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氣動調(diào)節(jié)閥始終受到加工 誤差的影響(如同心度、不圓度、傾斜度等),其密封效果不十分理想。這類閥的泄漏率通常為 10-4,經(jīng)過精密的研磨可達10-6,只能達到較好的密封等級。
氣動調(diào)節(jié)閥電源部分供給整個電路能量,包括模擬電路、數(shù)字電路和顯示的能源供應。為了實現(xiàn)閥門開讀的遠程控制,需要將氣動調(diào)節(jié)閥閥門的開度信息傳送給其他的控制儀表,同時控制儀 表能從遠方制定閥門為某一開度,系統(tǒng)需要1路4~20mA的模擬量輸入信號和1~2路4~20mA的模擬量輸出信號。在使用球閥時,在全開下球芯孔與管道的口徑如果相同,就可以節(jié)約壓縮機、泵等設備的電力消耗。
平時使用調(diào)節(jié)閥時,我們是否會遇到以下問題呢?當遇到這些問題時有沒有考慮過是什么原因,應該怎么解決呢?今天我們就來探討一下調(diào)節(jié)閥幾個常見的問題和解決的小訣竅。
1、什么直行程調(diào)節(jié)閥防堵性能差,角行程閥防堵性能好?
直行程閥閥芯是垂直節(jié)流,而介質(zhì)是水平流進流出,閥腔內(nèi)流道必然轉(zhuǎn)彎倒拐,使閥的流路變得相當復雜(形狀如倒'S'型)。這樣,存在許多死區(qū),為介質(zhì)的沉淀提供了空間,長此以往,造成堵塞。角行程閥節(jié)流的方向就是水平方向,介質(zhì)水平流進,水平流出,容易把不干凈介質(zhì)帶走,同時流路簡單,介質(zhì)沉淀的空間也很少,所以角行程閥防堵性能好。調(diào)節(jié)閥常用分類:氣動調(diào)節(jié)閥,電動調(diào)節(jié)閥,液動調(diào)節(jié)閥,自力式調(diào)節(jié)閥。
2、為什么直行程調(diào)節(jié)閥閥桿較細?
它涉及一個簡單的機械原理:滑動摩擦大、滾動摩擦小。直行程閥的閥桿上下運動,填料稍壓緊一點,它就會把閥桿包得很緊,產(chǎn)生較大的回差。為此,閥桿設計得非常細小,填料又常用摩擦系數(shù)小的四氟填料,以便減少回差,但由此派出的問題是閥桿細,則易彎,填料壽命也短。解決這個問題,的辦法就是用旅轉(zhuǎn)閥閥桿,即角行程類的調(diào)節(jié)閥,它的閥桿比直行程閥桿粗2~3倍,且選用壽命長的石墨填料,閥桿剛度好,填料壽命長,其摩擦力矩反而小、回差小。調(diào)節(jié)閥造成的噪聲和調(diào)節(jié)閥流路的設計、操作壓力、被控介質(zhì)特性等有關。
調(diào)節(jié)閥在現(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)取決于流動著的介質(zhì)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,都需要某些終控制元件去完成。
在化工生產(chǎn)工藝流程中的管路和設備中,有大量的流體流量調(diào)節(jié)閥對保證設備的正常運行起著至關重要的作用。它們有多種結構形式,分別適用于不同場合。其主要作用即用于調(diào)節(jié)流量,以保證設備的穩(wěn)定運行。它們有操作簡單、方便,易于控制等特點,故受到廣泛的應用。但也有消耗能量過大、閥門元件易損等缺陷,若設計使用不當,會給生產(chǎn)帶來影響。本文主要討論的是對管路流量調(diào)節(jié)過大、輸送流體溫度過高,可能會產(chǎn)生的汽蝕和閃蒸現(xiàn)象以及其對調(diào)節(jié)閥的破壞及防止方法。根據(jù)調(diào)節(jié)部位信號,自動控制閥門的開度,從而達到介質(zhì)流量、壓力和液位的調(diào)節(jié)。
1.出現(xiàn)蝕和閃蒸的原因分析
1.1 流體在調(diào)節(jié)閥中的流動過程
液體在調(diào)節(jié)閥的流道中的流動過程是極其復雜的,根據(jù)連續(xù)性方程:
uAp=常數(shù)
式中u——截面平均流速,m/s;
A—— 流道截面積,m2;
p—流體介質(zhì)的密度,kg/m3。
對于不可壓縮的流體,p=常數(shù),因此uA=常數(shù),亦即流體的流速和通過該截面的截面積成反比。
同時,又根據(jù)伯努利方程式[1]:
式中z——位置標高,m;
p——靜壓強,Pa;
g—— 重力加速度,kg?m/s2。
忽略管道進出口流體的位置標高差別,如果通過截面時的流速增大,則意味著斷面的壓力將下降,當流體的壓力下降到該溫度下的飽和壓力Pv時,液體將出現(xiàn)汽化,同時發(fā)生汽蝕或閃蒸現(xiàn)象。
由于汽蝕現(xiàn)象和閃蒸現(xiàn)象對設備有較大的破壞力。我們以前僅對離心泵的汽蝕現(xiàn)象研究較多,而對管路中調(diào)節(jié)閥可能產(chǎn)生的汽蝕和閃蒸現(xiàn)象造成的破壞未引起足夠重視,因此研究防止液體在流動過程中產(chǎn)生汽蝕和閃蒸的機理將顯得更加重要。
電動調(diào)節(jié)閥在工業(yè)行業(yè)是十分受重視的,它的存在推動了很多行業(yè)的進步與發(fā)展。隨著工業(yè)領域的自動化程度越來越高,正被越來越多的應用在各種工業(yè)生產(chǎn)領域中。與傳統(tǒng)的氣動調(diào)節(jié)閥相比具有明顯的優(yōu)點:電動調(diào)節(jié)閥節(jié)能(只在工作時才消耗電能),環(huán)保(無碳排放),安裝快捷方便(無需復雜的氣動管路和氣泵工作站)。閥門按其所配執(zhí)行機構使用的動力,按其功能和特性分為線性特性,等百分比特性及拋物線特性三種。2、防止噪音在調(diào)節(jié)閥的環(huán)境保護問題上,噪音問題很突出節(jié)約能源在使用調(diào)節(jié)過程中要把節(jié)能問題和調(diào)節(jié)閥的結構、使用、安裝、維修聯(lián)系起來。
電子式電動單座調(diào)節(jié)閥,是由直行程全電子式電動執(zhí)行機構和頂導向式直通低流阻單座閥組成。具有結構緊湊、重量輕、動作靈敏、流體通道呈S流線型、壓降損失小、閥容量大、流量特性,直接接受調(diào)節(jié)儀表輸入的(4-20mA DC 0-10mA DC或1-5V DC)等控制信號及單相電源即可控制運轉(zhuǎn),實現(xiàn)對工藝管路流體介質(zhì)的自動調(diào)節(jié)控制,廣泛應用于控氣體、液體、蒸汽等介質(zhì)的工藝參數(shù)如壓力、流量、溫度、液位等參數(shù)保持在給定值。調(diào)節(jié)閥是節(jié)流裝置,屬于動部件,與檢測元件和變送器、控制器比較,在控制過程中,調(diào)節(jié)閥需要不斷改變節(jié)流件的流通面積,使操縱變量變化,以適應負荷變化或操作條件的改變。