
2.2.3 液动执行器
液动执行器系统由电机、液压泵、执行元件、控制阀和其它液压件等组成。系统通过液压泵把驱动液压泵的电动机等的机械能转换成液压油的压力能，通过其它控制阀，送至执行元件的液压缸内，再转换成机械动力去驱动负载。液动执行器优点是：结构简单、紧凑、体积小；输出力大；容易获得低速或高速，能无级变速；能远距离自动控制；由于液压油的黏性而效率较高，具有自润滑和防锈性能。液动执行器不足之处是：由于长时间工作油温变化易引起液压油的变化，液压元件和管道易漏油，不方便维护。
2.3 调节阀门流量特性分析
调节阀在管路系统中工作时，管路系统的阻力变化或其它阀门的关闭引起阀门前后压差发生变化，使得在同样的调节阀门开度情况下，不再如理想流量特性那样保持不变，对应的流量将发生变化，把这种由于调节阀前后压差变化的流量特性叫做工作特性。因此在进行调节阀选型时应对各段管路的气体工艺调节需求进行全面、透彻的分析，选择调节特性合适的阀门。调节阀流量特性如图5所示。
1）线性流量特性，是阀门的开度与流量成正比。
2）等百流量特性，与快开式的相反，是起初变化小，后面比较大。
3）快开流量特性，起初变化大，后面比较平缓。
图5 调节阀流量特性
3 结语
通过对管路系统中常用的4种调节阀特点从调节阀结构、执行器形式、调节阀流量特性进行选型分析，再结合管路系统气体调节工艺需求，规范调节型阀门的选型，有效提高技术人员工作效率，降低研制风险，尤其对提高调节阀的选型质量有极大的促进作用。
来源：网络转载
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发表于 2017-1-10 17:18:08
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