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美國(guó)歐可調(diào)節(jié)閥又稱控制閥，它是過(guò)程控制系統(tǒng)中用動(dòng)力操作去改變介質(zhì)流量的裝置。國(guó)際電工委員會(huì)IEC對(duì)調(diào)節(jié)閥（Con-trol valve）的定義為：工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)中由動(dòng)力操作的裝置形成的終端元件。它包括一個(gè)閥部件，內(nèi)有一個(gè)改變過(guò)程流體流率的組件。閥部件又與一個(gè)或?qū)�(gè)執(zhí)行器相連接，執(zhí)行機(jī)構(gòu)用來(lái)響應(yīng)控制元件送來(lái)的信號(hào)。可見，調(diào)節(jié)閥是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門部件兩部分組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的驅(qū)動(dòng)裝置，它按信號(hào)壓力的大小產(chǎn)品相應(yīng)的推力，使推桿產(chǎn)生相應(yīng)的位移，從而帶動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥芯動(dòng)作。閥門部件是調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)部分，它直接與介質(zhì)接觸，通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿的位移，改變調(diào)節(jié)閥的節(jié)流面積，達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。
調(diào)節(jié)閥按其能源方式的不同，主要分為氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、液動(dòng)調(diào)節(jié)閥三大類。它們的差別在于所賠的執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥是以壓縮空氣為動(dòng)力源，配有氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；電動(dòng)調(diào)節(jié)閥以電為動(dòng)力源，配有電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；液動(dòng)調(diào)節(jié)閥以液壓力為動(dòng)力源，配有液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
1.傳統(tǒng)的閥類
1.直通單座閥 圖2-64所示為常用的氣動(dòng)直通單座調(diào)節(jié)閥。它由閥體、閥座、閥芯、導(dǎo)向套、閥蓋、閥桿和填料等零件組成。閥芯和閥桿連接在一起，連接方法可用過(guò)盈配合銷釘固定或螺紋連接銷釘固定，也可以閥芯和閥桿制成一體，在閥蓋和閥體間設(shè)有導(dǎo)向套，為閥芯上下移動(dòng)起導(dǎo)向作用。導(dǎo)向套上的小孔，連通閥體內(nèi)腔和閥的出口端，導(dǎo)向套上腔的介質(zhì)很容易通過(guò)小孔流入閥的出口端，不會(huì)影響閥芯移動(dòng)。
這種調(diào)節(jié)閥的閥體內(nèi)只有一個(gè)閥芯和一個(gè)閥座，特點(diǎn)是泄漏量小，易于保證密封，機(jī)構(gòu)上有調(diào)節(jié)型和切斷型。它們的區(qū)別在于閥芯的形狀不同。調(diào)節(jié)閥閥芯的形狀為柱塞形，切斷型閥芯的形狀為平板或錐形。它的另一個(gè)特點(diǎn)是介質(zhì)對(duì)閥瓣的作用力大，即不平衡力大，特別是在高壓差、大口徑的情況下更為嚴(yán)重，所以僅適用于低壓差的場(chǎng)合。否則應(yīng)適當(dāng)選擇推力的執(zhí)行機(jī)構(gòu)或配以閥門定位器。
閥芯有正裝和反裝兩種類型。當(dāng)閥芯向下移動(dòng)時(shí)，閥芯與閥座間流通面積減小，稱為正裝；反之則稱為反裝。調(diào)節(jié)閥的公稱尺寸DN和閥座直徑dn標(biāo)志著閥門的大小，對(duì)于公稱尺寸小于DN25的單導(dǎo)向閥芯，只能正裝不能反裝，因此氣開必須采用反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
2.直通式雙座調(diào)節(jié)閥 圖2-25所示為氣動(dòng)直通式雙閥座調(diào)節(jié)閥，由閥體、閥座、閥芯、閥桿、閥蓋、導(dǎo)向套、填料等零件組成，閥體內(nèi)有兩個(gè)閥芯和閥座、介質(zhì)從圖示閥體左側(cè)流入，通過(guò)閥座和閥芯后，有右側(cè)流出，它比同公稱尺寸的單座閥能流過(guò)更多的介質(zhì)，流通力約提高20%~50%，介質(zhì)作用在上下閥芯上的力可以互相抵消，所以不平衡力小，允許壓力大。但因?yàn)樯�、下閥芯不容易保證同時(shí)密封，所以泄漏量大；另外，閥門的介質(zhì)流路較為復(fù)雜，在高壓差中使用時(shí)，對(duì)閥體的沖刷及汽蝕損壞較嚴(yán)重；不適用高粘度介質(zhì)和含纖維介質(zhì)的調(diào)節(jié)。
