调节阀的出厂检测,主要是静态特性的检测,包括基本误差、额定行程偏差、回差、起点和终点偏差、死区、重复性误差、密封性、泄漏性等,这都是在空载的情况下做出的测试,实际上它们是在工作台上对阀进行测量所获得的结果,但这样的结果很难说明阀门在实际运行条件下将会表现出什么样的性能。传统理论认为,仔细调节静态因素将会使阀(从而也使整个回路)获得良好的性能。然而,现在我们认识到情况并非总是如此。
研究人员和生产商进行的成千上万次性能检查证明,多达50%的调节阀(其中有许多是通过考虑传统因素而选择的)对于优化控制回路性能未能产生多大效果。后继研究表明,阀的动态特性对于降低流程易变性起了很重要的作用。在许多关键的流程中,不同的阀门降低流程易变性的幅度即使相差1%也能够大幅度提高生产效率并减少废物,从而可取得很大的经济效益。很显然,这样的经济效益使我们完全可以否定传统的做法,即只根据阀的初购买价格来决定是否购买。
其次,传统的看法总是认为,流程优化的改进总是来自于控制室控制仪表的升级。但是,测试数据表明,在使用相同控制仪表的条件下,阀的动态特性能够对回路性能产生显著的影响。如果控制阀的精度只能达到5%,那么,花费大量的钱去配置一套其控制精度可达到0.5%的高级控制仪表系统并不能起到多大作用。
在寻找一种与使用场合相匹配的阀门时,首先应考察一下4种基本型式的节流控制阀,气动调节阀报价,即笼式球阀、旋转浮球阀、偏心阀与蝶形阀。
笼式球阀的调整片形式的种类非常广泛,因此能够满足大多数应用场合的需求,从而使它成为各种阀中的主要选择。笼式球阀调整片有很多种,气动调节阀价格,包括平衡调整片、非平衡调整片、弹性座调整片、受约束调整片及全尺寸调整片等。在许多情况下,一种阀体的各种调整片配置是可以互换的。
笼式球阀也有若干缺点。一是该阀的尺寸受到限制(通常为16英寸);二是与同等规格的视线阀(如浮球阀或蝶形阀)相比,其容量比较低;三是售价较高,特别是大口径的笼式球阀。然而,在降低流程易变性方面,笼式球阀具有优异的性能,常常足以弥补这些缺陷。
旋转浮球阀的流量比同等口径的笼式球阀大。虽然旋转浮球阀的控制范围大于笼式球阀,但仍然优于大多数其他类型的阀。旋转浮球阀的允许压力降和允许温度范围比笼式球阀小。通常它们的压力降上限为7.0x105kg/m2,适合于在温度低于398℃的场合使用。浮球阀不适用于易起空泡的液体,而且在用于压力降较高的气体中时,常常可能发出较大的噪声。
偏心阀比浮球阀的摩擦更小,价格更低。特有的结构设计使其对于流程易变性的控制更准确。这一点从Fisher公司的新产品BV500可见一斑。除此之外,偏心阀的优缺点与浮球阀相差不大。
高温调节阀的控制是自动化控制中的难题,高温和超高温的切断难度更大。这一难题的主要
表现是高温膨胀产生卡阻及切断问题。因此,高温和超高温调节阀一直是国内外厂家及设计院 关注的重点。
一、 应注意的几个问题
从设计、选型和使用的角度看,应注意以下几个问题:
(1)阀体及阀内件材料的选择问题
用于450℃以上的环境中的调节阀,在设计和选用时必须考虑温度、压力条件对材料机械强度的影响,如在锅炉给水系统和过热旁路系统高温条件下,常规阀体及阀内件材料是不适用的(例如O形圈、四氟材料、弹性材料和标准垫片等)。因此,必须选用更加耐用的材料。 一般材料可使用的很高温度为500℃左右。对于高于538℃的场合,阀体通常采用铬-钼钢。对于很高温度达1035℃左右的场合,通常选用SUS310S型不锈钢,而且材料含碳量必须控制在 0.04~0.08%之间。对于更高的温度,建议采用内衬非金属耐热材料(可用于1200℃的高温场合)或特殊的耐高温高强度合金(如发动机燃烧室用耐高温高强度合金,可直接用于 1000℃高温场合)。
(2)热膨胀,冷收缩的影响
高温阀与常温阀的结构及阀内件有很大的差异,如导向间隙、阀板转动间隙、轴承方式等。除了从设计、制造方面控制外,从阀型结构的选择上来减少热膨胀、冷收缩的影响的方式更为可取。实践证明挡板式蝶阀是一种非常好的高温阀,挡板与阀体内腔间的间隙为3~6mm,可彻底解决阀板与阀体内腔高温中卡阻的问题,并可达到较高的切断性能(5×10-4)。
(3)导向轴承与阀板定位问题
对于介质温度高于400℃的场合普通的定位导向结构是不可靠的。此时应采用外部轴承结构来保证阀板的定位与支撑,这样可以避免内部高温对导向结构的影响。同时,由于定位系统承受了阀板、阀杆的重力,从而减轻了执行机构负载,减轻了外部轴承负载,汉中气动调节阀,避免了常规蝶阀水平安装使用时易出现的单边卡阻现象,可垂直安装。
小流量调节阀所说的小流量是指Cv值为0.05或者更小。
在工业系统的许多应用中,对常压下的少量物料或极高压差下稍大的物料量都要求有正确的控制,这时计算的Cv值都是很小的,这可以用在产量极少的中间试验装置或用在把少量试剂添加到大量工艺流体的工业设备。
在考虑使用这些小流量调节阀时,选用的准则和那些常规调节阀大不相同,例如:和调节阀串接的摩擦损失很小,也没有不利的泵压头特性,不要求有真正的等百分比特性。主要的设计问题是认真研究实际需要的流量范围。CV值越小就越成为理论值。它们作为流通能力的指标是有用的,但正确性和重复性却值得怀疑,因为在许多情况下,由于通过节流部分的流体可能是层流,也可能是层流和紊流的混合,这种混合流动随阀门行程的变化或流动调节而改变。
从设计观点上看,需要流体节流的实际尺寸确实很小,但许多小流量的应用涉及到高压差并伴随磨损的问题,这个事实就带来更多的难题。
在标准阀的设计中,流通能力主要由阀座孔的直径来决定,当流体能力减少,实际的很小直径达到1/16英寸,这样,孔的理论CV值近似于0.06或者接近于小流量范围的上限,主要用减少阀芯行程或者限制通道口开度的方法来使它更进一步减小。
对于少数严格的使用场合,可以利用锥形针或带铣槽的柱塞在孔中调节,气动调节阀厂家,孔径范围从1/8英寸到1/4英寸,这种类型的阀门行程约为1/2英寸,这种小流量阀内件在工厂应用时可安装在普通直通阀的阀体中,但可以显著减小阀体和执行机构两者的尺寸。这种调节阀重量轻、紧凑、很适用于实验装置的操作。
前面已经说过,当尺寸减小时,小流量调节阀内件的CV值的意义不大,幸而,在阀座孔得到很大的有效流量范围。除了阀行程可以调整之外,阀内件易于替换,而且,若用许多一样的阀门,维修几套阀内件的费用也不高,因为对一样的阀体,都是可以互换的。
用常规公式来计算所要求的CV值,然后为所用的特定阀门选用接近很大尺寸的阀内件,例如实际操作时这些阀内件太小,可以用简单地增加阀行程或者稍微修正阀芯的方法来提高流通能力。