作 者： 王德輝，郭海俠，蔣學(xué)華
摘 要： 論述了調(diào)壓閥的型號選擇在過程控制中的重要意義及調(diào)壓閥的原理，對調(diào)壓閥結(jié)構(gòu)形式和原材料、總流量特點(diǎn)、調(diào)壓閥規(guī)格、協(xié)助設(shè)備、功效方法、執(zhí)行器等六大型號選擇標(biāo)準(zhǔn)開展了關(guān)鍵闡述。
1 調(diào)壓閥型號選擇的必要性

調(diào)節(jié)閥門在過程控制中的功能是接納控制器或電子計算機(jī)的調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)信號，更改被調(diào)物質(zhì)的總流量，使被調(diào)主要參數(shù)保持在所需求的范疇內(nèi)，進(jìn)而做到生產(chǎn)過程自動化技術(shù)。

調(diào)節(jié)閥門是自動控制系統(tǒng)中的電動執(zhí)行器，它的運(yùn)用品質(zhì)立即反映在操作系統(tǒng)的調(diào)整質(zhì)量上。做為過程控制中的終端設(shè)備元器件，大家對它的必要性較以前擁有升級的了解。調(diào)節(jié)閥門運(yùn)用的優(yōu)劣，除設(shè)備本身品質(zhì)、客戶是不是恰當(dāng)組裝、應(yīng)用、維護(hù)保養(yǎng)外，恰當(dāng)?shù)販y算、型號選擇十分關(guān)鍵。因為測算型號選擇的出錯，導(dǎo)致系統(tǒng)軟件開開關(guān)關(guān)，有的乃至沒法投入使用，設(shè)計方案工作人員應(yīng)當(dāng)了解閥在現(xiàn)場的必要性，務(wù)必對調(diào)節(jié)閥門的型號選擇高度重視，尤為重要。

2 調(diào)壓閥的原理

要恰當(dāng)型號選擇務(wù)必了解調(diào)壓閥的原理，調(diào)壓閥與填料一樣是一個部分摩擦阻力元器件。調(diào)壓閥的節(jié)流閥總面積可以由閥心的挪動來更改，因而是一個可變的節(jié)流閥元器件。因而可以把調(diào)壓閥仿真模擬成節(jié)流閥件填料的方式。針對不能縮小液體，依據(jù)伯努利方程，調(diào)壓閥的總流量方程式為：

P₁/ρg V₁²/2g=P₂/ρg V₂²/2g；

V₁，V₂—節(jié)流閥前后左右速率；
P₁，P₂—節(jié)流閥前后左右工作壓力；
A ——節(jié)流閥總面積；
Q ——總流量；
ζ——阻力系數(shù)；
g ——重力加速度；
ρ——流體密度。

當(dāng)調(diào)壓閥的規(guī)格一定時即調(diào)壓閥兩邊壓力差（P₁-P₂）不會改變時，總流量Q隨阻力系數(shù)而轉(zhuǎn)變。降低，Q擴(kuò)大。

3 調(diào)壓閥型號選擇的標(biāo)準(zhǔn)

調(diào)壓閥由執(zhí)行器和閘閥兩部份構(gòu)成，調(diào)壓閥型號選擇需遵循下邊的標(biāo)準(zhǔn)：

3.1 依據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，挑選適宜的結(jié)構(gòu)形式和原材料

3.1.1 依據(jù)閥的油路板的結(jié)構(gòu)形式可分成單閥閥、雙坐閥、三角閥、三通閥、軸力旋轉(zhuǎn)閥、碟閥、閥門、氣動蝶閥等。

挑選閘閥以前，要對操縱全過程的物質(zhì)、加工工藝標(biāo)準(zhǔn)和主要參數(shù)開展仔細(xì)的剖析，搜集充足的數(shù)據(jù)信息，掌握對系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥門的規(guī)定?？梢詮南铝幸恍用婵紤]到：

