調(diào)節(jié)閥又名控制閥,在工業(yè)自動化過程控制領(lǐng)域中,通過接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號,借助動力操作去改變介質(zhì)流量、壓力、溫度、液位等工藝參數(shù)的最終控制元件。
調(diào)節(jié)閥按行程特點可分為:直行程和角行程。直行程包括:單座閥、雙座閥、套筒閥、籠式閥、角形閥、三通閥、隔膜閥;角行程包括:蝶閥、球閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥、全功能超輕型調(diào)節(jié)閥。調(diào)節(jié)閥按驅(qū)動方式可分為:手動調(diào)節(jié)閥、氣動調(diào)節(jié)閥、電動調(diào)節(jié)閥和液動調(diào)節(jié)閥,即以壓縮空氣為動力源的氣動調(diào)節(jié)閥,以電為動力源的電動調(diào)節(jié)閥,以液體介質(zhì)(如油等)壓力為動力的液動調(diào)節(jié)閥;按調(diào)節(jié)形式可分為:調(diào)節(jié)型、切斷型、調(diào)節(jié)切斷型;按流量特性可分為:線性、對數(shù)型(百分比)、拋物線、快開。
調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)與使用:1、調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu):調(diào)節(jié)閥除閥體為角型外,其他結(jié)構(gòu)均和單座閥相似,其特點決定了它的流路簡單,阻力小,特別有利于高壓降、高粘度、含有懸浮物和顆粒狀物質(zhì)流體的調(diào)節(jié)。它可以避免結(jié)焦,粘結(jié)和堵塞等現(xiàn)象發(fā)生,也便于清洗和自凈。2、調(diào)節(jié)閥正、反向使用比較:一般情況下,調(diào)節(jié)閥均采用正向安裝,即底進側(cè)出。只有在高壓差場合和高粘度、易結(jié)焦、含懸浮顆粒物介質(zhì)的情況下,才推薦反向安裝,即物料側(cè)進底出。調(diào)節(jié)閥反向使用的目的是為了改善不平衡力和減少對閥芯的磨損,同時也有利于高粘度、易結(jié)焦和含懸浮顆粒物介質(zhì)的流動,避免結(jié)焦和堵塞。
在現(xiàn)代化工廠的自動控制中,調(diào)節(jié)閥起著十分重要的作用,這些工廠的生產(chǎn)取決于流動著的液體和氣體的正確分配和控制。這些控制無論是能量的交換、壓力的降低或者是簡單的容器加料,都需要*某些最終控制元件去完成。最終控制元件可以認為是自動控制的“體力”。
在調(diào)節(jié)器的低能量級和執(zhí)行流動流體控制所需的高能級功能之間,最終控制元件完成了必要的功率放大作用。調(diào)節(jié)閥是最終控制元件的最廣泛使用的型式。其他的最終控制元件包括計量泵、調(diào)節(jié)擋板和百葉窗式擋板(一種蝶閥的變型)、可變斜度的風扇葉片、電流調(diào)節(jié)裝置以及不同于閥門的電動機定位裝置。
盡管調(diào)節(jié)閥得到廣泛的使用,調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的其它單元大概都沒有像它那樣少的維護工作量。在許多系統(tǒng)中,調(diào)節(jié)閥經(jīng)受的工作條件如溫度、壓力、腐蝕和污染都要比其它部件更為嚴重,然而,當它控制工藝流體的流動時,它必須令人滿意地運行及最少的維修量。在氣動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中,調(diào)節(jié)器輸出的氣動信號可以直接驅(qū)動彈簧一薄膜式執(zhí)行機構(gòu)或者活塞式執(zhí)行機構(gòu),使閥門動作。
