調(diào)節(jié)閥概述

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

    調(diào)節(jié)閥是Z終控制元件的Z廣泛使用的型式。其他的Z終控制元件包括計(jì)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(fēng)扇葉片、電流調(diào)節(jié)裝置以及不同于閥門(mén)的電動(dòng)機(jī)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(méi)有像它那樣少的維護(hù)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(yán)重，然而，當(dāng)它控制流體的流動(dòng)時(shí)，它必須令人滿意地運(yùn)行及Z少的維修量。

    調(diào)節(jié)閥在管道中起可變阻力的作用。它改變流體的紊流度或者在層流情況下提供一個(gè)壓力降，壓力降是由改變閥門(mén)阻力或“摩擦”所引起的。這一壓力降低過(guò)程通常稱為“節(jié)流”。對(duì)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(dǎo)致溫度略為升。

    常見(jiàn)的控制回路包括三個(gè)主要部分，*部分是敏感元件，它通常是一個(gè)變送器。它是一個(gè)能夠用來(lái)測(cè)量被調(diào)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(cè)量給定值或期望值與參數(shù)的實(shí)際值之間的偏差，一個(gè)接一個(gè)地把校正信號(hào)送出給Z終控制元件——調(diào)節(jié)閥。閥門(mén)改變了流體的流量，使參數(shù)達(dá)到了期望值。

    在氣動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器輸出的氣動(dòng)信號(hào)可以直接驅(qū)動(dòng)彈簧一薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)或者活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使閥門(mén)動(dòng)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(dāng)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(guò)濾。

    當(dāng)一個(gè)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)器配套使用時(shí)，可采用電一氣閥門(mén)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(dòng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)一樣來(lái)考慮。

    在調(diào)節(jié)理論的術(shù)語(yǔ)中，調(diào)節(jié)閥既有靜態(tài)特性，又有動(dòng)態(tài)特性，因而它影響整個(gè)控制回路成敗。靜態(tài)特性或增益項(xiàng)是閥的流量特性，它取決于閥門(mén)的尺寸、閥芯和閥座的組合結(jié)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的類型、閥門(mén)定位器、閥前和閥后的壓力以及流體的性質(zhì)。第5章中將詳細(xì)地介紹這些內(nèi)容。

    動(dòng)態(tài)特性是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)或閥門(mén)定位器一執(zhí)行機(jī)構(gòu)組合決定的。對(duì)于較慢的供應(yīng)過(guò)程，如溫度控制或液位控制，閥的動(dòng)態(tài)特性在可控性方面一般不是限制因素。對(duì)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(dòng)態(tài)持性，關(guān)于應(yīng)用閥門(mén)定位器的正規(guī)考慮如第9章中所討論的，將滿足大多數(shù)調(diào)節(jié)閥裝置的需要。

   自動(dòng)調(diào)節(jié)閥的歷史可追溯到自力式調(diào)壓閥，它包括一個(gè)帶有重物桿的球形閥，重物用來(lái)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。過(guò)程的壓力用管線接到彈簧薄膜調(diào)壓閥的薄膜氣室上。無(wú)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(mén)的變更而制造出來(lái)。

   氣動(dòng)變送器和調(diào)節(jié)器的出現(xiàn)，就必然地導(dǎo)致氣動(dòng)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(lái)代替過(guò)程的流體?，F(xiàn)在許多供應(yīng)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(fù)雜性方面繼續(xù)不斷地得到發(fā)展，許多閥門(mén)的閥體和附件的改進(jìn)可以用來(lái)解決各種各樣的問(wèn)題。本手冊(cè)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)用中選用的閥體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和附件。

第二節(jié)  調(diào)節(jié)閥部件的定義

執(zhí)行機(jī)構(gòu)彈簧(Actuafor spring)：引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿移動(dòng)的方向與膜片壓力引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿移動(dòng)的方向相反的彈簧。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿(Actuafor stern)：連在膜片板上的棒狀伸出桿，可方便地與外部連接。

