控制閥的組成

1、控制閥的組成和分類控制閥的組成和分類控制閥的組成控制閥的組成控制閥由執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)組成。執(zhí)行機構(gòu)可分解為兩部分：力或力矩轉(zhuǎn)換部件和位移轉(zhuǎn)換部件。將控制器輸出信號轉(zhuǎn)換為控制閥的推力或力矩的部件稱為力或力矩轉(zhuǎn)換部件；將力或力矩轉(zhuǎn)換為直線位移或角位移的部件稱為位移轉(zhuǎn)換部件。調(diào)節(jié)機構(gòu)將位移信號轉(zhuǎn)換為閥芯和閥座之間流通面積的變化，改變操縱變量的數(shù)值。下圖是控制閥組成部分的框圖。圖圖1控制閥的組成執(zhí)行機構(gòu)有不同的類型。按所使用能源，執(zhí)行機構(gòu)分為

2、氣動、電動和液動三類。氣動類執(zhí)行機構(gòu)具有歷史悠久、價格低、結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、維護方便和本質(zhì)安全性等特點，因此，應用最廣。電動類執(zhí)行機構(gòu)具有可直接連接電動儀表或計算機，不需要電氣轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的特點，但價格貴、結(jié)構(gòu)復雜，應用時需考慮防爆等問題。液動類執(zhí)行機構(gòu)具有推力(或推力矩)大的優(yōu)點，但裝置的體積大，流路復雜。通常，采用電液組合的方式應用于要求大推力(力矩)的應用場合。按執(zhí)行機構(gòu)輸出的移動方向，執(zhí)行機構(gòu)分為正作用和反作用執(zhí)行機構(gòu)。正作用執(zhí)行

3、機構(gòu)在輸入信號增加時，閥桿向外移動。反作用執(zhí)行機構(gòu)在輸入信號增加時，閥桿向內(nèi)移動。按執(zhí)行機構(gòu)輸出位移的類型，執(zhí)行機構(gòu)分為直行程執(zhí)行機構(gòu)、角行程執(zhí)行機構(gòu)和多轉(zhuǎn)式執(zhí)行機構(gòu)。直行程執(zhí)行機構(gòu)輸出直線位移。角行程執(zhí)行機構(gòu)輸出角位移，角位移小于360例如，轉(zhuǎn)動角度為90或60蝶閥的執(zhí)行機構(gòu)。多轉(zhuǎn)式執(zhí)行機構(gòu)與角行程執(zhí)行機構(gòu)類似，但轉(zhuǎn)動的角位移可以達多圈。按執(zhí)行機構(gòu)組成部件的類型，氣動執(zhí)行機構(gòu)分為薄膜執(zhí)行機構(gòu)、活塞執(zhí)行機構(gòu)、齒輪執(zhí)行機構(gòu)、手動執(zhí)行機構(gòu)、

4、電液執(zhí)行機構(gòu)等。按執(zhí)行機構(gòu)動作方式，執(zhí)行機構(gòu)分為連續(xù)、離散兩類。連續(xù)類型執(zhí)行機構(gòu)的輸出是連續(xù)變化的位移信號。離散類型執(zhí)行機構(gòu)的輸出是開關(guān)變化的位移信號。電磁閥是最常用的電動離散控制閥，安全放空閥也是常見的離散控制閥。按執(zhí)行機構(gòu)安裝方式，執(zhí)行機構(gòu)分為直裝式、側(cè)裝式。直裝式執(zhí)行機構(gòu)直接安裝在調(diào)節(jié)機構(gòu)上。側(cè)裝式執(zhí)行機構(gòu)安裝在調(diào)節(jié)機構(gòu)的側(cè)面，它通過一個增力裝置來改變位移方向和作用力大小。按執(zhí)行機構(gòu)輸出和輸入的動作特性，執(zhí)行機構(gòu)分為比例式、比例積

5、分式等類型。比例式執(zhí)行機構(gòu)的輸出與輸入信號之間成線性關(guān)系。比例積分式執(zhí)行機構(gòu)的輸出是輸入信號的比例和積分作用之和。按執(zhí)行機構(gòu)輸入信號的類型，執(zhí)行機構(gòu)分為模擬式執(zhí)行機構(gòu)和數(shù)字式執(zhí)行機構(gòu)。模擬式執(zhí)行機構(gòu)接收模擬信號，例如，20～100kPa的氣壓信號，4～20mA的標準電流信號等。數(shù)字式執(zhí)行機構(gòu)接收數(shù)字信號，通常是一串二進制信號，用于開閉相應的數(shù)字閥。隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的應用，接受現(xiàn)場總線數(shù)字信號的執(zhí)行機構(gòu)正得到廣泛應用。調(diào)節(jié)機構(gòu)也有不同的類

