調(diào)節(jié)閥的相關(guān)概述

在現(xiàn)代化工廠的自動控制中，調(diào)節(jié)閥起著十分重要的作用，這些工廠的生產(chǎn)取決于流動著的液體和氣體的正確分配和控制。這些控制無論是能量的交換、壓力的降低或者是簡單的容器加料，都需要*某些最終控制元件去完成。最終控制元件可以認為是自動控制的“體力”。在調(diào)節(jié)器的低能量級和執(zhí)行流動流體控制所需的高能級功能之間，最終控制元件完成了必要的功率放大作用。

調(diào)節(jié)閥是最終控制元件的最廣泛使用的型式。其他的最終控制元件包括計量泵、調(diào)節(jié)擋板和百葉窗式擋板(一種蝶閥的變型)、可變斜度的風扇葉片、電流調(diào)節(jié)裝置以及不同于閥門的電動機定位裝置。

盡管調(diào)節(jié)閥得到廣泛的使用，調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的其它單元大概都沒有像它那樣少的維護工作量。在許多系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥經(jīng)受的工作條件如溫度、壓力、腐蝕和污染都要比其它部件更為嚴重，然而，當它控制工藝流體的流動時，它必須令人滿意地運行及最少的維修量。

調(diào)節(jié)閥在管道中起可變阻力的作用。它改變工藝流體的紊流度或者在層流情況下提供一個壓力降，壓力降是由改變閥門阻力或“摩擦”所引起的。這一壓力降低過程通常稱為“節(jié)流”。對于氣體，它接近于等溫絕熱狀態(tài)，偏差取決于氣體的非理想程度(焦耳一湯姆遜效應(yīng))。在液體的情況下，壓力則為紊流或粘滯摩擦所消耗，這兩種情況都把壓力轉(zhuǎn)化為熱能，導致溫度略為升高。

常見的控制回路包括三個主要部分，第一部分是敏感元件，它通常是一個變送器。它是一個能夠用來測量被調(diào)工藝參數(shù)的裝置，這類參數(shù)如壓力、液位或溫度。變送器的輸出被送到調(diào)節(jié)儀表——調(diào)節(jié)器，它確定并測量給定值或期望值與工藝參數(shù)的實際值之間的偏差，一個接一個地把校正信號送出給最終控制元件——調(diào)節(jié)閥。閥門改變了流體的流量，使工藝參數(shù)達到了期望值。

在氣動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器輸出的氣動信號可以直接驅(qū)動彈簧一薄膜式執(zhí)行機構(gòu)或者活塞式執(zhí)行機構(gòu)，使閥門動作。在這種情況下，確定閥位所需的能量是由壓縮空氣提供的，壓縮空氣應(yīng)當在室外的設(shè)備中加以干燥，以防止凍結(jié)，并應(yīng)凈化和過濾。

當一個氣動調(diào)節(jié)閥和電動調(diào)節(jié)器配套使用時，可采用電一氣閥門定位器或電一氣轉(zhuǎn)換器。壓縮空氣的供氣系統(tǒng)可以和用于全氣動的調(diào)節(jié)系統(tǒng)一樣來考慮。

在調(diào)節(jié)理論的術(shù)語中，調(diào)節(jié)閥既有靜態(tài)特性，又有動態(tài)特性，因而它影響整個控制回路成敗。靜態(tài)特性或增益項是閥的流量特性，它取決于閥門的尺寸、閥芯和閥座的組合結(jié)構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)的類型、閥門定位器、閥前和閥后的壓力以及流體的性質(zhì)。

動態(tài)特性是由執(zhí)行機構(gòu)或閥門定位器一執(zhí)行機構(gòu)組合決定的。對于較慢的生產(chǎn)過程，如溫度控制或液位控制，閥的動態(tài)特性在可控性方面一般不是限制因素。對于較快的系統(tǒng)，如液體的流量控制，調(diào)節(jié)閥可能有明顯的滯后，在回路的可控性方面一定要有所考慮。一般只有控制系統(tǒng)的專家才需要關(guān)心調(diào)節(jié)閥的動態(tài)持性，關(guān)于應(yīng)用閥門定位器的正規(guī)考慮，將滿足大多數(shù)調(diào)節(jié)閥裝置的需要。

自動調(diào)節(jié)閥的歷史可追溯到自力式調(diào)壓閥，它包括一個帶有重物桿的球形閥，重物用來平衡閥芯力，從而得到某種程度的調(diào)節(jié)，另一種早期的自力式調(diào)壓閿?shù)男问绞菈毫ζ胶馐秸{(diào)壓閥。工藝過程的壓力用管線接到彈簧薄膜調(diào)壓閥的薄膜氣室上。無論是減壓閥、閥后壓力式調(diào)壓閥或是差壓調(diào)壓閥都筆夠從這種基型閥門的變更而制造出來。

氣動變送器和調(diào)節(jié)器的出現(xiàn)，就必然地導致氣動詞節(jié)閥的應(yīng)用。它們本質(zhì)上是減壓閥或閥后壓力式調(diào)壓閥，改用儀表壓縮空氣來代替工藝過程的流體。現(xiàn)在許多生產(chǎn)減壓閥的公司已經(jīng)發(fā)展成為調(diào)節(jié)閥制造廠。調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用從數(shù)量上和復雜性方面繼續(xù)不斷地得到發(fā)展，許多閥門的閥體和附件的改進可以用來解決各種各樣的問題。 本手冊的意圖是使工程們熟悉調(diào)節(jié)閥的結(jié)紙醉金迷和因素，幫助儀表工程師在應(yīng)用中選用最好的閥體、執(zhí)行機構(gòu)和附件。

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