控制閥的基本參數(shù)介紹

控制閥又名調(diào)節(jié)閥，在工業(yè)自動化過程控制領(lǐng)域中，通過接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號，借助動力操作去改變介質(zhì)流量、壓力、溫度、液位等工藝參數(shù)的最終控制元件。一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門組成。

關(guān)于控制閥的基本知識沃德閥門如下介紹：

1、控制閥由閥體和執(zhí)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)（一般是電動或者氣動）及其附件組成。

2、氣動動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)有正作用和反作用兩種形式；隨信號壓力增大，推桿下移為正作用，反之推桿上移為反作用；通常接受標(biāo)準(zhǔn)信號壓力為 20～100KPa ；帶定位器時最高壓力為 250KPa；基本行程有六種（mm）：10； 16； 25； 40；60；100 。

3、與氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)相比電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)有何特點，有哪幾種輸出形式？

電動簡單方便，無需另設(shè)氣源或者儲氣罐。有角行程、直行程、和多回轉(zhuǎn)三種輸出形式。

4、直通單座調(diào)節(jié)閥有何特點？應(yīng)用在何場合？

1)泄流量小，因只有一個閥芯易保證密封。標(biāo)準(zhǔn)泄流量為0.01%KV,進(jìn)一步設(shè)計可作切斷閥。

2)許用壓差小，因不平衡力推力大。DN100的閥△P僅為120KPa。

3)流通能力小。DN100的KV僅為120。

應(yīng)該應(yīng)用于泄漏量小，壓差不大的場合。

5、直通雙座調(diào)節(jié)閥有何特點？應(yīng)用在何場合？

1)許用壓差大，因可抵消許多不平衡力。DN100的閥△P為280KPa。

2) 流通能力大。DN100的KV為160。

3) 泄漏量大，原因有兩個閥芯不能同時密封。標(biāo)準(zhǔn)泄流量為0.1%KV,為單座閥10的倍。

主要應(yīng)用于高壓差，泄漏量要求不嚴(yán)的場合。

6、套筒調(diào)節(jié)閥有何主要優(yōu)點？

兼有單、雙座閥的優(yōu)點。主要有：

1)穩(wěn)定性好。因用閥塞節(jié)流代替閥芯閥座節(jié)流，而閥塞設(shè)有平衡孔可減少介質(zhì)作用在閥塞上的不平衡力。同時套筒與閥塞間導(dǎo)向面大，加之不平衡力變化小，因此不易引起閥芯振動。

2)互換性和通用性強(qiáng)。只要更換套筒就可得到不同的流量系數(shù)和不同的流量特性。

3)允許壓差大，熱膨脹影響小。帶平衡孔的套筒閥的平衡原理和雙座閥一樣，因此許用壓差大。又由于套筒、閥塞采用同一種材料制成，溫度變化引起的膨脹基本一致。

4)套筒提供的節(jié)流窗口有開大口和打小孔（噴射型）兩種。后者有降噪、減振作用，進(jìn)一步改進(jìn)即成專門的低噪音閥。

適用于閥前后壓差大，噪音要求低的場合。

7、除單、雙座閥及套筒閥外還有哪些具有調(diào)節(jié)功能的閥？

隔膜閥、蝶閥、O型球閥（以切斷為主）、V型球閥（調(diào)節(jié)比大、具剪切作用）、偏心旋轉(zhuǎn)閥。

8、什么是調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比R、理想可調(diào)比、實際可調(diào)比？

調(diào)節(jié)閥所能控制的最大流量和最小流量之比稱為可調(diào)比R.。

當(dāng)閥兩端壓差保持恒定時，最大流量與最小流量之比稱為理想可調(diào)比。

實際使用中閥兩端壓差是變化的，這時的可調(diào)比稱為實際可調(diào)比。

9、理想可調(diào)比取決于：閥芯結(jié)構(gòu)