球(Ball)：在球閥中的閥門(mén)截流件。

球閥(Ball Valve)：利用一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的球形截流件的調(diào)節(jié)閥，在球上開(kāi)中心孔，V形口或等窗口，以獲得各種各樣的流量特性。把該零件旋轉(zhuǎn)到適當(dāng)?shù)奈恢茫梢蚤_(kāi)、關(guān)或控制流量。

波紋管密封上閥蓋(Bellows Seal Bounet)；采用波紋管密封，以防止被控制的流體沿著閥芯桿泄漏出來(lái)的上閥蓋。

上閥蓋（Bonnet)：上閥蓋組合件的主要部分，不包括密封裝置。

上閥蓋組合件（Bonnet Assembly）：包括閥芯桿移動(dòng)穿過(guò)的零件和防止沿著閥桿上泄漏出來(lái)的密封裝置的組合件。它通常用于安裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由填料或波紋管構(gòu)成防泄漏密封。一個(gè)上閥蓋組合件可包括一個(gè)填料注油器組合件，它可帶或不帶隔斷閥。散熱片或伸長(zhǎng)型上閥蓋可以用來(lái)在閥體和密封裝置之間保持一個(gè)溫度差。

下法蘭（Bonnet Flange)：該零件用于封閉開(kāi)在上閥蓋對(duì)面的閥體的接口。做為三通閥使用時(shí)，這可供連接附加的流路。它可以包括一個(gè)導(dǎo)向襯套，然而做為三通閥時(shí)也可以帶一個(gè)閥座。

蝶閥（Butterfly Valve)：利用一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的閥盤(pán)或閥板做閥門(mén)截流件的一種調(diào)節(jié)閥。

套筒（Cage）：為一個(gè)空心圓筒形的閥內(nèi)件的零件，在閥芯移動(dòng)與閥座環(huán)對(duì)準(zhǔn)時(shí)起導(dǎo)向作用，并把閥座環(huán)固定在閥體上。套筒的筒壁上往往開(kāi)一些孔，開(kāi)孔的形狀決定了調(diào)節(jié)閥的流量特性。

中間閥體（Center Valve Body)：處于上、下閥體之間的位置以提供另*路接口，如在三通閥中用于和另一個(gè)流路連接。

壓塊（Compressor）：隔膜閥的閥桿組合件中的一個(gè)零件，它把隔膜壓向含辛茹苦體內(nèi)向上突起的腹部，使流體節(jié)流。

調(diào)節(jié)閥（Control Valve）：一種帶有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)定位的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥門(mén)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)外部信號(hào)的大小成比例地推動(dòng)閥門(mén)截流件移動(dòng)至相應(yīng)的位置。調(diào)節(jié)閥上執(zhí)行機(jī)構(gòu)的能源由單獨(dú)的動(dòng)力源供給。

氣缸（Cylinder)：供活塞移動(dòng)的氣室。

膜片（Diaphragm）：是一種撓性的壓力敏感元件，它把力付給膜片板和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推桿。

隔膜（在隔膜閥中）（Diaphragm）：是隔膜閥中的截流件，如桑德斯（Saunders）型隔膜閥，它對(duì)流量提供了一個(gè)可變的節(jié)流。

薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)（Diaphragm Actuator）：利用流體的壓力作用在膜片上所產(chǎn)生的力去推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)推相的一個(gè)組合件，為了定位和執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿的返回，它可以有彈簧，也可以沒(méi)有彈簧。

膜片盒（Diaphragm Case）：用于固定膜片，并建立一個(gè)或二個(gè)壓力氣室的盒子，它包含上、下兩個(gè)部分。

薄膜調(diào)節(jié)閥（Diaphragm Control Valve ）：由膜片或彈簧——膜片執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的調(diào)節(jié)閥。

膜片板（Diaphragm Plate）：膜片上的同心板，用于向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推桿傳遞推力。

隔膜板（Diaphragm Valve):利用撓性隔膜做為閥門(mén)截流件的一種調(diào)節(jié)閥，隔膜向下壓使流體受到節(jié)流。

正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)（Direct Actuator)：一種薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其膜片上的壓力增加時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿向外伸出。

