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　　1、中国石化石家庄炼化分公司中国石化石家庄炼化分公司一、调一、调节节阀阀概概述述自动化控制系统的组成自动化控制系统的组成单回路控制系统方块图单回路控制系统方块图一、调一、调节节阀阀概概述述调节阀在自控系统中的应用调节阀在自控系统中的应用控制系统中的最终执行元件。调节阀的选择与使用是否得当，是自动化生产中极为重要的问题。在生产现场，调节阀直接控制工艺介质，尤其是在高温、高压、低温、强腐蚀、剧毒、易燃、易爆、易渗漏、高粘度、易结晶等特殊情况，若选择、使用不当，往往给生产自动化带来困难，导致调节质量下降，甚至造成严重的生产事故。选用、安装、维护、维修是否得当，直接影响使用效果。一、调一、调节节阀阀概概述

　　2、述一、调一、调节节阀阀概概述述执行器的分类一、调一、调节节阀阀概概述述调节阀的分类方法调节阀的分类方法按照按照GB/T-4213-2008GB/T-4213-2008分类：分类：按调节阀动作方式分类 a.直行程调节阀 b.角行程调节阀按调节阀调节方式分类 a.调节型 b.切断型 c.调节切断型按调节阀作用方式分类 a.气关式 b.气开式按调节阀执行机构型式分类 a.气动薄膜调节阀 b.气动活塞调节阀一、调一、调节节阀阀概概述述调节阀体的符号表示方法DN公称通径mm dN阀座直径mmPN公称压力1/10 MPa调节阀技术指标新旧对照数据见下表一、调一、调节节阀阀概概述述旧新公称通径公称通径Dg/

　　3、mm公称通径公称通径DN/mm公称压力公称压力Pg/（Kgf/cm2）公称压力公称压力PN/0.1MPa流量特性流量特性固有流量特性固有流量特性流通能力流通能力C/（t/h）额定流量系数额定流量系数Kv(无单位无单位)信号压力信号压力/（Kgf/cm2）信号压力范围信号压力范围/KPa气源压力气源压力Ps、气源信号、气源信号/（Kgf/cm2）气源压力气源压力Ps/KPa输入压力输入压力/（Kgf/cm2）输入压力输入压力/KPa输出压力输出压力/（Kgf/cm2）输出压力输出压力/KPa允许压差允许压差/（Kgf/cm2）允许压差允许压差KPa最大输出力最大输出力/Kgf最大输出力最大输出力

　　4、/（N或或kN）弹簧范围弹簧范围/（Kgf/cm2）弹簧范围弹簧范围/KPa回转角度回转角度/度度回转角度回转角度/度度单位换算：单位换算：1Kgf/cm2=100 KPa=0.1 MPa 1Kgf=10N=0.01kN一、调一、调节节阀阀概概述述法兰密封面形式法兰密封面形式一、调一、调节节阀阀概概述述调节阀三种驱动方式：优点调节阀三种驱动方式：优点电动装置液动装置气动装置适用性较强，不受环境温度变化影响输出转矩范围广控制方便，能自由采取直流、交流、短波、脉冲等信号，适于放大、记忆、逻辑判断等工作可实现小型化具有机械自锁性安装方便维护检修方便结构简单，紧凑，体积小输出力大能无级变速能远距离自动

　　5、控制效率较高，有自润滑性和防锈功能结构简单气源容易获得能得到较高的开关速度可安装调速器，使开关速度按需要调整气体压缩性大，关闭时有弹性一、调一、调节节阀阀概概述述调节阀三种驱动方式：缺点调节阀三种驱动方式：缺点电动装置液动装置气动装置结构复杂机械效率低输出转速不能太高或太低易受电源电压、频率变化的影响油温变化引起粘度的变化液压元件和管道易渗漏配管、维修不方便不适于对信号进行运算与液动装置比结构较大，不适于大口径高压力的阀门气体有压缩性，速度不均匀二、调二、调节节阀阀构构造造及及原原理理调节阀的构成调节阀的构成根据国际电工委员会（IEC）对调节阀（国外叫做控制阀）的定义，调节阀由执行机构和阀体部

　　6、件两部分组成，即 调节阀=执行机构+阀体部件二、调二、调节节阀阀构构造造及及原原理理调节阀的工作部件调节阀的工作部件执行机构是调节阀的推动装置，它按信号压力的大小产生相应的推力，使推杆产生相应的位移，从而带动调节阀的阀芯动作。阀体部件是调节阀的调节部分，它直接与介质接触，由阀芯的动作，改变调节阀节流面积，达到调节的目的。二、调二、调节节阀阀构构造造及及原原理理调节阀的工作原理调节阀的工作原理由调节阀的流量方程：由调节阀的流量方程：（2-4）二、调二、调节节阀阀构构造造及及原原理理调节阀的工作原理调节阀的工作原理所以，调节阀的工作原理就是按照信号的大小，通过改变阀芯行程来改变流通截面积，从而改变