1）閥心的形態(tài)構(gòu)造關(guān)鍵依據(jù)所挑選的總流量特點(diǎn)和不平衡感等原因考慮到。
2）抗磨損性，當(dāng)液體物質(zhì)是帶有濃度較高的磨損性顆粒物的溶液時，閥心、高壓閘閥連接面每一次關(guān)掉都是會遭受比較嚴(yán)重磨擦。因而閘閥流路要光潔、閥的里面資料要光潔。
3）抗腐蝕，因為物質(zhì)具備腐蝕，在能達(dá)到調(diào)整作用的情形下，應(yīng)盡可能挑選簡潔的閘閥。
4）物質(zhì)的環(huán)境溫度、工作壓力，當(dāng)物質(zhì)的環(huán)境溫度、工作壓力高且轉(zhuǎn)變大時，應(yīng)取用閥心和高壓閘閥的原材料受環(huán)境溫度、工作壓力轉(zhuǎn)變小的閘閥。
5）避免閃蒸和空蝕閃蒸和空化，只造成于液態(tài)物質(zhì)。閃蒸和空蝕不但危害流量系數(shù)的測算，還會繼續(xù)產(chǎn)生震動和噪音，使閘閥的采用的使用壽命減短。

如：套筒閥與軸力旋轉(zhuǎn)閥在震動和噪音比較大的場所采用套筒閥適合，而物質(zhì)有粘性或含有細(xì)微顆粒物時，則采用軸力旋轉(zhuǎn)閥較適合。

3.1.2 原材料的挑選

調(diào)節(jié)閥門的各種零部件，尤其是與加工工藝液體觸及的油路板與閥內(nèi)部件、原材料的恰當(dāng)挑選與調(diào)節(jié)閥門的構(gòu)造形式和公稱直徑管徑的挑選一樣關(guān)鍵。挑選調(diào)節(jié)閥門原材料務(wù)必考慮到下列每個要素。

1）液體的負(fù)擔(dān)和氣溫對資料的危害。
2）液體腐蝕對資料的危害。
3）液體的空蝕狀況和沙漿液體對資料的危害。
4）從構(gòu)造上考慮到，原材料組用是不是有什么問題。

閥體材料的選用一般高過管路原材料；

a）在高溫狀況下，務(wù)必綜合考慮持續(xù)高溫抗壓強(qiáng)度、持續(xù)高溫下的合金成分轉(zhuǎn)變及耐蝕性問題。一般帶有碳素鋼原材料：鉻、鎳、鉬等。
b）超高壓高溫下，鋼遭受氡氣的腐蝕，一般會導(dǎo)致滲碳狀況，造成脆裂（常稱氫脆）。鋼中添加鉻、鎳、鉬等因素后，它與是碳元素融合，可提升鋼的抗氫腐蝕。
c）在選超低溫原材料時，要綜合考慮超低溫沖擊性值，還需要考慮到原材料在較低溫度下發(fā)生延展性降低的問題。奧式不銹鋼板的超低溫物理性能相對穩(wěn)定，常常選用。（304、316L）
d）當(dāng)液體是液態(tài)，尤其是開水時，務(wù)必綜合考慮原料的耐汽蝕問題。尤其是液體的環(huán)境溫度超過100℃時，最好用鉬鋼。
e）耐腐蝕材料一般有不銹鋼板、20#碳素鋼、哈式鋁合金等。

閥內(nèi)部件原材料一般用304、316等不銹鋼板，有時候依據(jù)特殊情況開展固化解決。

常溫下、自然壓差不做硬底化解決，但高壓閘閥規(guī)定高精度、泄漏小，也應(yīng)考慮到硬底化解決。

方式 有：熱處理工藝、噴焊硬底化層、表層硬度解決等

3.2 依據(jù)加工工藝目標(biāo)的特性，挑選調(diào)節(jié)閥的總流量特點(diǎn)。

調(diào)壓閥總流量特點(diǎn)的挑選，調(diào)壓閥的總流量特點(diǎn)就是指物質(zhì)穿過閘閥的相對性總流量與偏移（閘閥的相對性開啟度）間的關(guān)聯(lián)，理想化總流量特點(diǎn)具體有平行線、等百分?jǐn)?shù)（對數(shù)）、雙曲線和快開等4種，常見的理想化總流量特點(diǎn)僅有平行線、等百分?jǐn)?shù)（對數(shù)）、快開三種。雙曲線總流量特點(diǎn)處于平行線和等百分?jǐn)?shù)中間，一般可以用等百分?jǐn)?shù)特點(diǎn)來替代，而快開特點(diǎn)主要運(yùn)用于二位調(diào)整及系統(tǒng)控制中，因而調(diào)壓閥特點(diǎn)的挑選事實上是垂直和等比例總流量特點(diǎn)的挑選。