在這種情況下,確定閥位所需的能量是由壓縮空氣提供的,壓縮空氣應當在室外的設備中加以干燥,以防止凍結(jié),并應凈化和過濾。當一個氣動調(diào)節(jié)閥和電動調(diào)節(jié)器配套使用時,可采用電一氣閥門定位器或電一氣轉(zhuǎn)換器。壓縮空氣的供氣系統(tǒng)可以和用于全氣動的調(diào)節(jié)系統(tǒng)一樣來考慮。
在調(diào)節(jié)理論的術(shù)語中,調(diào)節(jié)閥既有靜態(tài)特性,又有動態(tài)特性,因而它影響整個控制回路成敗。靜態(tài)特性或增益項是閥的流量特性,它取決于閥門的尺寸、閥芯和閥座的組合結(jié)構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)的類型、閥門定位器、閥前和閥后的壓力以及流體的性質(zhì)。第5章中將詳細地介紹這些內(nèi)容。動態(tài)特性是由執(zhí)行機構(gòu)或閥門定位器一執(zhí)行機構(gòu)組合決定的。對于較慢的生產(chǎn)過程,如溫度控制或液位控制,閥的動態(tài)特性在可控性方面一般不是限制因素。對于較快的系統(tǒng),如液體的流量控制,調(diào)節(jié)閥可能有明顯的滯后,在回路的可控性方面一定要有所考慮。
一般只有控制系統(tǒng)的專家才需要關(guān)心調(diào)節(jié)閥的動態(tài)持性,關(guān)于應用閥門定位器的正規(guī)考慮如第9章中所討論的,將滿足大多數(shù)調(diào)節(jié)閥裝置的需要。自動調(diào)節(jié)閥的歷史可追溯到自力式調(diào)壓閥 ,它包括一個帶有重物桿的球形閥,重物用來平衡閥芯力,從而得到某種程度的調(diào)節(jié),另一種早期的自力式調(diào)壓閿?shù)男问绞菈毫ζ胶馐秸{(diào)壓閥。工藝過程的壓力用管線接到彈簧薄膜調(diào)壓閥的薄膜氣室上。
無論是減壓閥、閥后壓力式調(diào)壓閥或是差壓調(diào)壓閥都筆夠從這種基型閥門的變更而制造出來。氣動變送器和調(diào)節(jié)器的出現(xiàn),就必然地導致氣動詞節(jié)閥的應用。它們本質(zhì)上是減壓閥或閥后壓力式調(diào)壓閥,改用儀表壓縮空氣來代替工藝過程的流體。許多生產(chǎn)減壓閥的公司已經(jīng)發(fā)展成為調(diào)節(jié)閥制造廠。
調(diào)節(jié)閥的應用從數(shù)量上和復雜性方面繼續(xù)不斷地得到發(fā)展,許多閥門的閥體和附件的改進可以用來解決各種各樣的問題。本手冊的意圖是使工程們熟悉調(diào)節(jié)閥的結(jié)紙醉金迷和因素,幫助儀表工程師在應用中選用最好的閥體、執(zhí)行機構(gòu)和附件。
調(diào)節(jié)閥正常運行后要進行維護和保養(yǎng)。調(diào)節(jié)閥作為自動化控制系統(tǒng)的一部分,其維護應與自動化儀表和其他設備同時進行。調(diào)節(jié)閥的維護與一般儀表的維護類似,可分為被動性維護、預防性維護和預見性維護。被動性維護是當調(diào)節(jié)閥等設備出現(xiàn)故障時才進行維護的一種維護方法。由于設備發(fā)生故障才維護,因此常常造成生產(chǎn)過程停車,嚴重時甚至出現(xiàn)設備損壞或人員傷亡等。被動性維護是生產(chǎn)過程所不希望的維護,預防性維護是根據(jù)過去的運行經(jīng)驗,按時間進行維護的一種維護方法。
例如,常用的定期維護就是預防性維護,它根據(jù)不同設備的運行情況制定相應的維護時間表,在設備還沒有出現(xiàn)故障時就進行維護。由于故障沒有發(fā)生就進行維護,因此,可大大降低故障發(fā)生概率。但這種維護方法并沒有將當前使用的該調(diào)節(jié)閥實際情況進行分析,常常對還可以使用一定時間的調(diào)節(jié)閥進行拆裝和檢查,浪費了時間和資源。預見性維護從當前使用的調(diào)節(jié)閥數(shù)據(jù)分析出發(fā),預見該調(diào)節(jié)閥的狀態(tài),從而使調(diào)節(jié)閥得到最大限度的利用。