　　7、阻力系数而达到调节流量的目的。可以看出，式(2-4)是调节阀实际应用的流量方程。可见，当调节阀口径一定，即调节阀接管面积F一定，并且调节阀两端压差P不变时，阻力系数减小，流量Q增大；反之，增大则Q减小。二、调二、调节节阀阀构构造造及及原原理理调节阀调节阀流量系数的三种定义方法流量系数的三种定义方法l国际单位制：流量系数用国际单位制：流量系数用KvKv表示。定义为：表示。定义为：540540C C的水，阀两端压差为的水，阀两端压差为100Kpa100Kpa，全开时每小，全开时每小时流过调节阀的立方米数。时流过调节阀的立方米数。l工程单位制：流量系数用工程单位制：流量系数用C C表示。定义为：表示

　　8、。定义为：540540C C的水，阀两端压差为的水，阀两端压差为1Kgf/cm21Kgf/cm2，全开时每小时流，全开时每小时流过调节阀的立方米数。过调节阀的立方米数。l英制单位制：流量系数用英制单位制：流量系数用CVCV表示。定义为：表示。定义为：40604060F F的水，阀门两端压差为的水，阀门两端压差为1psi1psi下，全开时每下，全开时每小时流过调节阀的美加仑数。小时流过调节阀的美加仑数。KvKv和和CvCv的换算为的换算为：Cv=1.167 KvCv=1.167 Kv二、调二、调节节阀阀构构造造及及原原理理l调节阀的产品类型很多，结构多种多样，调节阀的产品类型很多，结构多种多样，

　　9、而且还在不断地更新和变化。一般来说而且还在不断地更新和变化。一般来说阀是通用的，即可以和阀是通用的，即可以和气动执行机构匹气动执行机构匹配配，也可以和，也可以和电动执行机构电动执行机构或其它执行或其它执行机构匹配使用。机构匹配使用。l根据需要，可以配用各种附件如定位器、根据需要，可以配用各种附件如定位器、手轮、电手轮、电/气转换器等气转换器等二、调二、调节节阀阀构构造造及及原原理理气动薄膜执行机构气动薄膜执行机构气动薄膜执行机构的输出特性是比例式的，即输出位移与输入的气压成比例关系。信号压力越大，在薄膜上产生的推力就越大，则与它平衡的弹簧反力也越大，即推杆的位移量越大，推杆的位移就是执行机构的

　　10、直线输出位移，也称为行程二、调二、调节节阀阀构构造造及及原原理理加载压力连接口膜盖膜片和推杆（所示为上面位置）膜片支撑板执行机构弹簧执行机构推杆弹簧座弹簧调整件阀杆连接件支架行程指示器行程指示标尺正作用正作用二、调二、调节节阀阀构构造造及及原原理理膜盖膜片和推杆（所示为下面位置）膜片支撑板执行机构弹簧执行机构推杆弹簧座弹簧调整件阀杆连接件支架行程指标器行程指示标尺加载压力连接口反作用反作用二、调二、调节节阀阀构构造造及及原原理理l薄膜室信号压力增加时推杆向下动作的叫薄膜室信号压力增加时推杆向下动作的叫正正作用执行机构作用执行机构。l薄膜室信号压力增加时推杆向上动作的叫薄膜室信号压力增加时推杆向

　　11、上动作的叫反反作用执行机构作用执行机构。l正、反作用执行机构基本相同，均由上、下正、反作用执行机构基本相同，均由上、下膜盖、波纹薄膜、推杆、支架、压缩弹簧、膜盖、波纹薄膜、推杆、支架、压缩弹簧、弹簧座、调节件、标尺等组成。弹簧座、调节件、标尺等组成。l在正作用执行机构上加上一个在正作用执行机构上加上一个O O形密封圈的形密封圈的填块，只要更换个别零件，即可变为反作填块，只要更换个别零件，即可变为反作用执行机构。用执行机构。正正 反反 作作 用用二、调二、调节节阀阀构构造造及及原原理理正作用反作用气动薄膜执行机构气动薄膜执行机构 精小型二、调二、调节节阀阀构构造造及及原原理理优点：结构简单，可靠