調(diào)壓閥總流量特點(diǎn)的選用可以根據(jù)概念測算，但常用的辦法和方程式都很繁雜。挑選的基本準(zhǔn)則是；

1）線形總流量特點(diǎn)

a）壓力差轉(zhuǎn)變小，幾乎穩(wěn)定；
b）液位儀時間常數(shù)調(diào)整系統(tǒng)軟件；
c）關(guān)鍵影響為給出值的總流量、環(huán)境溫度調(diào)控系統(tǒng)軟件。

全部體系的的壓力損害絕大多數(shù)分派在閥上（開啟度轉(zhuǎn)變，閥上壓力差轉(zhuǎn)變相比較小。大部分采用等比例總流量特點(diǎn)。

2）等比例總流量特點(diǎn)

a）規(guī)定大的可調(diào)節(jié)范疇；
b）管路系統(tǒng)軟件工作壓力損害大；
c）開啟度轉(zhuǎn)變、閥上壓力差轉(zhuǎn)變相對性比較大；
d）總流量、工作壓力、環(huán)境溫度時間常數(shù)調(diào)整系統(tǒng)軟件；
e）關(guān)鍵影響為給出值的工作壓力調(diào)整系統(tǒng)軟件；
f）各種各樣調(diào)整系統(tǒng)軟件。

3.3 依據(jù)加工工藝實際操作主要參數(shù)，挑選適宜的調(diào)壓閥規(guī)格尺寸

調(diào)壓閥規(guī)格的選取和明確關(guān)鍵根據(jù)閥的商品流通工作能力即Cv。在各類工程項目的儀表設(shè)計和型號選擇時，都需要對調(diào)壓閥開展Cv測算，并給予調(diào)壓閥設(shè)計說明。

從調(diào)壓閥的Cv測算到閥的規(guī)格明確，一般須經(jīng)下列流程：

1）測算總流量的明確。目前的生產(chǎn)量、機(jī)器設(shè)備負(fù)載及物質(zhì)的情況，決策測算總流量的Qmax和Qmin。

2）閥前后左右壓力差的明確。依據(jù)已選用的閥總流量特點(diǎn)及系統(tǒng)軟件特性選中S（阻力系數(shù)），再明確測算壓力差。

3）測算Cv。依據(jù)所調(diào)整的物質(zhì)挑選適宜的計算方法和數(shù)據(jù)圖表，求取Cmax和Cmin。

液態(tài)：a）Cv值計算方法為：

式中：Q=較大總流量m³/h
G=比例（水=1）
P₁=進(jìn)口的工作壓力Kgf/cm²
P₂=出入口工作壓力Kgf/cm²

上邊的公式計算只適用液體流動性呈流場情況，或流阻大的場所，液體貼近層.流或流阻小的場所，以上公式計算務(wù)必開展黏度調(diào)整。

當(dāng)飽和溫度的開水或是貼近飽和溫度的開水，流過調(diào)壓閥節(jié)流閥口工作壓力會減少，調(diào)壓閥出入口的水里很有可能會出現(xiàn)水蒸汽。在這里流動性標(biāo)準(zhǔn)下，液態(tài)流動性的運(yùn)動定律就不會再是合理的。調(diào)壓閥的CV值的測算就必須調(diào)整。在這樣的情況下，應(yīng)按以下流程開展：

△T<2.8℃（5 ⁸/）△P_C=0.06×P₁ 2）
△T>2.8℃（5 ⁸/）△P_C=0.9×（P₁×P_S） 3）

△T=在入口工作壓力下的液態(tài)飽和溫度與進(jìn)口的環(huán)境溫度之差。
△P_C=測算總流量用的容許壓力差（Kgf/cm²）
P_S=進(jìn)口的環(huán)境溫度下液態(tài)的肯定飽和壓力（Kgf/cm² abs）

