控制閥知識

發(fā)布時間：2009-09-22 來源：揚(yáng)子工具集團(tuán) 瀏覽次數(shù):47064

程和通過閥門的壓力降的函數(shù)，在恒定的壓力降下進(jìn)行流量特性測試提供了一種比較閥門特性類型的系統(tǒng)方法。用這種方法測得的典型的閥門特性 有線性、等百分比和快開(圖2)。等百分比特性：一種固有流量特性：額定行程的等量增加會理想地產(chǎn)生流量系數(shù)(Cv)的等百分比的改變(圖2)。 線性特性： 一種固有流量特性，可以用一條直線在流量系數(shù)(Cv值)相對于額定行程的長方形圖上表示出來。因此，行程的等量增加提供流量系數(shù)(Cv)的等量增加。 圖2 快開特性：一種固有流量特性：在截流元件很小的行程下可以獲得很大的流量系數(shù)(圖2)。 固有閥門增益： 在恒定的壓力降條件下，通過閥門的流量改變量相對于閥門的行程改變量的比例。固有閥門增益是閥門結(jié)構(gòu)的固有函數(shù)。它等于固有特性曲線在任意行程點(diǎn)上的斜率，也是閥門行程的函數(shù)。 安裝特性： 當(dāng)通過閥門的壓力降受到變化的過程條件的影響時，隨著截流元件(閥板)從關(guān)閉位置運(yùn)動到額定行程的過程中流量與截流元件(閥板)行程之間的關(guān)系。 安裝閥門增益： 在實際過程條件下，通過閥門的流量改變量相對于閥門行程改變量的比例。安裝

閥門增益是當(dāng)閥門安裝在一個特定的系統(tǒng)里，且壓力降允許根據(jù)總系統(tǒng)的指令而自然改變時產(chǎn)生的閥門增益關(guān)系。安裝閥門增益等于安裝特性曲線的斜率，也是閥門行程的函數(shù)。 I／P： 電流—氣壓(舊UP)的縮寫。典型地用于輸入轉(zhuǎn)換器模塊。 線性度：與兩個變量有關(guān)的一條曲線與一條直線的接近程度o(線性度也指的是相同的直線作用于向上和向下兩個方向。這樣，上面所定義的死區(qū)典型地會被認(rèn)為是一種非線性度o) 回路增益：所有回路元件被看作串聯(lián)在回路里時的組合增益。有時候指的是開環(huán)增益，有時候必須清楚地說明指的是靜態(tài)回路增益還是動態(tài)回路增益。 開環(huán)回路：這樣一種情況：過程控制元件的連接被中斷，這樣，過程變量的信息不再反饋給控制器的設(shè)定點(diǎn)，所以對過程變量的糾正也不再進(jìn)行。這種情況典型地是通過把控制器設(shè)置在手動操作狀態(tài)來實現(xiàn)的。 填料：閥門組件的一個部件，用于防止閥板或閥桿周圍的泄漏。 定位器： 一個位置控制器(伺服機(jī)構(gòu))，它在機(jī)械上被連接到終端控制元件或其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一動部件上，自動調(diào)整向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出，以保持一個需要的與輸入信號成比例的閥門位置。 過程：控制回路里除了控制器之外的所有組合元件。過程典型地包括控制閥組件、被控制的壓力容器或熱交換器、以及傳感器、泵和變送器。 過程增益：被控制的過程變量的改變量對于相應(yīng)的控制器輸出的改變量的比例。過程偏差度：關(guān)于過程是如何被緊密地控制在設(shè)定點(diǎn)周圍的一種精確的統(tǒng)計學(xué)測量。過程偏差度典型地以百分比定義為(26／m)，式中m是被測過程變量的設(shè)定點(diǎn)或平均值，巧是過程變量的標(biāo)準(zhǔn)方差。 放大器：一個作用類似于功率放大器的裝置。它接受電氣、氣動或機(jī)械輸入信號，并捉供大流量的空氣或液壓流體輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。放大器可以是定位器的一個內(nèi)部元件或者一個單獨(dú)的閥門附件。分辨率：當(dāng)輸入不改變方向時用來產(chǎn)生一個能檢測到的輸出變化所需要的最小可能的輸入變化。分辨率典型地表示為百分比的輸入量程。 響應(yīng)時間：通常由一個包括時滯時間和時間常數(shù)的參數(shù)來測量。(見T63、時滯時間和時間常數(shù)。)用于控制閥時，它包括整個閥門組件。 二階：一個術(shù)語，指的是一個裝置的輸入與輸出之間的動態(tài)關(guān)系。一個二階系統(tǒng)或裝置有兩個能量儲存裝置。它們能夠在它們自己之間來回傳輸動態(tài)和潛在能 量，這樣就引入了振蕩行為或超調(diào)的可能性。 傳感器：一個測量過程變量值并提供一個相應(yīng)的輸出信號給變送器的裝置。傳感器可以是變送器的集成部件，也可以是一個單獨(dú)的元件。