　　12、缺点：1）膜片承受的压力较低，最大压力250KPa2）弹簧要抵消绝大部分的压力，输出力很小。3）为了提高输出力，就要增大尺寸。4）工厂的气源气压没有充分利用。活塞执行机构解决了此问题气动薄膜执行机构的优缺点气动薄膜执行机构的优缺点二、调二、调节节阀阀构构造造及及原原理理1-活塞 2-气缸直行程气动活塞执行机构直行程气动活塞执行机构二、调二、调节节阀阀构构造造及及原原理理角行程气动活塞执行机构角行程气动活塞执行机构1）立式曲柄连杆活塞执行机构2）卧式曲柄连杆活塞执行机构3）卧式齿轮齿条活塞执行机构二、调二、调节节阀阀构构造造及及原原理理立式曲柄连杆活塞执行机构立式曲柄连杆活塞执行机构二、调二、调

　　13、节节阀阀构构造造及及原原理理卧式曲柄连杆活塞执行机构卧式曲柄连杆活塞执行机构二、调二、调节节阀阀构构造造及及原原理理双作用齿轮齿条活塞执行机构双作用齿轮齿条活塞执行机构二、调二、调节节阀阀构构造造及及原原理理弹簧复位齿轮齿条活塞执行机构弹簧复位齿轮齿条活塞执行机构二、调二、调节节阀阀构构造造及及原原理理无弹簧活塞执行机构无弹簧活塞执行机构A A、用于故障下要求阀保位的场合、用于故障下要求阀保位的场合;B B、用于大口径阀要求执行机构推力特别大、用于大口径阀要求执行机构推力特别大的场合的场合;C C、对两位阀配用两位五通电磁阀、对两位阀配用两位五通电磁阀;D D、对调节型的阀配用双作用式阀门定位

　　14、器、对调节型的阀配用双作用式阀门定位器。二、调二、调节节阀阀构构造造及及原原理理有弹簧式活塞执行机构有弹簧式活塞执行机构优点：优点：A A、在故障状态下，通过弹簧进行复位，实现故、在故障状态下，通过弹簧进行复位，实现故障开或故障关的功能。障开或故障关的功能。B B、可以抵消不平衡力的变化，增加执行器的刚、可以抵消不平衡力的变化，增加执行器的刚度，提高调节阀的稳定性。度，提高调节阀的稳定性。缺点：缺点：A A、弹簧会抵消一部分输出力。、弹簧会抵消一部分输出力。B B、气缸内设弹簧，增加了气缸的长度和重量。、气缸内设弹簧，增加了气缸的长度和重量。三三、调、调节节阀阀的的流流量量特特性性n调节阀的流

　　15、量特性是指介质流过阀门的相对流量与相对位移(阀门的相对开度)间的关系，数学表达式如下：相对流量，调节阀在某一开度时流量Q与全开流量Qmax之比；相对位移，调节阀在某一开度时阀芯位移与全开位移L之比。式中式中三三、调、调节节阀阀的的流流量量特特性性理想与现实理想与现实一般来说，改变调节阀的阀芯与阀座之问的流通截面积，便可以控制流量。但实际上，由于多种因素的影响，如在节流面积变化的同时，还发生阀前、阀后压差的变化，而压差的变化又将引起流量的变化。为了便于分析，先假定阀前、阀后的压差不变，然后再引伸到真实情况进行研究。于是有理想流量特性与工作流量特性量之分。三三、调、调节节阀阀的的流流量量特特性性理

　　16、想流量特性理想流量特性理想流量特性又称固有流量特性，在不考虑调节阀前后压差变化时得到的流量特性称为理想流量特性。它取决于阀芯的形状，有直线、等百分比(对数)、抛物线及快开等四种。三三、调、调节节阀阀的的流流量量特特性性1-1-快开快开 2-2-直线-双曲线-修正抛物线修正抛物线三三、调、调节节阀阀的的流流量量特特性性直线流量特性是指调节阀的相对流量与相对位移成直线关系，即单位位移变化所引起的流量变化是常数，用数学表达式表示：上式中R为调节阀所能控制的最大流量Qmax与最小流量Qmin的比值，称为调节阀的可调范围或可调比。上式表明与之间呈线性关系，在直角坐标上是一条直线(如图中直线所示)。要注意的是当可调比R不同时，特性曲线在纵坐标上的起点是不同的。直线直线流量特性流量特性三三、调、调节节阀阀的的流流量量特特性性为便于分析和计算，假设为便于分析和计算，假设R=R=，即特性曲线以坐标原，即特性曲线以坐标原点为起点，这时当位移变化点为起点，这时当位移变化10%10%所引起的流量变化总是所引起的流量变化总是1010。但流量