實際可調(diào)比取決于：閥芯結(jié)構(gòu)、配管狀況

國產(chǎn)直通單、雙座調(diào)節(jié)閥的R值為：30精小型調(diào)節(jié)閥，高性能調(diào)節(jié)閥，V型球的R

10、什么是調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)C 、Cv 、KV值？

調(diào)節(jié)閥流通能力的大小用流量系數(shù)表示。

1)工程單位制Cv定義：調(diào)節(jié)閥全開時，閥前后壓差為1kgf/cm2,溫度5~40℃的水每小時所通過的立方米數(shù)。

磅/英寸2）溫2)英制單位制C定義：調(diào)節(jié)閥全開時，閥前后壓差為1bf/in2（1度60。F的水每分鐘所通過的美加侖數(shù)。

3) 國際單位制KV：調(diào)節(jié)閥全開時，閥前后壓差為100kPa,溫度5~40℃的水每小時所通過的立方米數(shù)。

Cv ＝1.17 KV

KV＝1.01 C

11、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力要滿足調(diào)節(jié)閥所需的哪幾部分力？

1)克服閥芯所受的靜態(tài)不平衡力。

2)提供閥座負(fù)載的緊壓力。

3)克服填料摩擦力。

4)特定應(yīng)用或結(jié)構(gòu)所需的附加力（如波紋管、軟密封等）。

12、調(diào)節(jié)閥的流開、流閉指的是什么？

是對介質(zhì)流動方向而言，與調(diào)節(jié)閥的作用方式氣開、氣閉無關(guān)。流向的重要性在于它影響到穩(wěn)定性，泄漏和噪音等。

定義：在節(jié)流口，介質(zhì)流動方向與閥門打開方向相同叫流開：反之，叫流閉。

13、哪些閥需進(jìn)行流向選擇？如何選擇？

單密封類的調(diào)節(jié)閥如單座閥、高壓閥、無平衡孔的單密封套筒閥需進(jìn)行流向選擇。

流開、流閉各有利弊。流開型的閥工作比較穩(wěn)定，但自潔性能和密封性較差，壽命短；流閉型的閥壽命長，自潔性能和密封性好，但當(dāng)閥桿直徑小于閥芯直徑時穩(wěn)定性差。

單座閥、小流量閥、單密封套筒閥通常選流開，當(dāng)沖刷厲害或有自潔要求時可選流閉。兩位型快開特性調(diào)節(jié)閥選流閉型 。

14、選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)考慮哪三個主要因素？

1)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出要大于調(diào)節(jié)閥的負(fù)荷，且合理匹配。

2)要檢查標(biāo)準(zhǔn)組合時，調(diào)節(jié)閥所規(guī)定的允許壓差是否滿足工藝要求。大壓差時要計算閥芯所受的不平衡力。

3)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)速度是否滿足工藝操作要求，尤其是電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

15、確定調(diào)節(jié)閥口徑的七個步驟是什么？

1)確定計算流量——Qmax 、Qmin

2)確定計算壓差——根據(jù)系統(tǒng)特點選定阻力比S值，然后確定計算（閥全開時）壓差；

3)計算流量系數(shù)——選擇合適的計算公式圖表或軟件求KV的max和min ；

4) KV值選取——根據(jù)KV的max值在所選產(chǎn)品系列中最接近一檔的KV，得到初選口徑；

5)開度驗算——要求Qmax 時≯90％閥開度；Qmin時≮10％閥開度；

6)實際可調(diào)比驗算——一般要求應(yīng)≮10；R實際＞R要求

7)口徑確定——若不合格重選選KV值，再驗證。

16、氣動調(diào)節(jié)閥的輔助裝置（附件）有哪些？各起什么作用？

1)閥門定位器——用于改善調(diào)節(jié)閥的工作特性，實現(xiàn)正確定位；

2)閥位（行程）開關(guān)——顯示調(diào)節(jié)閥上、下限的行程工作位置；

3)氣動保位閥——氣源故障時保持閥門當(dāng)時位置；

4)電磁閥——實現(xiàn)氣路的自動切換。單氣控用二位三，；雙氣控用二位五通；

5)手動機(jī)構(gòu)——系統(tǒng)故障時可切換手動操作；

6)氣動繼動器——使氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作加快，減少傳遞時間；

7)空氣過濾減壓器——氣源凈化、調(diào)壓用；

8)貯氣罐——氣源故障時，使閥能繼續(xù)工作一段時間，一般需三段保護(hù)時配。

17、什么情況下需要采用閥門定位器？

1)摩擦力大，需精確定位的場合。例如高溫、低溫調(diào)節(jié)閥或采用柔性石墨填料的調(diào)節(jié)閥；

2)緩慢過程需提高調(diào)節(jié)閥響應(yīng)速度的場合。例如，溫度、液位、分析等參數(shù)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