僅有當(dāng)公式計算2）或3）測算出△P_C的低于調(diào)壓閥上的具體壓力差△P時，公式計算1）務(wù)必用△P_C替代△P；

除水之外的其他液態(tài)，一般的測算方法是測算出閃蒸的比例，隨后各自估算出液態(tài)和廢氣的Cv值，她們之和做為數(shù)值。閃蒸的比例：

X=(i₁-i₂)/r²=C_p(T₁-T₂)/r²

i₁ 進(jìn)口的環(huán)境溫度T₁下的發(fā)熱量（Kal/kg）；
i₂ 出入口工作壓力P₂的飽和溫度（T₂）下的發(fā)熱量（Kal/kg）；
r₂ 出入口工作壓力P₂的飽和溫度（T₂）下的汽化熱（Kal/kg）；

C_p=（T₁ T₂）/2 的液態(tài)比熱容（Kal/kg）

b）汽體計算方法：汽體在△P≥P₁/2情況時，汽體的流動速度做到音速，總流量會做到飽和。壓力差再擴(kuò)大，總流量也不會提升了。因而分成2種狀況探討：

△P<P₁/2和△P≥P₁/2，
△P<P₁/2，

Q ：較大總流量，比例（氣體=1），
T ：液體環(huán)境溫度（℃），
P₁：進(jìn)口的絕壓（Kgf/cm²），
P₂：進(jìn)口的絕壓（Kgf/cm²）；△P=P₁-P₂

c）水蒸氣計算方法

△P<P₁/2和△P≥P₁/2，
△P<P₁/2，

P₁：進(jìn)口的絕壓（Kgf/cm²），
P₂：進(jìn)口的絕壓（Kgf/cm²）；△P=P₁-P₂較大總流量（kg/hr）

d）其他水蒸氣的計算方法：

當(dāng)P₂<P₁/2時，運(yùn)用P₁/2替代△P；V₂用P₁/2相對性應(yīng)的值。

W：較大總流量（Kg/hr）
V₁：在入口工作壓力P₁下蒸氣比容（cm³/gr at P₁）
V₂：在出入口工作壓力P₂下蒸氣比容（cm³/gr at P₂）
P₁：進(jìn)口的絕壓（Kgf/cm²）
P₂：進(jìn)口的絕壓（Kgf/cm²）；△P=P₁-P₂

4）采用Cv。

測算出較大總流量、正常的總流量、最少總流量相匹配的流量系數(shù)C_max、C_nor，C_min后，依據(jù)已確認(rèn)的調(diào)壓閥的型號選擇，在該系列產(chǎn)品中調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)中不小于最貼近在此C_max值的一個，做為最后確定的流量系數(shù)C₁₀₀。

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5）調(diào)壓閥開啟度檢算。

一般規(guī)定較大測算總流量時的開啟度≯90%，正常的總流量的開啟度在50～80%范疇內(nèi)工作中。最少測算總流量時的開啟度≮10%。

6）調(diào)壓閥具體可調(diào)式比的檢算。

一般規(guī)定具體可調(diào)式比≮10。閥的最少Cv值應(yīng)在原有的可調(diào)式范圍內(nèi)，事實上大部分調(diào)壓閥操縱液體時，開啟度轉(zhuǎn)變、閥上壓力差也對應(yīng)轉(zhuǎn)變。開啟度與總流量中間的原有總流量特點(diǎn)變成了具體的總流量特點(diǎn)，可調(diào)式范疇也縮小了。假如要使閥在更小的開啟度范疇內(nèi)工作中，應(yīng)挑選可調(diào)式范疇大的調(diào)壓閥。

7）高壓閘閥孔徑和公稱直徑的明確。

假如認(rèn)證適合后，依據(jù)C_max明確最后的調(diào)壓閥的規(guī)格。

3.4 依據(jù)加工工藝全過程的規(guī)定，挑選所必須的協(xié)助設(shè)備

在生產(chǎn)過程中，自動控制系統(tǒng)對閘閥明確提出各種各樣的特別要求，因而，調(diào)壓閥務(wù)必適用各種各樣附設(shè)設(shè)備（通稱配件）來達(dá)到生產(chǎn)過程的必須。調(diào)壓閥的配件包含：

