调节阀流量特性分析及应用选择.pdf

2006年第5期阀门—33—

文章编号:100225855(2006)0520038204

调节阀流量特性分析及应用选择

杨世忠,邢丽娟
(青岛理工大学自动化工程学院,山东青岛266520)

摘要介绍了调节阀的组成分类、工作原理和流量特性,论述了调节阀的选择方法和应注意
的问题。
关键词调节阀;组成;流量特性;选择
中图分类号:TH134文献标识码:A

Theflowcharacteristicanalysisandapplicationselectionofregulatingvalve
YANGShi2zhong,XINGLi2juan

(AutomationEngineeringCollegeofQingdaoTechnologicalUniversity,Qingdao266520,China)

Abstract:Thisarticleintroducesthecompositionandclassification,theworktheory,theflowchar2
acteristicofregulatingvalveindetail,andgivestheselectionmethodandtheattentionquestions.
Keywords:regulatingvalve;composition;flowcharacteristic;selection

1概述执行机构不论是何种类型,其输出力都是用于
在自动控制系统中,调节阀是其常用的执行克服负荷的有效力(主要是指不平衡力和不平衡力
器。控制过程是否平稳取决于调节阀能否准确动矩、摩擦力、密封力及重力等有关力的作用)。因
作,使过程控制体现为物料能量和流量的精确变此,为了使调节阀正常工作,配用的执行机构要能
化。所以,要根据不同的需要选择不同的调节阀。产生足够的输出力来克服各种阻力,保证高度密封
选择恰当的调节阀是管路设计的主要问题,也是保和阀门的开启。对执行机构输出力确定后,应根据
证调节系统安全和平稳运行的关键。工艺使用环境要求,选择相应的执行机构。例如,
2调节阀的组成对于现场有防爆要求时,应选用气动执行机构,且
调节阀由执行机构和调节机构组成,接受调节接线盒为防爆型。如果没有防爆要求,则气动或电
器或计算机的控制信号,用来改变被控介质的流动执行机构都可选用,但从节能方面考虑,应尽量
量,使被调参数维持在所要求的范围内,从而达到选用电动执行机构。对于要求调节精度高,动作速
过程控制的自动化。度快和运行平稳的工况,应选用液动执行机构。
211执行机构综合各类执行器的特点,自动控制系统普遍采
执行机构按照驱动形式分为气动、电动和液动用电动执行机构。如结构简单、体积小的ZAZ直
3种。气动执行机构具有结构简单,动作可靠,性行程类及ZAJ角行程类,3610L(R)型电子式及
能稳定,价格低,维护方便,防火防爆等优点,在SKD型多转电动执行机构等。各类执行机构尽管
许多控制系统中获得了广泛地应用。电动执行机构在结构上不完全相同,但基本结构都包括放大器、
虽然不利于防火防爆,但其驱动电源方便可取,且可逆电机、减速装置、推力机构、机械限位组件、
信号传输速度快,便于远距离传输,体积小,动作弹性联轴器和位置反馈等部件(图1)。
可靠,维修方便,价格便宜。液动执行器的推力最电动执行机构一般需要与伺服放大器配套,接
大,调节精度高,动作速度快,运行平稳,但由于受调节器的信号,该信号经过伺服放大器放大后转
设备体积大,工艺复杂,所以目前使用不多。换为三位继电信号,控制可逆电机正转或反转,带

作者简介:杨世忠(1973-),男,讲师,从事智能建筑及计算机过程控制的研究与应用工作。
—43—阀门2006年第5期

动调节机构,使阀开启或关闭。量可表示为

A2(P1-P2)
Q=(1)
ξρ
式中Q———调节阀某一开度的流量,mm3/s

图1电动执行机构的方框图P1———调节阀进口压力,MPa
调节机构
212P2———调节阀出口压力,MPa
调节阀门是调节阀的调节机构,它根据控制信A———节流截面积,mm2
号的要求而改变阀门开度的大小来调节流量,是一ξ———调节阀阻力系数
个局部阻力可以变化的节流元件。调节阀门主要由ρ———流体密度,kg/mm3
上下阀盖、阀体、阀瓣、阀座、填料及压板等部件
由式(1)可知,当A一定,ΔP=P1-P2也
组成。在自动控制系统中,阀门主要的调节介质为恒定时,通过阀的流量Q随阻力系数ξ变化,即
水和蒸汽等。在压力比较低,使用情况单一的情况阻力系数ξ愈大,流量愈小。而阻力系数ξ则与
下,常用的调节阀有直通调节阀、三通调节阀和蝶阀的结构和开度有关。所以调节器输出信号控制阀
阀等。门的开或关,可改变阀的阻力系数,从而改变被