自力薄膜式調(diào)節(jié)閥計(jì)算選型分析

自力薄膜式調(diào)節(jié)閥計(jì)算選型分析

本實(shí)用新型涉及一種自力式調(diào)節(jié)閥，適用于壓力可至6.4Mpa的高壓流體介質(zhì)的管道中，以調(diào)節(jié)流過(guò)閥門(mén)通道的介質(zhì)的流量，或減壓、穩(wěn)壓以調(diào)節(jié)閥門(mén)通道下游出口處的介質(zhì)的壓力，適用于非腐蝕性的溫度在0-80℃范圍內(nèi)的液體、氣體等流體介質(zhì)，廣泛適用于石油、化工、冶金、輕工等工業(yè)部門(mén)及城市供水系統(tǒng)，屬于調(diào)節(jié)閥技術(shù)領(lǐng)域。調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式的選擇，應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中工藝條件（溫度、壓力、流量等）、工藝介質(zhì)的性質(zhì)（如粘度、腐蝕性、有無(wú)毒害等）、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求（調(diào)節(jié)范圍、泄漏量、噪音）以及防止調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象等因素綜合加以考慮。在流量大、壓差大、泄漏量要求不嚴(yán)格的場(chǎng)合，應(yīng)優(yōu)先考慮雙座調(diào)節(jié)閥；套筒調(diào)節(jié)閥最適宜用在介質(zhì)壓差大、振動(dòng)大的場(chǎng)合；蝶閥適宜用于低壓狀態(tài)的空氣或其它氣體的壓力、流最調(diào)節(jié)。




自力薄膜式調(diào)節(jié)閥計(jì)算選型分析流量特性的選擇


本實(shí)用新型的目的是發(fā)明一種既能調(diào)節(jié)有流體介質(zhì)流動(dòng)穿過(guò)閥門(mén)通道時(shí)流過(guò)閥門(mén)通道的介質(zhì)的流量的大小或閥門(mén)通道下游出口處的介質(zhì)的壓力的大小，又能調(diào)節(jié)在閥門(mén)下游的管道中的流體介質(zhì)被截流時(shí)閥門(mén)通道下游出口處的介質(zhì)的壓力的大小的自力式調(diào)節(jié)閥。控制閥的流量特性是指流體流過(guò)閥門(mén)的相對(duì)流量和閥門(mén)的相對(duì)開(kāi)度之間的關(guān)系，即：式中，閥門(mén)在某一開(kāi)度下的流量與全開(kāi)時(shí)流量的比；L/L100——閥門(mén)在某一開(kāi)度下的行程與全開(kāi)時(shí)行程的比。



自力薄膜式調(diào)節(jié)閥計(jì)算選型分析的流量特性一般常用的有如下四種：


（l）等百分比特性


等百分比特性也稱(chēng)為對(duì)數(shù)特性，是指閥門(mén)的開(kāi)度增加同樣的值時(shí)，通過(guò)的調(diào)節(jié)閥的流最按照等百分比增加。調(diào)節(jié)閥在同樣開(kāi)度變化值下，流量小時(shí)流量的變化也小，調(diào)節(jié)作用緩和平穩(wěn)；流量大時(shí)．流量的變化也大，調(diào)節(jié)作用靈敏而有效。等百分比特性的閥門(mén)在全行程閥門(mén)內(nèi)的控制精度時(shí)不變的。


（2）直線(xiàn)特性


直線(xiàn)特性是指調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量和相對(duì)開(kāi)度的比值為常數(shù)。調(diào)節(jié)閥在同樣開(kāi)度變化值下，流量小時(shí)流量的變化值相對(duì)較大，凋節(jié)作用較強(qiáng)，容易產(chǎn)生超調(diào)和引起振蕩；流量大時(shí)，流量的變化值相對(duì)較小，調(diào)節(jié)作用不夠靈敏。


（3）拋物線(xiàn)特性


拋物線(xiàn)特性是指調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與相對(duì)開(kāi)度的二次方根成正比。拋物線(xiàn)特性介于直線(xiàn)特性和等百分比特性之間，改善了直線(xiàn)特性在小開(kāi)度時(shí)調(diào)節(jié)性能差的缺點(diǎn)。


