控制閥,工藝控制行業(yè)中最常用的終端控制元件是控制閥??刂崎y調整氣體、蒸汽、水或化學混合物等流動流體,以補償負載干擾,并盡可能接近所需的設定點??刂崎y一般由執(zhí)行機構和閥門組成。根據(jù)執(zhí)行機構使用的動力,控制閥可分為氣動、電動、液動三種,即壓縮空氣、電動控制閥、液體介質(如油)壓力、電磁閥、電子、智能、現(xiàn)場總線控制閥等。
控制閥(圖1)
傳感器將壓力、溫度、流量等信號反饋給調節(jié)器。調節(jié)器將測量信號與設定值進行比較,然后根據(jù)操作結果將控制信號輸出調整閥門開度,實現(xiàn)溫度、壓力、流量等參數(shù)的自動調節(jié)。根據(jù)此定義,閥門必須與傳感器和控制器相匹配(PLC、DCS或簡單的調節(jié)器)形成控制電路(無論是單回路還是多回路),以控制過程變量,稱為控制閥。因此,所有配備執(zhí)行機構的氣動、電動和液動閥都應稱為控制閥,包括電磁閥,因為它們可以與控制系統(tǒng)形成控制電路并實現(xiàn)自動控制。無論它們接收開關量信號還是比例信號,控制原理都是相同的。所有的手動和自力閥都不是控制閥。
控制閥系統(tǒng)作用圖(圖2)
調節(jié)閥實際上是節(jié)流閥。對于節(jié)流閥,其目的是降低壓力和流量,因此它可以有一個直徑明顯小于閥門直徑的閥座。節(jié)流閥的設計是降低直線壓力、流量和溫度,而開關閥的結構允許直線通過流體而不是明顯的壓降。O球閥、蝶閥、管夾閥等。,它們的流阻很小,介質通過時產生的壓降很小,所以適合開關控制,不適合節(jié)流控制。節(jié)流閥需要根據(jù)工藝要求設計合適的流量特性和閥芯和閥座直徑,而不需要開關閥。配備執(zhí)行器的節(jié)流閥是電、氣或液動調節(jié)閥。因此,狹義上,調節(jié)閥僅限于單座閥、雙座閥、套筒閥、角閥、三通閥等節(jié)流閥V類型球閥等有限類型(所以行業(yè)內有手動調節(jié)閥)。
手動調節(jié)閥(圖3)
可以說,所有的調節(jié)閥都是控制閥,但控制閥可能不是調節(jié)閥。至于自力調節(jié)閥,不應包括在控制閥中,因為無論是自力壓力調節(jié)閥、溫度、流量調節(jié)閥,都依靠介質本身的動力驅動閥,控制變量必須手動設置,不能與控制系統(tǒng)形成控制電路。它們應與安全閥、疏水閥、減壓閥、水力控制閥等相結合。
控制閥的基本組成
控制閥一般由執(zhí)行機構、閥門等附件組成。
控制閥結構圖(圖4)
閥門
直通單座閥(GLOBE):體內只有一個閥座和閥芯,結構簡單,密封效果好,閥體類型使用較多,循環(huán)能力差,不平衡大,不適合高壓差和大口徑。
直達單座閥(圖5)
套筒閥(CAGE):一種廣泛使用的閥體類型;內閥蓋與閥座之間增加開口套筒;內部導向,閥芯上有平衡孔,減少不平衡;泄漏量大于單座,不適用于顆粒和污垢介質。
套筒閥(圖6)
角形閥(ANGLE):閥座和密封面結構簡單,密封效果好;一般為底部進出,具有自清潔功能;閥體不易積聚污垢,不易堵塞;適用于控制高粘度介質、高壓差、懸浮物和顆粒物介質;閥芯振蕩不穩(wěn)定。
角形閥(圖7)
三通閥:三通閥與管道連接有三個出入口,合流和分流。
三通閥(圖8)
執(zhí)行機構
控制閥的驅動裝置按能源供應分為氣動、電動和電液。
氣動執(zhí)行機構
一般分為氣動薄膜執(zhí)行機構和氣動活塞執(zhí)行機構。
氣動執(zhí)行機構(圖9)
電動執(zhí)行機構
以電為能源的執(zhí)行器,有電動控制,電磁式。按位移分為:直行程、角行程、多轉式。具有動作迅速、響應快、電源取用方便、傳輸距離遠等特點。
電動執(zhí)行機構(圖10)
電控閥接線圖(圖11)
液動、電液或氣液執(zhí)行機構
主要用于配套大推力、大扭矩、快速響應、安全可靠的裝置和閥門。由于控制的需要,電液執(zhí)行機構被廣泛使用。
液動執(zhí)行機構(圖12)
其他附件
控制閥還可配備各種附件,實現(xiàn)產品本身的各種控制功能;附件可滿足控制系統(tǒng)對閥門的各種特殊要求;附件的作用是使控制閥的功能更加完善、合理、完整。
閥門定位器:用于提高控制閥的調節(jié)性能,實現(xiàn)正確定位。
閥門定位器(圖13)
空氣過濾減壓器:凈化氣源,具有自動穩(wěn)壓功能。
空氣過濾減壓器(圖14)
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