谈一谈工业调节阀(调节概述及基础知识)(一)

谈一谈工业调节阀(调节概述及基础知识)(一)

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吐槽一下

 工业阀门中,经常用到调节阀,但我很想吐槽一下,调节阀的这个称呼简直太大,覆盖面太广,导致阀门定义上很混乱,经常容易搞错,产生很多问题。
 工业阀门中,不会像液压上的定义,按照压力、流量、方向来划分,“调节”这个词本身就不严谨,调节什么?流量还是压力,换向还是关闭?
调节阀从结构上,大体分为两类:调节流量的默认称为调节阀,液压系统中称之为节流阀,调节压力的并且带反馈的称为自力式调节阀,液压系统中称为减压阀。
 调节压力的竟然还有不带反馈的,适用范围非常窄,我以前不了解的情况下选购了这种,后悔死了,阀门出口没有反馈压力,就简单的一个弹簧,这种阀门,只能用在进出口的是定值的工况,就是设定好,流量和出口压力都不会变的现场,否则就失去了减压的作用。 😪
 吐槽归吐槽,但大家都这么叫,已经形成了一种共识,那我也只能遵守这个规则。

正文:

概述

 调节阀在调节系统中是必不可少的,它是组成工业控制中重要的环节。属于自动化仪表中的执行器大类。

调节阀的结构

 调节阀的结构和作用:调节阀可以简单理解为可以根据控制信号精确控制开口度的阀门。调节阀的结构很多,我这里只描述我们使用最多的两种结构,单座和套筒结构。
 单座结构和套筒结构描述的都是阀芯的一种结构,具体见下图:

对比单座调节阀单座调节阀
外形及结构dz.jpgtt.jpg
优点由于一个阀芯,更容易保证密封性,泄露量小,可以做为切断阀使用1.平衡阀芯稳定性好,精度高2.进一步优化设计,可改为低噪音阀3.允许压差大
缺点不平衡力大,允许的压差小双密封结构、泄露较大

 结论:从结构看,套筒阀规格越大,优势越明显,解决其密封性,使套筒阀变的更加完美,使之在使用上完全替代单座阀。单座阀由于结构简单,价格相对更低一些,目前市场占有率比较大。但我的观点是,为了统一便于管理和积累,我不建议规格划分太多,只考虑一种,套筒阀。出了套筒阀上面的有点以外,套筒阀可以做到全兼容,单座阀,口径超过一定值,就无法满足。但对于极小口径来说,比如小于10mm以内的阀门,甚至是1mm的阀门,单座调节阀会更合理一些。
 调节阀的流量特性:抛物线,直线,百分比
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 根据不同的工况,选择不同的曲线特性,常用的大多都是等百分比和线性,其中百分比最多。
百分比特性,可以使阀门有更好的调节特性,不像快开式的,前段太灵敏,后端太不明显,百分比特性可以保存整个调节段,都比较均称,所以,大多工况都选择用百分比阀芯。
流量曲线的大概走势确定后,那具体对应的阀芯位移对应的不同的流量点的准确性,重要吗?
现在用在调节阀上的系统中,都有流量反馈,操作人员可以根据实际流量数据,进行增大或减小调节阀,来进一步修正流量,所以,有流量反馈的系统中,流量-位移数据表并没有那么重要,这属于人工闭环控制系统
 但对于没有流量反馈的系统来说,就比较重要了,在恒压系统中。可以利用这样的数据表去参考。
 但目前的使用现状,90%的使用用户都会选择流量计进行反馈。
 要想学会调节阀的选型计算必须学习了解行业基础知识

行业基础知识

 流体介质:空气、蒸汽(饱和、非饱和)、液体(水、油)
 压力:相对压力和绝对压力的区别。
 相对压力:海平面压力作为零点,所有的压力,都以海平面为基准的压力。
 一般默认的压力描述,都是相对压力。
 压力的常用表达单位有:MPa、bar、 KPa、Pa 、psi、kg/cm²
 压力和压强误区,准确来说,以上单位都是压强,属于书面表达,压力的描述其实并不严禁,很容易和压力机的力学压力搞混,但人们习惯了称压力,就传递下来了,也就有时候会听到,压力是多少公斤的描述。
 绝对压力:在真空状态下,极限真空为零点,海平面的压力,在这种环境下,压力为1bar,也就是0.1MPa.
 那就可以推导出它们之间的换算,绝对压力=相对压力+0.1MPa
 绝对压力的单位表达,在相对压力单位后面加(A)或A
 需要熟悉压力单位之间的换算:
1MPa=10bar
100KPa=1bar
14.5psi=1bar
1kg/cm²=1bar
 以上关系必须掌握,其他关系,可以接触软件换算。

 阀前压力:阀门前段的压力,注意单位的选择。
 阀后压力:阀门后段的压力,注意单位的选择。
 压差:阀前减去阀后压力的差值
 温度:介质的温度,常温一般默认选择20或25℃
 密度:介质的面对,一般需要查表,但至少要清楚以下两个常用介质的密度.
 水:1000kg/m³
 空气:1.29kg/m³
 流量:单位时间内,流经的液体体积/质量。
 常用单位:
 m³/h、L/min、 T/h、kg/h
 分钟和小时的换算:1h等于60min
 立方和升的换算:1m³=1000L
 吨和公斤的换算:1吨=1000kg
 注意,体积流量和质量流量不可以直接换算,除非加入密度
 体积X密度=质量
 流体能力CV、KV值:
 Cv的定义:介质为水,温度为20℃,压差为1psig时,每分钟流经阀门的流量值为加仑(GPM)
 Kv的定义:介质为水,温度为20℃,压差为1bar时,每小时流经阀门的流量值为立方(m³/h)
 除了Cv之外,尤其是在北美以外的国家,还使用另外两个流量系数KV和AV,其关系如下:
QQ截图20220506141932.jpg
 CV值的计算:
 根据入口压力、压差、流量值以及密度就可以很容易得出Cv值,以下是液体的CV值计算示范:
QQ截图20220506141947.jpg
 可见CV值是很容易计算出来的,前提是,你必须掌握上面描述的知识点。
 基本都属于初中或高中物理知识。
 那调节阀如何出一份像样的计算书呢?请继续查看: 谈一谈工业调节阀(调节阀计算书和选型)(二)
QQ截图20220506143607.jpg

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