6、型。通常，將調(diào)節(jié)機構(gòu)稱為閥。按結(jié)構(gòu)分類，調(diào)節(jié)機構(gòu)分為直通單座閥、直通雙座閥、三通閥、角形閥、高壓閥、隔膜閥、套筒閥、球閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥、閘閥和蝶閥等。大多數(shù)普通的閥門可添加有關(guān)閥門附件，例如執(zhí)行機構(gòu)、閥門定位器、閥門位置檢測傳感器等。按流量特性，調(diào)節(jié)機構(gòu)分為線性閥、等百分比閥和快開閥等。屬的硬密封，或金屬與聚四氟乙烯或其他復合材料的軟密封，標準泄漏量為0.0l％C(C是額定流量系數(shù))。2.允許壓差小，例如，DNl00閥的允許壓差僅120k

7、Pa。3.流通能力小，例如，DNl00的直通閥的流通能力僅為100。4.由于流體介質(zhì)對閥芯的推力大，即不平衡力大，因此，在高壓差、大口徑的應用場合，不宜采用這類控制閥。圖2直通單座閥近年來，閥籠結(jié)構(gòu)的直通控制閥由于其具有維護簡單、改變閥座可改變閥門流量特性的優(yōu)點而得到廣泛應用。為了降低閥芯所受到不平衡力的影響，可采用大推力的執(zhí)行機構(gòu)，采用直通雙座閥結(jié)構(gòu)，也可采用圖3所示平衡閥芯的閥籠式結(jié)構(gòu)。圖中，在閥芯上部和閥籠缸體之間采用石墨潤滑的滑

8、動活塞環(huán)，用于閥芯與閥籠之間的密封。閥籠與上閥蓋之間也采用閥帽墊片、螺旋墊片等進行密封，保證上游高壓流體不會進入下游低壓腔內(nèi)。此外，流體經(jīng)閥芯頂部的平衡連接孔，同時作用在閥芯的底部和頂部，消除了大部分靜態(tài)不平衡力，并具有一定的阻尼作用，減小流體流動引發(fā)的振動等擾動的影響。通常，平衡結(jié)構(gòu)的直通單座控制閥采用如圖3所示的外部向中心的流向。(2)(2)套筒閥套筒閥套筒閥又稱籠式閥，它是閥內(nèi)件采用閥芯和閥籠(套筒)的控制閥。套筒可以是直通單座閥

9、，也可以是雙座閥或角形閥等。套筒閥用閥籠內(nèi)表面導向，用閥籠節(jié)流幾滿足所需流量特性。套筒閥的特點如下。圖3籠式閥的結(jié)構(gòu)（套筒閥）1.安裝維護方便。閥座通過閥蓋緊壓在閥體上，不采用螺紋連接，安裝和維護方便。2.流量特性更改方便。套筒閥中流體從套筒向外流出，稱為中心向外流向，反之，稱外部向中心流向。是外部向中心流向的直通套筒閥結(jié)構(gòu)圖。在套筒上對稱地分布3、4或6個節(jié)流開孔，節(jié)流開孔形狀與所需流量特性有關(guān)，因此，可方便地更換套筒(節(jié)流開的形狀)

10、來改變控制閥的流量特性。3.降噪和降低空化影口向。為降低控制閥噪聲，套筒和閥芯也可開多個小孔，利用小孔增加阻力，將速度頭轉(zhuǎn)換為動能，使噪聲降低。通常，套筒閥可降低噪聲10dB以上，因此，在需降噪場合被廣泛應用。為降低控制閥噪聲，也可采用多級降壓方法，例如多級閥芯和套筒結(jié)構(gòu)。由于控制閥兩端的總壓降被分配到各級，使各級都不會造成流體發(fā)生閃蒸和空化，從而使控制閥的噪聲降低，并能夠削弱和防止閃蒸和空化造成的沖刷和磨損。套筒閥閥芯底部為平面，如發(fā)

11、生汽蝕，氣泡破裂產(chǎn)生的沖擊不作用到閥芯，而被介質(zhì)自身吸收，因此，套筒閥的汽蝕影響小，使用壽命長。4.泄漏量較單座閥大，由于套筒與閥芯之間有石墨活塞環(huán)密封，長期運行后，密封環(huán)的磨損使套筒閥的泄漏量比單座閥大o5.互換性和通用性強。更換不同套筒，可獲得不同流量系數(shù)和不同流量特性。6.減小不平衡力影響。通常，套筒閥閥芯上開有平衡孔，使閥芯上所受不平衡力大為減小，同時，它具有阻尼作用，對控制閥穩(wěn)定運行有利。因此，這類控制閥常用于壓差大、要求低噪