控制閥類型的選擇

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4控制閥類型的選擇控制閥的選擇
    之前介紹減壓閥入口壓力小于設定值，現在介紹控制閥按調節儀表的控制信號，直接控制流體的流量，在過程控制系統中起著十分重要的作用。過程控制系統的調節器、變速器等儀表，使用條件比直接與流體接觸的控制閥要簡單的多；因此，應根據使用工況和用途來選擇控制閥。為了成功的實現過程自動化，重要的是要確保閥門自身能夠滿足過程及管道內介質的特殊要求。通常生產過程和工藝介質能夠決定閥門的種類，閥芯的類型以及閥內件和閥門的結構和材料。閥門選擇好后接下來就要考慮自動化的要求即執行機構的選擇。可以簡單的按兩種基本的閥門操作類型來考慮執行機構。
1、旋轉式閥門（單回轉閥門），這類閥門包括：旋塞閥、球閥、蝶閥以及風門或擋板。這類閥門需要已要求的力矩進行90度旋轉操作的執行機構
2、多回轉閥門，這類閥門可以是非旋轉提升式閥桿或旋轉非提升式桿，或者說是他們需要多轉操作去驅動閥門到開或關的位置。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,水減壓閥這類閥門包括：直通閥（截止閥）、閘閥、刀閘閥等。作為一種選擇，直線輸出的氣動或液動氣缸或薄膜執行機構也開來驅動上述閥門。
目前共有四種類型的執行機構，它們能夠使用不同的驅動能源，能夠操作各種類型的閥門。
1、電動多回轉式執行機構
電力驅動的多回轉式執行機構是常用、可靠的執行機構類型之一。使用單相或三相電動機驅動齒輪或蝸輪蝸桿后驅動閥桿螺母，閥桿螺母使閥桿產生運動使閥門打開或關閉。多回轉式電動執行機構可以快速驅動大尺寸閥門。為了保護閥門不受損壞，安裝在在閥門行程的終點的限位開關會切斷電機電源，同時當安全力矩被超過時，力矩感應裝置也會切斷電機電源，位置開關用于指示閥門的開關狀態，安裝離合器裝置的手輪機構可在電源故障時手動操作閥門。
這種類型執行機構的主要優點是所有部件都安裝在一個殼體內，在這個防水、防塵、防爆的外殼內集成了所有基本及的功能。主要缺點是，當電源故障時，閥門只能保持在原位，只有使用備用電源系統，閥門才能實現故障安全位置（故障開或故障關）
2、電動單回轉式執行機構
這種執行機構類似于電動多回轉執行機構，主要差別是執行機構終輸出的是1/4轉記90度的運動。新一代電動單回轉式執行機構結合了大部分多回轉執行機構的復雜功能，例如：使用非進入式用戶友好的操作界面實現參數設定與診斷功能。
單回轉執行機構結構緊湊可以安裝到小尺寸閥門上，通常輸出力矩可達800公斤米，另外應為所需電源較小，它們可以安裝電池來實現故障安全操作。
3、流體驅動多回轉式或直線輸出執行機構
這種類型執行機構經常用于操作直通閥（截止閥）和閘閥，它們使用氣動或液動操作方式。結構簡單，工作可靠，很容易實現故障安全操作模式。
通常情況下人們使用電動多回轉執行機構來驅動閘閥和截止閥，只有在無電源時才考慮使用液動或氣動執行機構。
4、流體驅動單回轉式執行機構
氣動、液動單回轉執行機構非常通用，它們不需要電源并且結構簡單，性能可靠。它們應用的領域非常廣泛。通常輸出從幾公斤米到幾萬公斤米。它們使用氣缸及傳動裝置將直線運動轉換為直角輸出，傳動裝置通常有：撥叉、齒輪齒條，杠桿。齒輪齒條在全行程范圍內輸出相同力矩，它們非常適用于小尺寸閥門，撥叉具有較率在行程起點具有高力矩輸出非常適合于大口徑閥門。氣動執行機構一般安裝電磁閥、定位器或位置開關等附件來實現對閥門的控制和監測。
    選擇控制閥的項目有：控制閥類型、控制閥作用方式、控制閥流量特性、控制閥的密封性能（內漏、外漏），控制閥的公稱尺寸DN( NPS)、控制閥的公稱壓力PN( Class)、控制閥的材料，控制閥與管道連接方式等，深入研究各個項目和它們之間的相互關系是極其重要的。
    選擇控制閥必須已知過程控制系統的各種工藝參數，以及調節儀表、管道連接等基本條件，才能正確地選擇控制閥。

4.1控制閥類型的選擇
4 1.1控制閥結構型式的選擇
4.1.1.1  從使用功能上選擇控制閥
    (1)控制功能
    ①要求控制閥的動作平穩；
    ②開度比較小時調節性能好；
    ③選擇好所需的流量特性：
    ④滿足固有可調比：
    ⑤阻力小、流通能力強；
    ⑥調節速度快。
    (2)泄漏量與切斷壓差
    這兩者是不可分割、互相關聯的兩個因素，泄漏量應滿足工藝要求，且有密封面可靠性的保護措施；切斷壓差（控制閥關閉時的壓差）必須提出．讓所選控制閥有足夠的輸出力來克服，否則會導致選擇抗行機構過大或過小。
    (3)防堵
    控制閥所通過的流體即使是清潔的，也存在堵塞問題，這是由于管路內的焊渣、氧化皮等臟物被流體帶入控制閥內，造成堵塞，所以應考慮控制閥的防堵性能。通常角行程控制閥比直行程控制閥防堵性能好得多，故易堵塞的場合建議選用角行程控制閥。
    (4)耐蝕
    包括耐沖蝕、汽蝕、腐蝕，主要涉及控制閥材料的選擇和閻座、閥芯的表面處理，同時涉及經濟性問題。應該選擇控制閥具有良好的抗腐蝕性，且價格合理。
    (5)耐壓與耐溫
    這涉及控制閥的公稱壓力PN(Class)、工作溫度的選擇。主要是恰當的選擇控制閥的殼體材和內件材料。如灰鑄鐵高工作壓力為1.6 MPa、高工作溫度為200℃；球墨鑄鐵高工作壓力為4．o LVIPa．高工作溫度為300℃；碳素鋼的高工作壓力為42．o MPa，高工作溫度為425℃；奧氏體不銹鋼的高工作壓力為42．o MPa，工作溫度范圍為
  196℃-538℃；耐熱鋼（鉬的質量分數不少于o．4%的鉬鋼及鉻鉬鋼）高工作壓力為42.0 MPa、高工作溫度為570℃。

4 1.1.2綜合經濟效果確定控制閥類型
    在滿足上述使用功能的要求中，適用的控制閥有幾類，此時便應綜合經濟效果確定某一控制閥類型。為此，至少應考慮以下四個問題。
    ①高的可靠性；
    ②使用壽命長；
    ③維修方便，有足夠的備品備件：
    ④產品性能價格比適宜。

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4.1.1.3順序
    根據控制閥的功能優劣和上述原則，控制閥的選擇順序如下：
    全功能超輕型控制閥葉V形開口球閥一蝶閥一套筒控制閥葉單座控制閥一雙窿控制閥-偏心旋轉閥+o形球閥一角式控制閥一三通閥一隔膜閥。與本產品相關論文：水輪機減壓閥