設(shè)定點(diǎn)：一個參考值，代表需要的被控制的過程變量值。 閥軸扭轉(zhuǎn)：一種現(xiàn)象，指的是閥軸的一端扭轉(zhuǎn)而另一端不扭轉(zhuǎn)。這種現(xiàn)象典型地發(fā)生在執(zhí)行機(jī)構(gòu)由一根相對長的閥軸連接到閥門截流元件上的旋轉(zhuǎn)式閥門上。當(dāng)閥門的密封摩擦力把閥軸的一端保持在某一個位置時，執(zhí)行機(jī)構(gòu)一端的閥軸的旋轉(zhuǎn)被閥軸的扭轉(zhuǎn)所吸收，直到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入傳遞出足夠的力來克服這個摩擦力。 (閥門)口徑計算：一種經(jīng)過設(shè)計的系統(tǒng)方法，用來確保閥門在一系列的過程工況條件下有正確的流通能力。 T63：設(shè)備響應(yīng)時間的一種測量。它是通過把一個小的階躍輸入(通常下—5％)作用到系統(tǒng)上來測量的oTc，從階躍輸入開始的時間起測量，一直到系統(tǒng)輸出達(dá)到63％的最終穩(wěn)態(tài)值的時間為止。它是系統(tǒng)時滯時間(Td)和系統(tǒng)時間常數(shù)(t)的組合值。(見“滯后時間”和“時間常數(shù)”。) 時間常數(shù)：一個通常用于一階元件的時間參數(shù)。它是從系統(tǒng)產(chǎn)生第一個相對于小階躍輸入(通常0.25％—5％)的能檢測到的響應(yīng)時起一直到系統(tǒng)輸出達(dá)到63％的最終穩(wěn)態(tài)值時測量得到的時間間隔。用于開放回路過程時，時間常數(shù)通常表示為To用于閉和回路系統(tǒng)時，時間常數(shù)通常表示為丸。 變送器：一個測量過程變量值并提供一個相應(yīng)的輸出信號給控制器以跟設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行比較的裝置。行程：截流元件從關(guān)閉位置到一個中間或額定全開位置的運(yùn)動。 行程指示器：一個指針和標(biāo)尺，用來從外部表示截流元件的位置，典型地以行程或 旋轉(zhuǎn)角度的百分比為單位。 閥內(nèi)件：調(diào)節(jié)被控制流體的閥門內(nèi)部部件。流體增壓器：一個獨(dú)立的放大器通常稱為流體增壓器或簡單地增壓器，因為它增力口或放大供應(yīng)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)的壓縮空氣量。(見“放大器’) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)推力：執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供的凈力，用來對閥芯進(jìn)行實際定位。 角形閥：一種閥門結(jié)構(gòu)，它的一個口與閥桿或執(zhí)行機(jī)構(gòu)在同一直線上，另一個口則與 閥桿成一垂直角度。 波紋管密封型閥蓋：使用波紋管來防止截流元件連接桿周圍泄漏的一種閥蓋。 閥蓋：閥門的包含填料函和閥桿密封并能對閥桿進(jìn)行導(dǎo)向的部分。它為閥腔提供主要的開孔以安裝內(nèi)部零件，也可以是閥體的一個不可分割的部分。它把執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接到閥體上。典型的閥蓋與閥體是用螺栓連接的、用螺紋旋入的、用焊接連接的、用壓力密封的、或者集成不可分隔的。(這個術(shù)語通常指的是閥蓋及其包含的填料零件。更加準(zhǔn)確地說，這一組零部件應(yīng)該稱為閥蓋組件。) 閥蓋組件：(通常稱為閥蓋，更加準(zhǔn)確地稱為閥蓋組件)一個組件，包括閥桿可以在其中運(yùn)動的零件以及防止閥桿周圍泄漏的密封形式。它通常提供安裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)和裝入填料組件的方法。

底法蘭：一個封閉與閥蓋開孔相對的閥體開孔的零件。它包括一個導(dǎo)向軸套或用來 閥籠：閥內(nèi)件的一個零件，它包容截流元件并能規(guī)定流量特性或提供座合表面。它也捉供了穩(wěn)定性、導(dǎo)向、平衡和對中性，而且有助于其它閥內(nèi)件零件的組裝。閥籠壁包含通常決定控制閥流量特性的開孔。各種各樣的閥籠形式示于下圖 快開 線性 等百分比 截流元件：閥門的可運(yùn)動部件，它置于流體通道中，用來調(diào)節(jié)通過閥門的流量。截流元件導(dǎo)向面：截流元件的一部分，它使得截流元件在閥籠、閥座環(huán)、閥蓋、底法蘭或以上任意兩個零件里運(yùn)動。氣缸：活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣室，活塞在其中運(yùn)氣缸端蓋密封：活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣缸與支架的連接處的密封元件。 