（4）快開(kāi)特性


快開(kāi)特性是指調(diào)節(jié)閥在開(kāi)度很小時(shí)流量就已經(jīng)較大，隨著開(kāi)度增加，流量很快達(dá)到值。


從調(diào)節(jié)閥的流量特性可以看出，調(diào)節(jié)閥的流量特性對(duì)選用調(diào)節(jié)閥有非常重要的意義，直接影響到自動(dòng)控制系統(tǒng)的質(zhì)量和穩(wěn)定性，因此必須正確合理選擇調(diào)節(jié)閥的流量特性。在工程應(yīng)用中，我們選用最多的是等百分比特性，對(duì)于壓差變化小、可調(diào)范圍小、開(kāi)度變化小的場(chǎng)合，也可以選用直線(xiàn)特性的調(diào)節(jié)閥，V 型球閥一般選用拋物線(xiàn)特性。




自力薄膜式調(diào)節(jié)閥計(jì)算選型分析主要零件材料

材料代號(hào)		C（WCB）	P（304）	R（316）
主要 零件	閥體	WCB（ZG230-450）	ZG1Cr18Ni9Ti（304）	ZG1Cr18Ni12Mo2Ti（316）
	閥芯、閥座	1Cr18Ni9Ti（304）	1Cr18Ni9Ti（304）	1Cr18Ni12Mo2Ti（316）
	閥桿	1Cr18Ni9Ti	1Cr18Ni9Ti	1Cr18Ni12Mo2Ti
	膜片	丁睛橡膠、乙丙橡膠、氯丁膠、耐油橡膠
	膜蓋	A3、A4鋼涂四氟乙烯
	填料	聚四氟乙烯、柔性石墨
	彈簧	60Si2Mn
	導(dǎo)向套	HPb59-1






自力薄膜式調(diào)節(jié)閥計(jì)算選型分析 主要技術(shù)參數(shù)

公稱(chēng)通徑DN（mm）		20	25	32	40	50	65	80	100	125	150	200
額定流量系數(shù)Kv		-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
額定行程（mm）		8		10		14	20		25	40		50
允許壓差（MPa）		2.5		2.0			1.6			1.0
公稱(chēng)壓力（MPa）		1.6　4.0　6.4
流量特性		快開(kāi)
壓力調(diào)節(jié)范圍（KPa）		15～50、40～80、60～100、80～140、120～180、160～220、200～260、240～300、 280～350、330～400、380～450、430～500、480～560、540～620、600～700、680～800　780～900、880～1000、600～1500、1000～2500
調(diào)節(jié)精度（%）		±5
工作溫度℃		液體≤120；氣體≤80；帶冷凝器和散熱片≤350（適用于高溫工況）
適用介質(zhì)		執(zhí)水、氣體、蒸汽、低粘度介質(zhì)
允許泄漏量	硬密封（L/h）	單座≤10-4×閥額定容量（IV級(jí)）；雙座、套筒≤5×10-3閥額定容量（II級(jí)
	軟密封（ml/min）	0.15		0.30		0.45	0.60	0.90	1.7	4.0		6.75
減壓比		10
	最小	1.25






自力薄膜式調(diào)節(jié)閥計(jì)算選型分析口徑的選定


計(jì)算選定調(diào)節(jié)閥口徑的方法在工程中常用 C 值法，即流通能力法。首先根據(jù)工藝條件和調(diào)節(jié)要求選定閥門(mén)的結(jié)構(gòu)型式和流量特性，并且確定流量系數(shù) C 的計(jì)算方法和計(jì)算公式，然后把各項(xiàng)數(shù)值帶人計(jì)算公式計(jì)算出流量下調(diào)節(jié)閥流量系數(shù) Cmax 值，然后在標(biāo)準(zhǔn)閥門(mén)額定 Cv

值表中選擇與 1.2Cmax 相近的 Cv值，其對(duì)應(yīng)的為所選擇調(diào)節(jié)閥的閥徑，最后進(jìn)行噪聲和開(kāi)度驗(yàn)算，在流最下一般調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度不超過(guò) 85%，最小流量下開(kāi)度不小于 20%，若驗(yàn)算結(jié)果滿(mǎn)意，閥門(mén)口徑就選定了，若驗(yàn)算結(jié)果不滿(mǎn)意，則應(yīng)從新選擇額定 Cv 值，再進(jìn)行驗(yàn)算，直到得到滿(mǎn)意的結(jié)果。

　自力式調(diào)節(jié)閥是由機(jī)械方法組成的純比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其調(diào)節(jié)精度不高，只適用于調(diào)節(jié)品質(zhì)要求不高的場(chǎng)合;



