控制阀类型的选择

                      控制阀类型的选择

                      上海申弘阀门有限公司

4控制阀类型的选择控制阀的选择
    之前介绍减压阀入口压力小于设定值，现在介绍控制阀按调节仪表的控制信号，直接控制流体的流量，在过程控制系统中起着十分重要的作用。过程控制系统的调节器、变速器等仪表，使用条件比直接与流体接触的控制阀要简单的多；因此，应根据使用工况和用途来选择控制阀。为了成功的实现过程自动化，重要的是要确保阀门自身能够满足过程及管道内介质的特殊要求。通常生产过程和工艺介质能够决定阀门的种类，阀芯的类型以及阀内件和阀门的结构和材料。阀门选择好后接下来就要考虑自动化的要求即执行机构的选择。可以简单的按两种基本的阀门操作类型来考虑执行机构。
1、旋转式阀门（单回转阀门），这类阀门包括：旋塞阀、球阀、蝶阀以及风门或挡板。这类阀门需要已要求的力矩进行90度旋转操作的执行机构
2、多回转阀门，这类阀门可以是非旋转提升式阀杆或旋转非提升式杆，或者说是他们需要多转操作去驱动阀门到开或关的位置。上海申弘阀门有限公司主营阀门有：减压阀(气体减压阀,可调式减压阀,水减压阀这类阀门包括：直通阀（截止阀）、闸阀、刀闸阀等。作为一种选择，直线输出的气动或液动气缸或薄膜执行机构也开来驱动上述阀门。
目前共有四种类型的执行机构，它们能够使用不同的驱动能源，能够操作各种类型的阀门。
1、电动多回转式执行机构
电力驱动的多回转式执行机构是常用、可靠的执行机构类型之一。使用单相或三相电动机驱动齿轮或蜗轮蜗杆后驱动阀杆螺母，阀杆螺母使阀杆产生运动使阀门打开或关闭。多回转式电动执行机构可以快速驱动大尺寸阀门。为了保护阀门不受损坏，安装在在阀门行程的终点的限位开关会切断电机电源，同时当安全力矩被超过时，力矩感应装置也会切断电机电源，位置开关用于指示阀门的开关状态，安装离合器装置的手轮机构可在电源故障时手动操作阀门。
这种类型执行机构的主要优点是所有部件都安装在一个壳体内，在这个防水、防尘、防爆的外壳内集成了所有基本及的功能。主要缺点是，当电源故障时，阀门只能保持在原位，只有使用备用电源系统，阀门才能实现故障安全位置（故障开或故障关）
2、电动单回转式执行机构
这种执行机构类似于电动多回转执行机构，主要差别是执行机构终输出的是1/4转记90度的运动。新一代电动单回转式执行机构结合了大部分多回转执行机构的复杂功能，例如：使用非进入式用户友好的操作界面实现参数设定与诊断功能。
单回转执行机构结构紧凑可以安装到小尺寸阀门上，通常输出力矩可达800公斤米，另外应为所需电源较小，它们可以安装电池来实现故障安全操作。
3、流体驱动多回转式或直线输出执行机构
这种类型执行机构经常用于操作直通阀（截止阀）和闸阀，它们使用气动或液动操作方式。结构简单，工作可靠，很容易实现故障安全操作模式。
通常情况下人们使用电动多回转执行机构来驱动闸阀和截止阀，只有在无电源时才考虑使用液动或气动执行机构。
4、流体驱动单回转式执行机构
气动、液动单回转执行机构非常通用，它们不需要电源并且结构简单，性能可靠。它们应用的领域非常广泛。通常输出从几公斤米到几万公斤米。它们使用气缸及传动装置将直线运动转换为直角输出，传动装置通常有：拨叉、齿轮齿条，杠杆。齿轮齿条在全行程范围内输出相同力矩，它们非常适用于小尺寸阀门，拨叉具有较率在行程起点具有高力矩输出非常适合于大口径阀门。气动执行机构一般安装电磁阀、定位器或位置开关等附件来实现对阀门的控制和监测。
    选择控制阀的项目有：控制阀类型、控制阀作用方式、控制阀流量特性、控制阀的密封性能（内漏、外漏），控制阀的公称尺寸DN( NPS)、控制阀的公称压力PN( Class)、控制阀的材料，控制阀与管道连接方式等，深入研究各个项目和它们之间的相互关系是极其重要的。
    选择控制阀必须已知过程控制系统的各种工艺参数，以及调节仪表、管道连接等基本条件，才能正确地选择控制阀。

4.1控制阀类型的选择
4 1.1控制阀结构型式的选择
4.1.1.1  从使用功能上选择控制阀
    (1)控制功能
    ①要求控制阀的动作平稳；
    ②开度比较小时调节性能好；
    ③选择好所需的流量特性：
    ④满足固有可调比：
    ⑤阻力小、流通能力强；
    ⑥调节速度快。
    (2)泄漏量与切断压差
    这两者是不可分割、互相关联的两个因素，泄漏量应满足工艺要求，且有密封面可靠性的保护措施；切断压差（控制阀关闭时的压差）必须提出．让所选控制阀有足够的输出力来克服，否则会导致选择抗行机构过大或过小。
    (3)防堵
    控制阀所通过的流体即使是清洁的，也存在堵塞问题，这是由于管路内的焊渣、氧化皮等脏物被流体带入控制阀内，造成堵塞，所以应考虑控制阀的防堵性能。通常角行程控制阀比直行程控制阀防堵性能好得多，故易堵塞的场合建议选用角行程控制阀。
    (4)耐蚀
    包括耐冲蚀、汽蚀、腐蚀，主要涉及控制阀材料的选择和阎座、阀芯的表面处理，同时涉及经济性问题。应该选择控制阀具有良好的抗腐蚀性，且价格合理。
    (5)耐压与耐温
    这涉及控制阀的公称压力PN(Class)、工作温度的选择。主要是恰当的选择控制阀的壳体材和内件材料。如灰铸铁高工作压力为1.6 MPa、高工作温度为200℃；球墨铸铁高工作压力为4．o LVIPa．高工作温度为300℃；碳素钢的高工作压力为42．o MPa，高工作温度为425℃；奥氏体不锈钢的高工作压力为42．o MPa，工作温度范围为
  196℃-538℃；耐热钢（钼的质量分数不少于o．4%的钼钢及铬钼钢）高工作压力为42.0 MPa、高工作温度为570℃。

4 1.1.2综合经济效果确定控制阀类型
    在满足上述使用功能的要求中，适用的控制阀有几类，此时便应综合经济效果确定某一控制阀类型。为此，至少应考虑以下四个问题。
    ①高的可靠性；
    ②使用寿命长；
    ③维修方便，有足够的备品备件：
    ④产品性能价格比适宜。

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4.1.1.3顺序
    根据控制阀的功能优劣和上述原则，控制阀的选择顺序如下：
    全功能超轻型控制阀叶V形开口球阀一蝶阀一套筒控制阀叶单座控制阀一双窿控制阀-偏心旋转阀+o形球阀一角式控制阀一三通阀一隔膜阀。与本产品相关论文：水轮机减压阀