膜片：一個活動的把力傳遞給膜片支撐板和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的壓力響應(yīng)元件。 薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)：一個流體驅(qū)動的裝置，在其中流體作用在一個活動的部件膜片上。 膜蓋：包含上下兩個部分的殼體，用來支撐膜片并建立一個或兩個氣壓室。 膜片支撐板：與膜片同心的用來把力傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿的板。 正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)：一種薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它的推桿會隨著膜片壓力的增加而伸出來。伸長型閥蓋：一種閥蓋，填料函與閥蓋法蘭之間的距離較長，用于高溫或低溫工況。 直通閥：一種閥門，帶線性運(yùn)動的截流元件，有單閥座或多閥座，它的閥體因為閥座區(qū)域有一個球形的內(nèi)腔而與眾不同。直通閥可以進(jìn)一步分為：二通單座閥、二通雙座閥、角形、三通、不平衡閥籠導(dǎo)向和平衡閥籠導(dǎo)向。 下閥體：包含閥門內(nèi)部零件，有一個流道連接口的閥體殼體的一半部分。在分體式閥體結(jié)構(gòu)里，閥座環(huán)通常被壓在上閥體和下閥體之間。 補(bǔ)償式閥門：一種閥門結(jié)構(gòu)，在不同的但互成刁80度的對立面上有入口和出口管線連接。 填料函(組件)：閥蓋組件的一部分，用來防止截流元件連接桿周圍的泄漏。包括在完整的填料函組

件里的是下列零部件的部分或全部的組合：填料、填料壓蓋、填料螺母、套環(huán)、填料彈簧、填料法蘭、填料法蘭雙頭螺栓或單頭螺栓、填料法蘭螺母、填料環(huán)、填料隔離圈環(huán)、毛氈隔離圈、BeIIev川e彈簧和抗擠壓環(huán)。 活塞：一個可移動的把力傳遞給活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿的壓力響應(yīng)元件。 活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)：一個流體驅(qū)動的裝置，在其中流體作用在一個可移動的活塞上使執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿產(chǎn)生運(yùn)動。活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以或者分為：雙作用式，因此，在任一方向上都可產(chǎn)生最大的驅(qū)動力；或者分為彈簧復(fù)位式，因此在失去氣源時，執(zhí)行機(jī)構(gòu)會使閥門沿著要求的行程方向移動。 反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)：一種薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它的推桿會隨著膜片壓力的增加而退回來。反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)有一個密封軸套安裝在支架的上端，以防止膜片壓力沿著執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿泄放。 橡膠套：一個防止破壞性異物進(jìn)入活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)的密封軸套的保護(hù)性裝置。密封軸套：用來提供一種防止活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣缸泄漏方式的上、下軸套。合成橡膠O形圈被用在軸套里，以密封氣缸、執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿和執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿加長軸。 閥座：截流元件與它的配合表面相接觸的區(qū)域，它實現(xiàn)閥座的關(guān)閉。 閥座負(fù)載：在規(guī)定的靜態(tài)條件下，截流元件與閥座之間的凈接觸力。實際上，對于一個給定的控制閥，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇就是以需要大的力來克服靜態(tài)、閥桿和動態(tài)不平衡力，并留有一個余量給閥座負(fù)載為基礎(chǔ)的。 