技術理論:技術…實用…有趣的自動化工業解決方案
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如何選擇控制閥:詳細指南
當選擇 控制閥,需要考慮許多因素,包括閥門的流動特性、尺寸、噪音水平、氣蝕或閃蒸損壞的可能性、閥體和內部組件的材料、執行器的尺寸和類型及其動態特性。這些因素共同影響閥門的性能和可靠性,確保其滿足應用的特定要求。
目錄
- 3.1 球閥
- 3.2 蝶閥
- 3.3 截止閥
- 3.4 閘閥
- 4.1 氣動執行器
- 4.2 電動執行器
1.了解控制閥的基本功能
選擇 控制閥 就是要了解其根本功能。這些功能通常包括:
- 節流閥和流量控制:閥門應有效調節流量以維持製程穩定性。
- 低流動阻力:閥門完全打開時不應出現湍流或流動阻力,有助於最大限度地減少壓力損失。
- 快速開啟和關閉:閥門必須在緊急情況下快速回應,以確保系統安全。
- 密封性:閥門應防止高壓洩漏,以保護系統及其組件。
- 單向流:閥門必須防止回流,避免對系統造成潛在損壞。
- 壓力控制:閥門應在預設的壓力水平下自動打開,以防止設備損壞。
2. 根據控制運動分類的閥門類型
根據控制運動,控制閥可分為兩大類型:直線運動和旋轉運動。
直線運動閥
線性閥(多迴轉閥):它們採用滑動桿設計,將關閉元件推到開啟或關閉位置,常見於截止閥和閘閥。此類型適用於需要精確流量調節的應用。
旋轉運動閥
四分之一轉閥門:這些閥門透過將閥桿旋轉 90 度來實現完全打開或關閉。常見的類型有球閥、蝶閥。它們的運行速度比線性運動閥更快,使其成為快速開啟/關閉和高流量應用的理想選擇。
3. 常見閥門類型及其應用
執行器是控制閥的關鍵部件,其類型直接影響閥門的性能。執行器可分為兩種主要類型:氣動和電動。
球閥
球閥 是能夠提供緊密密封的快速開啟閥門。當完全打開時,它們會產生最小的湍流或流動阻力。它們被廣泛認為是適合高溫流體應用的高回收率閥門。
- 最佳控制:快速開啟,線性調節。
- 用途:開/關、節流、高溫流體。
- 優點:成本低、流量大、洩漏少、易於四分之一轉操作。
- 缺點:節流特性有限,容易產生氣蝕。
蝶閥
蝶閥 由一個安裝在軸上的圓盤組成,可以旋轉來控制流量。它們被認為是高回收率閥門,因為只有閥瓣阻礙了流路。它們適合於節流而不需要緊密密封。
- 最佳控制:線性、等百分比。
- 用途:開/關或節流服務、頻繁操作、需要低壓降的應用。
- 優點:成本低、維護量輕、流量控制良好。
- 缺點:控制要求扭力高,低流量時容易出現氣蝕。
截止閥
截止閥 具有可移動的圓盤元件,可控制通過球體內固定座的流量。它們可以放置在完全打開和完全關閉之間的任何位置來調節流量。這些閥門適用於高壓降應用。
- 最佳控制:線性、等百分比。
- 用途:精確的流量調節,頻繁的節流操作。
- 優點:高效率精確節流,精準流量控制。
- 缺點:回收率低,流量係數(Cv)相對較低,壓降較高,價格較貴。
閘閥
閘閥 使用線性運動桿打開和關閉閥門,採用平行或楔形閥盤來提供緊密的密封。它們是快速打開或關閉的理想選擇,具有最小的流動阻力。
最佳控制:快速開啟。
用途:全開/全關,無節流,不頻繁操作。
應用:適用於油、氣、空氣、重質液體、蒸氣、不凝性氣體。
優點:處理能力大、關閉嚴密、成本低。
缺點:控制效果較差,低壓降時可能出現氣蝕,不適合節流。
4. 選擇合適的執行器
執行器是控制閥的關鍵部件,其類型直接影響閥門的性能。執行器可分為兩種主要類型:氣動和電動。
氣動執行器
氣動執行器 利用外部控制裝置的空氣訊號進行操作,一般用於活塞執行機構及隔膜執行機構。
- 活塞執行器:用於膜片執行器行程或推力不足的情況。
- 隔膜執行器:將壓縮空氣施加到柔性膜上,以單作用配置操作以實現快速響應。
電動執行器
電動執行器 是利用電輸入訊號產生旋轉運動的馬達驅動設備,旋轉運動轉換為線性運動來調節製程變數。
- 優點:降低營運成本、即時回應時間、精確控制。
- 缺點:如果發生停電,除非有備用電源,否則閥門將保持在最後的位置,這通常比氣動執行器更昂貴。
5.安全功能
選擇執行器時,必須考慮安全功能,例如:
故障關閉/故障開啟功能:當空氣(或控制訊號)發生故障時,閥門將在彈簧壓力下關閉或打開。
氣動閥門的控制動作
- “空中公開賽”:隨著控制訊號值的增加,流量限制減少。
- “空氣關閉”:隨著控制訊號值的增加,流量限制也會增加。
6. 結論
選擇正確的控制閥需要全面評估應用需求、流體特性、閥門類型、執行器選項和安全特性。做出明智的決策可以提高系統效率、確保安全性並提高可靠性。深入了解各種閥門及其特性將有助於優化工業流程、降低營運成本並提高整體生產力。
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