调节阀主要分为电动调节阀和气动调节阀两大类。调节阀的流量特性,是指在阀两端压差保持恒定的调节下,介质流经调节阀的相对流量与它的开度关系。
调节阀的流量特性有线性特性,等百分比特性及抛物线特性三种。三种注量特性的意义如下:
等百分比特性(对数):等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系,在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比,流量变化的部分比是相等的。所以它的优点是流量小时,流量变化小,流量大时,则流量变化大,也就是在不同开度上,调节阀介绍,具有相同的调节精度。
2、线性特性(线性):线性特性的相对行程和相对流量成直线关系。单位行程的变化所引起的流量变化是不变的。流量大时,流量相对值变化小,流量小时,则流量相对值变化大。
3、抛物线特性:流量按行程的二方成比例变化,大体具有线性和等百分比特性的中间特性。
从上述三种特性的分析可以看出,就其调节性能上讲,以等百分比特性为好,其调节稳定,调节性能好。而抛物线特性又比线性特性的调节性能好,可根据使用场合的要求不同,挑选其中任何一种流量特性。
调节阀用于调节操作变量的流量,因此被称为调节阀。从控制系统整体看,一个控制系统控制得好不好,都要通过调节阀来实现,由于下列原因,调节阀变得十分重要。
一、调节阀是节流装置,属于动部件,与检测元件和变送器、控制器比较,在控制过程中,调节阀需要不断改变节流件的流通面积,使操纵变量变化,以适应负荷变化或操作条件的改变。因此,对调节阀阀组件的密封、耐压、腐蚀等提出更高要求。例如,密封会使调节阀摩擦力增大,调节阀死区加大,造成控制系统控制品质变差等。
二、调节阀的活动部件是造成跑、冒、滴、漏的主要原因,调节阀规格,它不仅造成资源或物料的浪费,调节阀哪家好,也污染环境,引发事故。
调节阀材料的接触介质可能与检测元件的接触介质不同,所以,对调节阀的耐腐蚀性能、强度、刚度等提出更高要求。
三、调节阀的节流使能量在阀内部被消耗,因此,降低能耗,降低调节阀的压力损失,和保证较好的控制品质之间要合理选择和兼顾。
四、调节阀对流体进行节流的同时也造成噪声,例如,当调节阀出口压力低于液体的蒸汽压力时,造成闪蒸;当调节阀下游的压力高于液体的蒸汽压力时造成气蚀。调节阀造成的噪声和调节阀流路的设计、操作压力、被控介质特性等有关。因此,降低噪声、降低压力损失等对调节阀提出更高要求。
五、调节阀的适应性强。它被安装在各种不同的生产过程,生产过程的高温、低温、高压、大流量、微小流量等操作条件需要调节阀具有各种不同的功能,调节阀能够适应不同应用的要求。
六、检测元件和变送器、控制器等发展快,投入的人力和物力比较多。相对来看,通常认为调节阀结构简单,因此对调节阀投入的研究和开发的人力和物力相对不足。
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,更多地是将带有执行机构的阀门都称为调节阀,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,通化调节阀,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)。