閥座環(huán)：閥體組件的一個零件，它為截流元件提供座合表面，并成為流體控制口的 彈簧調(diào)整件：一個管件，通常旋在執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿上或旋入支架里面，以調(diào)整彈簧壓縮量。 彈簧座：一塊板，保持彈簧到位并提供一個讓彈簧調(diào)整件接觸的平面。 靜態(tài)不平衡力：在規(guī)定的壓力條件下，且流體處于靜止?fàn)顟B(tài)時，由于流體壓力作用在截流元件和閥桿上而產(chǎn)生的凈力。閥桿連接件：把執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿連接到閥桿。 閥內(nèi)件：調(diào)節(jié)被控流體的閥門內(nèi)部部件。在直通閥體里，閥內(nèi)件典型地包括截流元件、閥座環(huán)、閥籠、閥桿和閥桿銷釘。閥內(nèi)件，軟閥座：帶有彈性、塑性或其它易變形材料的閥內(nèi)件，用在截流部件或者閥座環(huán)里，以用最小的執(zhí)行機(jī)構(gòu)力取得嚴(yán)密的關(guān)閉。 上閥體：包含閥門內(nèi)部零件、有一個流道連接口的閥體殼體的一半部分。它通常包括一種防止閥桿周圍泄漏的方式，并提供一種把執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在分體式閥體上的方法。閥體：閥門的主要的壓力承受腔。它也提供管道連接端和流體流通通道，并支撐閥座表面和閥門截流元件。最常用的閥體結(jié)構(gòu)有：a)帶一個閥座口和閥芯的單閥座閥體；b)帶二個閥座口和一個閥芯的雙閥座閥體；c)帶一個入口和一個出口二個流體連接端的二通閥體；d)帶三個流體連接端的閥體，其中二個連接端可以是入

口，而一個是出口(用于混合流體)，或者一個連接端是入口，而二個是出口(用于分散流體)o術(shù)語閥體經(jīng)常用來指的是帶有閥蓋組件和包含閥內(nèi)件零部件的閥體。更加準(zhǔn)確地說，這一組部件應(yīng)該稱為閥休組件。 閥體組件(通常稱為閥體或閥門，更加準(zhǔn)確地稱為閥體組件)：一個閥體、閥蓋組件、底法蘭(如使用)和閥內(nèi)件元件的組合件。閥內(nèi)件包括截流元件，它打開、關(guān)閉或部分地阻擋一個或多個閥座口。閥芯：一個經(jīng)常與閥塞交換使用的術(shù)語，指的是截流元件。 閥桿：直行程閥門里，連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿和截流元件的零件。 支架：把執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動力單元剛性地連接到閥門上的結(jié)構(gòu)。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)杠桿：連接到旋轉(zhuǎn)閥閥軸上的臂。它把執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿的線性運(yùn)動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)力，以定位旋轉(zhuǎn)式閥門的閥板或球。這根杠桿正常地是通過間隙很小的花鍵或其它減小空隙和運(yùn)動損失的方法連接到旋轉(zhuǎn)式閥軸上的。 全球：旋轉(zhuǎn)式控制閥的流體控制元件。它使用一個完整的球并帶有一個通過它的流體通道。流體通道與管道直徑相等或相一致。 部分球：旋轉(zhuǎn)式控制閥的流體控制元件。它使用一個部分球并帶有一個通過它的流。 V形切口球：最常見的部分球控制閥類型。V形切口球包括一個拋光的或涂層的部分球表面，它緊靠閥座環(huán)在全行程范圍內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。在球上的V形切口可以實現(xiàn)很高的可調(diào)比，并提供一個等百分比的流量特性。 傳統(tǒng)閥板：用于最常見的各種各樣的蝶閥里的對稱的流體控制元件。在調(diào)節(jié)工況里，非常高的動態(tài)力矩往往會把傳統(tǒng)閥板限制在60度的最大轉(zhuǎn)角里。動態(tài)設(shè)計的閥板：蝶閥閥板經(jīng)過流線型輪廓處理，可減小大旋轉(zhuǎn)角度增量時的動態(tài)力矩，因此使得它適用于需要最大至90度的閥板旋轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)工況。 偏心閥板：閥門結(jié)構(gòu)常用名詞，在這種閥門結(jié)構(gòu)里，閥軸與閥板連接的位置會使得閥板在打開時沿著一條很小的偏心路徑運(yùn)動。這使得閥板在被打開時能夠盡可能快地偏離與密封的接觸，這樣可以減少摩擦和磨損。 無法蘭閥門：常見的旋轉(zhuǎn)式控制閥類型。無法蘭閥門用長螺栓夾在ANSI等級的法蘭之間(有時候也稱為對夾式閥體)。 偏心球塞：帶偏心旋轉(zhuǎn)球塞的旋轉(zhuǎn)式控制閥類型。偏心球塞會塞進(jìn)或偏離閥座，可以減少摩擦和磨損。此類閥門非常適合于沖刷性的應(yīng)用場合。 反向流：流體從閥板、球或球塞背面的閥軸一側(cè)流出。有些旋轉(zhuǎn)式控制閥能夠在任意一個方向上均