3)需要提高執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力和切斷力的場合。例如，DN≥25的單座閥，DN＞100的雙座閥。閥兩端壓降△P＞1MPa或入口壓力P1＞10MPa的場合。

4)分程調(diào)節(jié)系統(tǒng)和調(diào)節(jié)閥運行中有時需要改變氣開、氣關(guān)形式的場合。

5)需要改變調(diào)節(jié)閥流量特性的場合。

18、自力式調(diào)節(jié)閥有何特點？自力式壓力調(diào)節(jié)閥型號中的K、B代表什么？

自力式調(diào)節(jié)閥又稱直接作用調(diào)節(jié)閥。不需任何外加能源，并且把測量、調(diào)節(jié)、執(zhí)行三種功能統(tǒng)一為一體，利用被調(diào)對象本身能量帶動其動作的調(diào)節(jié)閥。它具有結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、動作可靠等特點。適用于流量變化小、調(diào)節(jié)精度要求不高或儀表氣源供應(yīng)困難的場合。

自力式調(diào)節(jié)閥按其用途可分為：壓力、液位、溫度和流量調(diào)節(jié)閥。目前生產(chǎn)最多的是壓力調(diào)節(jié)閥和氮封閥。

K——壓開型 ，泄壓用，閥前穩(wěn)定；

B——壓閉型 ，穩(wěn)壓用，閥后穩(wěn)定。

19、當(dāng)閥選大了或需方工藝條件變化，使調(diào)節(jié)閥經(jīng)常在小開度下工作，此時有何解決辦法？

1)降低閥上壓差△P

a在閥后加節(jié)流孔板消耗一部分壓降；

b關(guān)小管路上串聯(lián)的手動閥，至調(diào)節(jié)閥獲得較理想工作開度為止；

2)縮小口徑

a換小一檔口徑的閥；

b閥體不變，換小一檔口徑的閥芯、閥座。；

20、試述電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)整體型與非整體型、調(diào)節(jié)型與開關(guān)型、電子式與智能型的含義。

1)整體型又稱一體化，是將電氣控制元件整體組合后裝配在執(zhí)行機(jī)構(gòu)主機(jī)上。反之為非整體型，最早產(chǎn)品均為非整體型。整體型可減少控制室內(nèi)的有關(guān)設(shè)施，還可相對減少控制電纜的芯數(shù)。非整體型常用于空間限制、高溫環(huán)境、有振動影響的場合。

2)調(diào)節(jié)型：接收4~20mA. 1~5V模擬量控制信號通過電氣控制元件使執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出與控制信號成比例關(guān)系的角（直線）位移。

3)開關(guān)型：接收脈沖觸點信號，執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸只能控制在開和關(guān)的兩個極限位置。也可輸出脈沖觸點信號。

4)電子式：將電氣控制元件電子化、集成化。

5)智能型：在電子式的基礎(chǔ)上，增加人機(jī)對話功能，電路從模擬電路升級到數(shù)字電路。特征之一配有外部設(shè)定器對執(zhí)行器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和調(diào)整。

21、為什么說將調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)理解為就是正作用與反作用是錯誤的？

調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥體部件兩部份組成。調(diào)節(jié)閥一般采用氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其作用方式有正作用和反作用兩種。隨信號壓力增大，推桿下移為正作用，反之推桿上移為反作用；

閥體部件分為正裝和反裝兩種。閥桿下移時與閥座間流通截面積減小的稱為正裝式，反之稱為反裝式。

調(diào)節(jié)閥的作用方式分為氣開和氣關(guān)兩種，有信號壓力時調(diào)節(jié)閥關(guān)，無信號壓力時調(diào)節(jié)閥開為氣關(guān)式，反之為氣開式。氣開、氣關(guān)是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正、反作用和閥體部件的正、反裝組合而成，組合方式如下：