滑盤(pán)（Disc）：在滑閥的流通口中產(chǎn)生可變阻力的截流件。

閥盤(pán)（Disc）：在蝶閥的流通口中產(chǎn)生可變阻力的截流件，有時(shí)稱為擋板。

伸長(zhǎng)型上閥蓋(Extension Bonnet)：在填料函組合件與上悶蓋法蘭之間有一伸長(zhǎng)部分的。上閥蓋，用于熱或冷的介質(zhì)。

球形閥(Globe Valve)：是調(diào)節(jié)閥的一種基本的型式，它是從閥體形狀像個(gè)圓球而得名, 通常使用閥芯嫩為閥門(mén)的截流件。

導(dǎo)向襯套(Guide Bu shing)：在上閥蓋、下法蘭或閥體中用以校準(zhǔn)閥芯對(duì)悶廖環(huán)的移動(dòng)的襯套。一個(gè)閥芯的導(dǎo)向可以由上閥蓋或下法蘭的內(nèi)部零件來(lái)完成，或者是由一個(gè)閥座的的伸長(zhǎng)部分或一個(gè)套筒來(lái)導(dǎo)向。

進(jìn)入口(Inlet Port)：直接與流體系統(tǒng)的上游側(cè)相連接的流通口。

隔斷閥(Isolating Va]re)：在填料注油器和填料函之間的一個(gè)手動(dòng)操作閥，用以切斷從注油器來(lái)的流體壓力。

下閥體(Lower Valve Body)：閥門(mén)內(nèi)部零件的一半殼體，它有和一個(gè)流體管線連接的接口。例如，分離式閥體的一半殼體。

注油器(Lubricator)：見(jiàn)填料注油器組合件的說(shuō)明。

流出口(Outlet Port)：直接與流體系統(tǒng)的下游側(cè)相連接的流通口。

填料函組合件(Packing Box Assembly)：用于密封，防止沿著閥芯桿泄漏的上閥蓋組合件的一部分，它包括下列的全部或者部分的各種組合：

a，填料

b．填料螺母

c。填料壓蓋

d。套環(huán)

e．填料彈簧

f．填料法蘭

g。填料法蘭用雙頭螺栓或螺栓

h．填料法蘭用螺母

i．填料環(huán)

j．填料墊環(huán)

k。氈墊環(huán)

填料注油器組合件(Packing Imbricafor Assembly)：上閥蓋組合件的任選部分，用于向填料函注入潤(rùn)滑劑。

活塞(Piston)：可移動(dòng)的、對(duì)壓力易起反應(yīng)的元件，它把力傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推桿。

活塞式執(zhí)行饑構(gòu)(Piston Actuator)：流體壓力操作活塞和氣缸組合件，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推桿位置與操作流體的壓力成比例。

滑板(Plate)：插入滑閥的閥體中的隔板，用以形成一個(gè)閥體的流通口。

閥口導(dǎo)向(Port Guided)：閥芯的移動(dòng)由閥體的流通口或僅由閥口的導(dǎo)向來(lái)校準(zhǔn)的一種導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。

帶散熱片的上閥蓋(Radiation Fin Bonnet)：帶翅片的上閥蓋，用于減少閥體與填料函組合件之間的熱傳導(dǎo)。

擋圈(Retaining Ring)：一種對(duì)開(kāi)環(huán)，用于固定上、下閥體的活套法蘭。

反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)(Reverse Actuator)：當(dāng)摸片上的壓力增加時(shí)，執(zhí)行機(jī)掏上的推桿向里面縮回的薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

橡皮套(Rubber B00t)：類似子彈性渡紋蓄的保護(hù)裝置，用于防止閥桿的磨損。

閥座(Seat)：閥座環(huán)或閥體的一部分，一個(gè)閥芯與其接觸，使閥關(guān)閉。

閥座環(huán)(Seat Ring)：放置在閥體中用以形成閥體流通口的一個(gè)獨(dú)立零件。

活套法蘭(Separable Flange)：一種可拆卸的法蘭，是閥體與流體管道連接的管件，它通常用擋圈來(lái)保持其位置。

分離式閥體組合件(Split Valve BodyAssembly)：由上闋體、下閥體及閥內(nèi)件構(gòu)或的組合件，也可以包括一個(gè)中間閥體，如在一個(gè)三通閥用來(lái)和另一個(gè)流路相連接。

