现代工业控制系统中,对调节阀的要求越来越高了,在要求较高的应用场合都会对调节阀提出切断要求,因此切断功能是调节阀的一个重要的使用功能和内在质量指标(对切断等级的划分及标准见相关资料)。在现场使 用中,往往会出现调节阀切断不好,泄漏大等故障。除因堵卡、允许压差过小而被顶开等原因造成的泄 漏增加外,绝大部分都是由于调节阀的结构缺陷和选型不当造成的。
一、结构型式的选择
双密封类调节阀(如双座阀、双密封套筒阀等)主要的缺点之一就是泄漏大。但上世纪80年代以前,由于当时较盛行套筒阀,然而,不少厂家却在套筒阀上下了很 大功夫以改进结 构来降低泄漏量,使其演变成非常复杂的结构。于是,这又带来了许多不足:零件多、可靠性差、备件难、维护难、切断效果不理想等等。实际上,这是设计思路都 陷入 了误区,与其在阀体的“心脏”内作如此复杂的改动,倒不如通过外部调整来实现。因此,内蒙古自治气动调节阀, 应选择单密封类调节阀。这样,密封问题、可靠性问题、维修和备件问题均被一一解决了。 此时,解决矛盾的重点转化为介质对阀的不平衡力增大的问题,解决它仅需配强力活塞执行 机构、加粗阀杆即可。这种通过外部来解决的办法显然比通过内部的复杂改进要容易得多, 与其说这是办法问题,还不如说这是思路问题。 进入到九十年代,人们开始寻找结构更简单、密封更可靠的切断阀。这时,发现角行程 阀比直行程阀(单座阀、套筒阀、闸阀)更具有优越性,于是产生了三偏心切断蝶阀、全功能切断阀、硬密封切断球阀。
二、密封面的选择
(1)面对面密封:
常见的柱塞阀芯,其密封面为60℃的小锥面,阀座也是60℃的小锥面,气动调节阀加工,此小锥面的宽度通 常在0.5mm~2mm之间,要密封好就必须保证两个锥面良好接触。但事实上,它始终受到加工 误差的影响(如同心度、不圆度、倾斜度等),其密封效果不十分理想。这类阀的泄漏率通常为 10-4,经过精密的研磨可达10-6,只能达到较好的密封等级。
(2)球面密封:
利用阀芯的球面转动与固定的阀座小锥面相切,它们之间为线接触,这就比上述面对面密 封的效果好。华林公司推出的全功能超轻型阀、球面密封蝶阀等就是采用这一思路来制作的,其泄漏率可达10-6~10-8,高性能的三偏心蝶阀可高达10-8,以至零泄漏。
现在国内对控制阀与调节阀基本没有什么明确的区分,往往将控制阀和调节阀笼统地一起称呼,气动调节阀价格,更多地是将带有执行机构的阀门都称为调节阀,气动调节阀哪家好,而控制阀的概念还没有深入人心,看看网络上那些做控制阀的网站,都是将控制阀称作调节阀。我觉得这里有些概念有必要澄清一下,浅陋之见,唯期抛砖引玉。
控制阀的定义应该是:过程控制工业里常用的终端控制元件就是控制阀。控制阀调节流动的流体,如气体、蒸汽、水或化学混合物,以补偿负载扰动并使被控制的过程变量尽可能地靠近需要的设定点。传感器将压力、温度、流量等信号反馈给调节器,调节器将测量信号与设定值进行比较,然后根据运算的结果输出控制信号给控制阀,由控制阀来调整阀门开度,进而实现对温度、压力、流量等参数的自动调节。按照这个定义,阀门必须要和传感器、控制器(PLC、DCS或单纯的调节器)组成控制回路(不管是单回路还是多回路)实现对过程变量的控制,才能称之为控制阀。所以,所有配有执行机构的气动、电动、液动的阀门,都应该叫做控制阀,包括电磁阀,因为它们都可以和控制系统组成控制回路,实现自动控制。不管它们接收的是开关量信号还是比例信号,控制原理都是一样。而所有的手动阀门都不是控制阀。有些阀门厂家还有自控阀的叫法,其定义应该同于控制阀。
而调节阀,其实就是节流阀,对于节流阀,它的意图是产生压力降和降低流量,因此它可以有一个直径明显小于阀门通径的阀座。节流阀的设计是产生压力降以降低直线压力、流量、温度,而开关阀的结构上允许直线通过流体而不明显地产生压力降。如O型球阀、蝶阀、管夹阀等,它们的流阻都很小,介质通过时产生的压降都很小,所以适合开关控制,不适合节流控制。节流阀需要根据过程工艺的要求设计出合适的流量特性和阀芯、阀座直径,开关阀则不需要。节流阀配以执行器,就是电、气或液动调节阀了。所以狭义地将,调节阀只限于节流阀如单座阀、双座阀、套筒阀、角形阀、三通阀、V型球阀等有限的几种(所以在业界还有手动调节阀一说)。