3.4.1 閥門定位器

1）閥門定位器用以改進(jìn)調(diào)壓閥調(diào)整特性的工作特點(diǎn)，完成恰當(dāng)精準(zhǔn)定位。
2）用以擺脫滑動摩擦力或必須提升調(diào)壓閥速度的長短。
3）分程操縱和調(diào)壓閥必須更改氣開、氣關(guān)的場所。
4）控制器占比帶較寬而又規(guī)定調(diào)壓閥對小數(shù)據(jù)信號有回應(yīng)的場所。
5）選用無扭簧的執(zhí)行器（如軸力轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)閥門）
6）大口徑調(diào)壓閥。
7）髙壓差場所。

3.4.2 閥位電源開關(guān)表明閘閥的上最低值行程安排的作業(yè)部位

假如要表明閥心的終端設(shè)備部位開全或全封，通常要在閘閥的上方或下方組裝一個或2個限位開關(guān)。

3.4.3 維持閘閥處在氣動閥門產(chǎn)生常見故障前的開啟度部位

氣動式保位閥當(dāng)調(diào)壓閥的氣動閥門產(chǎn)生問題時，維持閘閥處在氣動閥門產(chǎn)生常見故障前的開啟度部位，待常見故障清除后，又能全自動恢復(fù)過來工作中。

3.4.4 真空電磁閥完成供氣的電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換，確保閘閥在開關(guān)電源常見故障時閘閥處在所想要的安全性開啟度部位

3.4.5 主軸組織當(dāng)自動控制系統(tǒng)的控制板產(chǎn)生問題時，可轉(zhuǎn)換到手動式模式實際操作閘閥

1）未設(shè)定旁通的調(diào)壓閥，一般選裝主軸組織。
2）調(diào)壓閥的運(yùn)用全過程中，規(guī)定開啟度限定在某一范圍內(nèi)，可采用主軸組織來限定閥的開啟度。
3）在一些調(diào)整系統(tǒng)軟件中，如低電壓、常溫下、耐腐蝕、無粘接整潔物質(zhì)、大口徑及貴金屬管道等，可應(yīng)用主軸替代旁通閥。

可是在安全性聯(lián)常用的緊急切斷閥或組裝在今的人進(jìn)到的風(fēng)險區(qū)域內(nèi)的調(diào)壓閥，不可設(shè)定主軸組織。

3.4.6 氣動式繼動器使執(zhí)行器的姿勢加快，降低傳送時長

3.4.7 空氣凈化氣體減壓閥用以凈化處理氣動閥門、調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)氣壓

3.4.8 將調(diào)壓閥姿勢到故障安全部位

儲氣瓶確保當(dāng)氣動閥門常見故障時，使無扭簧的汽缸活塞桿執(zhí)行器可以將調(diào)壓閥姿勢到故障安全部位。其尺寸在于汽缸的尺寸、閘閥姿勢時長的標(biāo)準(zhǔn)及閘閥的作業(yè)情況等?？偠灾?，配件的功效就源于使調(diào)壓閥的功用更健全、更有效、更齊備。當(dāng)調(diào)壓閥的配件（閥門定位器、電氣轉(zhuǎn)換器、真空電磁閥極行程開關(guān)等）用以防爆型場所時，其防護(hù)等級應(yīng)滿足相關(guān)的防爆型標(biāo)準(zhǔn)和要求。

3.5 有效選用調(diào)節(jié)閥的功能方法挑選

調(diào)壓閥的功能方法就是在采用氣動執(zhí)行器時才有，其功效方法根據(jù)執(zhí)行器正反面功效和氣動閥門的正反面功效組成產(chǎn)生。組成類型有4種，實際見表1：