衡地處理流體。其它類型的旋轉(zhuǎn)閥可能需要修改執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接件以處理反向流。 萬向軸承：通常用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿與執(zhí)行機(jī)構(gòu)杠桿之間的連接。其目的是促進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)線性推力向旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)換，并盡可能減少運(yùn)動損失。在旋轉(zhuǎn)式閥體上配備一個標(biāo)準(zhǔn)的可互換作用方向的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通常需要使用兩個萬向軸承的連接件。然而，選擇為旋轉(zhuǎn)式閥門工況而特別設(shè)計的執(zhí)行機(jī)構(gòu)時只需要一個這樣的軸承，因而減少了運(yùn)動損失。 旋轉(zhuǎn)式控制閥：一種閥門類型，它的流體截流元件(全球、部分球、閥板或球塞)在流體通道里旋轉(zhuǎn)，以控制閥門流量。 密封環(huán)：旋轉(zhuǎn)式控制閥的對應(yīng)于直通閥閥座環(huán)的那個零件。閥板或球的相對于密封環(huán)的位置決定了在某個旋轉(zhuǎn)行程增量時的流通面積和流通能力。正如以上說明的，有些密封結(jié)構(gòu)允許雙向流動。 閥軸：旋轉(zhuǎn)式控制閥的對應(yīng)于直通閥閥桿的那個零件。閥軸的旋轉(zhuǎn)對流體通道里的閥板或球進(jìn)行定位，因此可以控制閥門的流通能力。 滑動密封：氣動活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣缸下面的密封，為旋轉(zhuǎn)式閥門工況而設(shè)計。這個密封允許執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿垂直移動和周向旋轉(zhuǎn)，而不會使得下氣缸壓力泄放。 標(biāo)準(zhǔn)流向：帶有獨(dú)立的密封環(huán)或流體環(huán)的那些旋轉(zhuǎn)式控制閥的流動方向：流體通過與密封環(huán)相鄰的管道進(jìn)入閥體并從與密封環(huán)相對的另一端流出。有時候稱為前向 流。(也可見“反向流”。) 樞軸式安裝：一種安裝方式，用二個在直徑方向相對的軸承把閥板或球安裝在閥軸 四、控制閥的功能和特性術(shù)語 彈簧設(shè)定范圍：控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)彈簧調(diào)整范圍，以平衡實際的過程力。流通能力：在規(guī)定條件下通過閥門的額定流量。間隙流：當(dāng)截流元件沒有座合時低于最小可控流量的那個流量。膜片壓力范圍：膜片壓力范圍高低值之差。這可以認(rèn)為是一種固有或安裝特性。雙作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)：在任意一個方向上都可以提供動力的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。動態(tài)不平衡力：由于過程流體壓力的作用，在任何規(guī)定的開度下，在閥芯上產(chǎn)生有效面積：在薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)里，有效面積是有效地產(chǎn)生輸出力的那部分膜片面積。膜片的有效面積可能會隨著它的運(yùn)動而改變，通常在行程的開始時為最大，而在行程的末尾時為最小。模壓膜片比平板膜片有較小的有效面積改變，因此推薦使用模壓膜片。失氣—關(guān)閉：這樣一種狀態(tài)：當(dāng)驅(qū)動能源失去時，閥門截流元件移至關(guān)閉位置。失氣—打開：這樣一種狀態(tài)：當(dāng)驅(qū)動能源失去時，閥門截流元件移至打開位置。