雙閥座調(diào)節(jié)閥變正裝為反裝是很方便的，只要把閥芯倒裝，閥桿與閥芯的下端連接，上下閥座位置互換，并反裝之后，就可以改變安裝方式。
3.套筒調(diào)節(jié)閥圖2-66所示為氣動(dòng)直通式套筒調(diào)節(jié)閥。它由閥體、套筒、閥賽、閥蓋、閥桿及填料等零件組成。套筒閥也稱籠式閥，是一種機(jī)構(gòu)特殊的調(diào)節(jié)閥。其閥體與一般直通式單座閥相似，但閥內(nèi)有一個(gè)圓形套筒。套筒四周有不同形狀的開口，根據(jù)流通能力大小的要求，套筒的窗口可以為多個(gè)、四個(gè)、兩個(gè)或一個(gè)。利用套筒導(dǎo)向，閥芯可以在套筒中上、下移動(dòng)，由于這種移動(dòng)改變了套筒的節(jié)流面積，形成了各種流量特性，并實(shí)現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)。
由于套筒調(diào)節(jié)閥采用平衡型的閥芯機(jī)構(gòu)，閥芯和套筒圓柱面導(dǎo)向，因此，不平衡力小，穩(wěn)定性好，不易振蕩，從而改善原有閥芯容易損壞的現(xiàn)象。
圖2-67所示為角式套筒蒸汽調(diào)節(jié)閥，蒸汽壓力和流量都是由控制套筒內(nèi)的閥芯位置來(lái)決定，信號(hào)是從壓力控制回路到閥門執(zhí)行器，是平衡閥閥芯行程增大或減小，從而增大或減小流通面積�？刂铺淄灿幸慌趴蛇_(dá)到所需流量特性的節(jié)液孔，以向下的方向流向出口。調(diào)節(jié)閥的出口端設(shè)有降低噪聲的多孔罩，通過(guò)小孔，可降低噪聲。
這種調(diào)節(jié)閥允許壓差范圍大，當(dāng)改變套筒節(jié)流孔形狀時(shí)，就能得到所需的流量特性，如圖2-68所示。這種閥的閥座不用螺紋連接，維修方便，加工容易，通用性強(qiáng)。
4.三通調(diào)節(jié)閥 圖2-69所示為三通調(diào)節(jié)閥。它由閥體、閥座、閥芯、閥桿、閥蓋及填料等零件組成，閥體上有三個(gè)通道與管相連，按其作用方式，三通調(diào)節(jié)閥可分為分流型（把一種介質(zhì)分成兩路）、合流形（把兩路介質(zhì)混合成一路）。
5.角式調(diào)節(jié)閥 圖2-70所示為單閥座角式調(diào)節(jié)閥機(jī)構(gòu)。它由閥體、閥座、閥芯、導(dǎo)向套、閥蓋、彈簧、閥桿和填料等零件組成。圖2-71為角式套筒調(diào)節(jié)閥機(jī)構(gòu)。它由背壓噴嘴、噴水進(jìn)口、籠式消聲器、閥座、套筒、閥芯、閥蓋及閥桿等零件組成。角式套筒調(diào)節(jié)閥常用于電站的減溫壓系統(tǒng)中，其工作流程為：閥芯6的中心設(shè)有一通水管，連接閥蓋7的供水腔至閥座4小面的出水區(qū)。此水管的上部設(shè)有多個(gè)節(jié)流孔，節(jié)流孔的尺寸及編排方法均經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的就算，噴水經(jīng)過(guò)節(jié)流孔和水管直接流向閥體的出口，水管從閥芯6底部延伸至閥座外的縮流面處。噴水點(diǎn)在蒸汽流速最多及產(chǎn)生端流的區(qū)域，以達(dá)到水珠能很快及均勻分散在整個(gè)流路中。因此，在閥的下游壓力恢復(fù)時(shí)，水立即汽化而達(dá)到所需的降溫控制。
自力式調(diào)節(jié)閥
自力式調(diào)節(jié)閥也稱直接作用式調(diào)節(jié)閥，它不需要外部能源，直接利用被調(diào)介質(zhì)的能量來(lái)操縱調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。自力式調(diào)節(jié)閥可以實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、流量等參數(shù)的調(diào)節(jié)。
（1）自力式溫度調(diào)節(jié)閥 自力式溫度調(diào)節(jié)閥的機(jī)構(gòu)如圖2-72所示。只要把溫包插入到要調(diào)溫的管路中，就可以感受到溫度的變化，控制閥門的開度。因?yàn)闇匕刑畛溆卸康呐蛎浺后w，液體的體積又和溫度有關(guān)，可以成為調(diào)節(jié)閥的感溫元件。利用給定裝置6和調(diào)節(jié)旋鈕7可改變填充有膨脹液的溫包4的容積，是調(diào)節(jié)閥設(shè)定在一個(gè)適當(dāng)?shù)囊?guī)定溫度值。溫包內(nèi)的溫度變化后，液體體積有了變化，這一變化通過(guò)毛細(xì)管3，一壓力作用傳遞給活塞2，活塞2作用于閥門的閥桿，溫度高時(shí)關(guān)小閥門，溫度低時(shí)，在彈簧力的作用下把閥門開大。在這種溫包裝置中，還裝有壓力計(jì)5，可讀出溫包中膨脹液的壓力。實(shí)際上，溫包4,、壓力計(jì)5、給定裝置6及調(diào)節(jié)旋鈕7，構(gòu)成了調(diào)節(jié)閥的恒溫器。