表1 調(diào)壓閥組成方式

根據(jù)這四種組成產(chǎn)生的調(diào)壓閥功效方法有氣開和氣關(guān)二種。針對調(diào)壓閥功效形式的挑選，關(guān)鍵從三層面考慮到：

a）加工工藝安全生產(chǎn)；
b）物質(zhì)的特點(diǎn)；
c）確保產(chǎn)品品質(zhì)，財產(chǎn)損失最少。

3.6 調(diào)壓閥執(zhí)行器的挑選

1）導(dǎo)出力的考慮到，執(zhí)行器無論是哪種種類，其導(dǎo)出力全是用以擺脫負(fù)載的有法律效力（關(guān)鍵就是指不平衡感和不平衡扭矩再加上滑動摩擦力、密封性力、作用力等相關(guān)力的作用）。因而，為了更好地使調(diào)壓閥正常的工作中，適用的電動執(zhí)行器要能形成充足的輸出力來擺脫各種各樣摩擦阻力，確保相對高度密封性和氣動閥門的打開。

2）針對雙功效的氣動式、液控閥、電動執(zhí)行器，一般也沒有校準(zhǔn)扭簧。功效力的大小與它的運(yùn)作方位不相干，因而，挑選執(zhí)行器的重點(diǎn)在于搞清較大的輸出力和馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)扭矩。

3）針對單功效的氣動執(zhí)行器，導(dǎo)出力與閘閥的開啟度相關(guān)，調(diào)壓閥上的產(chǎn)生的力也將危害健身運(yùn)動特點(diǎn)，因而規(guī)定在全部調(diào)壓閥的開啟度范疇創(chuàng)建力均衡。

執(zhí)行器種類的明確，對執(zhí)行器導(dǎo)出力明確后，依據(jù)加工工藝應(yīng)用條件規(guī)定，挑選相對應(yīng)的執(zhí)行器。針對當(dāng)場有防火規(guī)定時，應(yīng)取用氣動執(zhí)行器，且接線箱為隔爆型，不可以挑選電動執(zhí)行器；要是沒有防爆型規(guī)定，則氣動式、電動執(zhí)行器都可以采用，但從環(huán)保節(jié)能層面考慮到，應(yīng)盡可能采用電動執(zhí)行器。針對液控閥執(zhí)行器，其應(yīng)用比不上氣動式、電動執(zhí)行器普遍，但具備調(diào)整高精度、速度快和穩(wěn)定的特性，因而，在某種情形下，為了更好地做到不錯調(diào)整實際效果，務(wù)必采用液控閥執(zhí)行器，如發(fā)電站全透明機(jī)的速率調(diào)整、冶煉廠的催化裝置反應(yīng)釜的環(huán)境溫度控制操縱等。

對控制行程安排時長的規(guī)定：所采用的調(diào)壓閥執(zhí)行器應(yīng)能滿臉足閘閥行程安排和加工工藝對泄漏量級別的規(guī)定。在一些場所，如采用壓力控制閥（包含安全泄壓閥），應(yīng)考慮到具體很有可能的壓力差開展恰當(dāng)?shù)淖兇螅匆?guī)定執(zhí)行器能帶來很大的相互作用力。不然，很有可能當(dāng)加工工藝上發(fā)現(xiàn)異常狀況時，調(diào)壓閥前后左右的具體壓力差比較大，會產(chǎn)生關(guān)不緊或無法打開的風(fēng)險。

4 結(jié)語

調(diào)壓閥的選取是特別仔細(xì)的工作中，不但要有切實的專業(yè)基礎(chǔ)知識，還需要有充足社會經(jīng)驗。挑選得好不但能夠調(diào)整控制電路PID主要參數(shù)的整定值，使被調(diào)主要參數(shù)獲得不錯地操縱實際效果，也使調(diào)壓閥的使用期限大大的提高。調(diào)壓閥的挑選要因時制宜，并不是一成不變，要在實際 的歷程中不斷地歸納和自主創(chuàng)新，尤其伴隨著機(jī)電一體化技術(shù)性、電子計算機(jī)和數(shù)據(jù)信息科技的運(yùn)用，調(diào)壓閥的構(gòu)造作用變的更強(qiáng)、更全方位，為挑選調(diào)壓閥給予了很大程度的便捷。

論文參考文獻(xiàn)：

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