執(zhí)行機(jī)構(gòu)（作用） 閥體部件（裝配） 調(diào)節(jié)閥（整機(jī)）

正 正 氣關(guān)

正 反 氣開

反 正 氣開

反 反 氣關(guān)

22、填空

a被調(diào)介質(zhì)流過閥門的相對流量（Q/Qmax）與閥門相對行程（l/L）之間的關(guān)系稱為調(diào)節(jié)閥的流量特性。

b閥前后壓差保持不變時，上述關(guān)系稱為理想流量特性。

c實際使用中，閥前后壓差總是變化的，此時上述關(guān)系稱為工作流量特性。

d理想流量特性取決于閥芯形狀。

e工作流量特性取決于閥芯形狀和配管狀況。

23、根據(jù)下述情況，選擇調(diào)節(jié)閥的流量特性。

a調(diào)節(jié)閥經(jīng)常在小開度下工作時，宜選用等百分比特性。

b二位調(diào)節(jié)應(yīng)選用快開特性。

c當(dāng)被調(diào)介質(zhì)含有固體懸浮物時，宜選用直線特性。

d程序控制應(yīng)選用快開特性。

e在非常穩(wěn)定的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，可選用等百分比或直線特性。

24、一臺氣動薄膜調(diào)節(jié)閥，若閥桿在全行程的50%位置，則流過閥的流量是否也在最大流量的50%處？

不一定，要以閥的結(jié)構(gòu)特性而定。在閥兩端壓差恒定的情況下，如是快開閥，則流量大于50%；如是直線閥，則流量等于50%；如是對數(shù)閥（等百分比閥），則流量小于50%。

25、閥門的直線流量特性與等百分比流量特性各有何優(yōu)缺點？

a同一開度下，直線特性流量大，壓差改變快，故調(diào)節(jié)速度比等百分比特性快。

b從流量的相對變化上看，直線特性小開度變化大，大開度變化小，使得小開度時調(diào)節(jié)作用太快、太強(qiáng)，易產(chǎn)生超調(diào)，引起振蕩；大開度時調(diào)節(jié)作用太慢、太弱，不夠及時靈敏。

而等百分比特性正好彌補了這個缺點，它的流量相對變化是一個常數(shù)，小開度時流量小，流量的變化也小，調(diào)節(jié)平穩(wěn)緩和；大開度時流量大，流量的變化也大，調(diào)節(jié)靈敏有效，因而其適應(yīng)性比直線特性強(qiáng)。

C、由于等百分比特性大部分流量集中在后面，開度70%時，相對流量僅36%，90%時為71%,因此等百分比特性閥的容量不易充分利用，故經(jīng)濟(jì)性差。選閥時，有時會出現(xiàn)選等百分比特性比選直線特性口徑要大一檔的情況，特別是大口徑、特殊材料的閥，選用時更應(yīng)加以考慮。

26、調(diào)節(jié)閥選用

a調(diào)節(jié)前后壓差較小，要求泄漏量小，一般可選用單座閥。

b調(diào)節(jié)低壓差、大流量氣體可選用蝶閥。

c調(diào)節(jié)強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)，可選用隔膜閥、襯氟單座閥。

d既要求調(diào)節(jié)，又要求切斷時，可選用偏心旋轉(zhuǎn)閥。其他有此功能的還有球閥、蝶閥、隔膜閥。

e噪音較大時，可選用套筒閥。

f控制高粘度、帶纖維、細(xì)顆粒的介質(zhì)可選用偏心旋轉(zhuǎn)閥或V型球閥。

g特別適用于漿狀物料的調(diào)節(jié)閥有球閥、隔膜閥、蝶閥等。

綜上所述控制閥如果按行程特點，調(diào)節(jié)閥可分為直行程和角行程；按其所配執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的動力，可以分為氣動調(diào)節(jié)閥、電動調(diào)節(jié)閥、液動調(diào)節(jié)閥三種；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。調(diào)節(jié)閥適用于空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質(zhì)、泥漿、油品等介質(zhì)。英文名：control valve，位號通常FV開頭。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。