自力式溫度調(diào)節(jié)閥經(jīng)常用于鍋爐的溫度調(diào)節(jié)，它能使溫度和閥門開度之間保持線性的函數(shù)關(guān)系。
（2）自力式壓力調(diào)節(jié)閥。這是一種最有古老重錘自力式壓力調(diào)節(jié)閥和新型的帶指揮的自力式壓力調(diào)節(jié)閥兩種類型。
1.重錘自力式壓力調(diào)節(jié)閥。這是一種最簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)方法，根據(jù)作用方式可分為閥前壓力調(diào)節(jié)和閥后壓力調(diào)節(jié)兩種，如圖2-73所示。
當(dāng)采用閥后壓力調(diào)節(jié)時(shí)(圖2-73a），信號(hào)從閥后管道內(nèi)取得，用以保持閥后壓力的恒定，此壓力的大小，取決于重錘的重力，也就是說(shuō)，改變重錘的重量，給定值就改變，當(dāng)作用在主閥膜片1的壓力增大時(shí)，閥芯向下移動(dòng)，流通面積變小，當(dāng)閥后壓力作用在杠桿2的力矩等于重錘作用的杠桿的力矩時(shí)，出于平衡狀態(tài)，調(diào)節(jié)閥的開度不變。
當(dāng)采用閥前壓力調(diào)節(jié)時(shí)(圖2-73b），信號(hào)來(lái)自閥前管路，用來(lái)保持閥前壓力不變，當(dāng)作用子在主閥膜片1的信號(hào)壓力增大時(shí)，閥芯4向下移動(dòng)，使流通面積增大，閥前壓力就會(huì)下降，而閥前壓力下降時(shí)，重錘3所產(chǎn)生的力使閥芯4向上移動(dòng)，又使流通截面積小，直到閥前壓力增高到給定值為止。
2.帶指揮器的自力式壓力調(diào)節(jié)閥。圖2-74所示為帶指揮器的自力式調(diào)節(jié)閥，采用圖2-74a所示的閥后壓力調(diào)節(jié)時(shí)，當(dāng)被調(diào)介質(zhì)的壓力升高，作用在主閥膜片上2下面的壓力就大于上面的壓力，閥芯9向上移動(dòng)，使流通面積減小，這樣，閥后壓稍微下降，同時(shí)作用在指揮器膜片上3上的壓力增大，當(dāng)作用在指揮器膜片3上的力大于指揮器給定彈簧7的力時(shí)，指揮膜片組件6向右移動(dòng)，擋板4靠近噴嘴5，指揮器的輸出壓力減小，通到主閥膜片2上面的壓力隨之降低，閥芯9繼續(xù)向上移動(dòng)，流通面積繼續(xù)減小，被調(diào)介質(zhì)的壓力繼續(xù)降低，直到與指揮器給定彈簧7的力時(shí)，指揮器膜片組件6向左移動(dòng)，擋板4離開噴嘴，指揮器的輸出壓力增大，將閥芯9打開，閥后壓力回升到給定值，針型閥1用做調(diào)整放大倍數(shù)，過(guò)濾器8能夠去介質(zhì)中的顆粒雜質(zhì)，防止噴嘴被堵而失去作用。
3.自力式壓差調(diào)節(jié)閥。圖2-75所示為一種自力式壓差調(diào)節(jié)閥，它由閥門7和具有雙作用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)5組成，通過(guò)正、負(fù)信號(hào)接頭3和4，接受來(lái)自孔板2的壓差信號(hào)，這種調(diào)節(jié)閥的工作范圍是可以用調(diào)節(jié)閥螺母6加以調(diào)節(jié)的，因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺母6可以改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的彈簧力。
(3) 自力式流量調(diào)節(jié)閥 這種調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作原理如圖2-76所示。在閥門的管道中有一個(gè)靶板9，直接受到介質(zhì)的作用，介質(zhì)對(duì)靶板的作用力可以計(jì)算出來(lái)的，從流體力學(xué)的計(jì)算公式可以知道作用力的大小和靶板的面積成正比，而和體積流量的平方也成正比，即流量的變化對(duì)作用力的影響極大。
當(dāng)靶板的尺寸確定后，介質(zhì)對(duì)靶板的作用力與靶板及靶室的幾何形狀、介質(zhì)的密度、介質(zhì)的雷諾數(shù)因素有關(guān)。
當(dāng)管路中的流量增大時(shí)，作用在把板9上的力立刻增大，通過(guò)杠桿傳動(dòng)指揮器膜片組成6向右移動(dòng)，擋板4靠近噴嘴5，指揮器輸出的壓力減小，通到主閥膜片2上的壓力隨著降低，閥芯10上的流通截面小，流量也就減小，直到這一流量作用在靶板上的力傳到指揮器內(nèi)，與給定彈簧7的力相平衡為止。當(dāng)管路流量減小時(shí)，作用過(guò)程則相反。
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