自力薄膜式調(diào)節(jié)閥計(jì)算選型分析

　　(1)自力式調(diào)節(jié)閥主要應(yīng)用在被控參數(shù)一旦調(diào)定后，不經(jīng)常改變(調(diào)整)的場(chǎng)合，而被控參數(shù)經(jīng)常改變(調(diào)整)的場(chǎng)合，應(yīng)使用氣動(dòng)或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。一般直接作用型調(diào)節(jié)閥其設(shè)定值允許偏差為±8%，帶指揮器作用式調(diào)節(jié)閥其設(shè)定值允許偏差±4%左右。若超出設(shè)定彈簧的允許調(diào)壓值，為達(dá)到原設(shè)定值要求，則必須通過(guò)更換設(shè)定彈簧的辦法才可實(shí)現(xiàn)，這需送回生產(chǎn)廠(chǎng)才能完成。

　　(2)選用允許壓差時(shí)，應(yīng)注意到自力式調(diào)節(jié)閥的允許壓差值小的特點(diǎn)。

　　(3)自力式壓力調(diào)節(jié)閥一般應(yīng)用在非腐蝕性工藝條件下，若在腐蝕性介質(zhì)場(chǎng)合應(yīng)用要特別慎重。

　　(4)自力式調(diào)節(jié)閥應(yīng)用在黏度較高的介質(zhì)場(chǎng)合時(shí)應(yīng)慎重，高黏度的介質(zhì)不宜使用。

　　(5)設(shè)定壓力不應(yīng)超過(guò)或接近所選擇閥門(mén)許可的調(diào)整范圍的極限值，應(yīng)留有一定的余量。

　　(6)注意調(diào)節(jié)精度的要求。一般情況下，自力式調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)精度低于氣動(dòng)或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，對(duì)調(diào)節(jié)精度要求較高的地方場(chǎng)合不宜采用自力式調(diào)節(jié)閥。

　　(7)在工程設(shè)計(jì)和采購(gòu)過(guò)程中要注意區(qū)分自力式調(diào)節(jié)閥是背壓閥還是減壓閥。一旦將背壓閥和減壓閥弄反，將無(wú)法正常使用，只能重新采購(gòu)。

　　(8)注意自力式調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度要求。一般情況下，設(shè)計(jì)人員主要關(guān)注調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度要求而忽略了對(duì)自力式調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度要求。采購(gòu)中應(yīng)要求廠(chǎng)家在計(jì)算書(shū)中給出自力式調(diào)節(jié)閥在最小、正常、工況下的開(kāi)度。閥的開(kāi)度一般在10%~80%之間為宜。



自力薄膜式調(diào)節(jié)閥計(jì)算選型分析背景技術(shù)：

目前，自力式調(diào)節(jié)閥由閥體、閥瓣、閥桿、調(diào)節(jié)彈簧、調(diào)節(jié)氣缸和活塞或調(diào)節(jié)膜片腔和膜片等組成，其工作原理為閥門(mén)控制管路與閥門(mén)通道并聯(lián)，閥門(mén)控制管路的上游端點(diǎn)連到閥門(mén)通道的上游處，閥門(mén)控制管路的下游端點(diǎn)連到閥門(mén)通道的下游處，閥門(mén)控制管路的上游和下游的流體介質(zhì)的壓力被分別連送到調(diào)節(jié)氣缸的由活塞分隔成的下腔和上腔中或調(diào)節(jié)膜片腔的由膜片分隔成的下腔和上腔中，由此而生成的作用于調(diào)節(jié)氣缸的活塞或調(diào)節(jié)膜片腔的膜片上的介質(zhì)的壓力差與調(diào)節(jié)彈簧作用于調(diào)節(jié)氣缸的活塞或調(diào)節(jié)膜片腔的膜片上的彈壓力進(jìn)行平衡以使閥瓣開(kāi)啟于某個(gè)位置，從而達(dá)到若閥門(mén)通道上游進(jìn)口處的介質(zhì)的壓力為一恒定值的話(huà)則閥門(mén)通道下游出口處的介質(zhì)的壓力亦為一恒定值的目的，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)彈簧的彈壓力的大小來(lái)調(diào)節(jié)閥門(mén)通道下游出口處的介質(zhì)的壓力。但是，這種調(diào)節(jié)只可動(dòng)態(tài)地進(jìn)行，即只能在有介質(zhì)流動(dòng)穿過(guò)閥門(mén)通道的狀況下才能進(jìn)行調(diào)節(jié)，在閥門(mén)下游的管道中的流體介質(zhì)被截流時(shí)的靜態(tài)狀況下不能進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且，對(duì)于調(diào)節(jié)膜片腔型自力式調(diào)節(jié)閥而言，其額定工作壓力一般不允許超過(guò)1.6Mpa。