彈簧調(diào)整器(Spring Adjustor)：一個(gè)管件，通常用螺紋連接在閥桿上，或者固定在支架上，用以調(diào)整彈簧的壓縮量。

彈簧座(spring Seat)：一塊托住彈簧的板，并提供與彈簧調(diào)整器接觸的平面。

推桿閥桿連接器(Stern Connec"-Or)：是一砷壓緊的連接頭，其兩端分別與執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿及閥桿相連接。

閥桿導(dǎo)向(stem．Guided)：頂部導(dǎo)向的一個(gè)特例，由閥桿的導(dǎo)向作用來(lái)校準(zhǔn)閥芯。

頂部導(dǎo)向0(Top Guided)：是一種單導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，閥芯用閩體與上閥蓋相鄰處的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)來(lái)校準(zhǔn)，或是用在上閥蓋中的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)來(lái)校準(zhǔn)。

頂?shù)讓?dǎo)向(Top And：Bottom Guided)：閥芯的移動(dòng)用在閥體或上閥蓋中的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和下法蘭中的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)來(lái)校準(zhǔn)。

頂部和閥口導(dǎo)向(Top And Pot：Guide)：閥芯的移動(dòng)用在上閥蓋或閥體中的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和閥口的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)來(lái)校準(zhǔn)。

行程指示器(Travel Indicator)：一個(gè)指針，固定在推桿閥稈連接器的附近，用于指示閥芯的位置。

行程指示器刻度板(Travel Indicator Scale)：固定在支架上的刻度板，用于指示閥門(mén)的行程。

閥內(nèi)件(Trim)：除閥體、上閥蓋組臺(tái)等及下法蘭外的閥體組合件部分，它暴露在流體介質(zhì)中，并與管線中的流體相接色。閥內(nèi)件通常包括閥座環(huán)、閥扦、閥芯、閥芯導(dǎo)向、導(dǎo)向襯套及套筒，但不僅于這些。

上閥體(Upper Valve Body)：分離式閥體一半殼體，它包含閥的內(nèi)部零件及一個(gè)流路的連接口，通常還包括防止閥桿泄漏的密封裝置及安裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)施。

閥體(Valve Body)：有進(jìn)、出流路連接口的閥門(mén)殼體，幾種常用的閥體如下。

a．單座閥有一個(gè)閥座和一個(gè)閥芯。

b．雙座閥有兩個(gè)閥座和一個(gè)閥芯。

c．兩通閥有兩個(gè)流路連接口——一個(gè)進(jìn)口，一個(gè)出口。

d．三通閥有三個(gè)流路連接口，兩個(gè)進(jìn)口，一個(gè)出口(合流或混流式)；或是一個(gè)進(jìn)口，兩個(gè)出口(分流式)。

閥體組合件(Valve Body Assembly)：一個(gè)由閥體、上閥蓋組合件、下法蘭及閥內(nèi)件組成的組合件。閥內(nèi)件包括一個(gè)閥芯，它開(kāi)啟、關(guān)閉或部分遮斷一個(gè)或幾個(gè)閥座流通口。

閥門(mén)截流件(Valve Closure Member)：閥門(mén)中用于關(guān)閉、開(kāi)啟或控制流量的那一部分。

閥芯(Valve Plug)：提供在閥座流通口上可變阻力的一個(gè)可移動(dòng)的零件。

閥芯導(dǎo)向(Valve Plug Guide)：在閥座環(huán)、上閥蓋、下法蘭中或者是其中的任意兩種中。用于校準(zhǔn)閥芯移動(dòng)的部分。

閥芯桿(Valve Plug Stem)：從上閥蓋組合件中伸出的桿，用于決定閥芯的位置。

閥板(Vane)：在蝶閥的流通口中提供可變阻力的截流件，有時(shí)稱為閥盤(pán)。

支架(Yoke)：用來(lái)把膜片盒牢固地支撐在上閥蓋組合件上的構(gòu)件。