控制阀知识

发布时间:2009-09-22 来源:扬子工具集团 浏览次数:30910

 

低的压力恢复能力。修正的抛物线流量特性:一种流量特性,它在截流元件的低位行程处提供等百分比的特性,而在截流元件的高位行程处提供线性特性。向下推关闭结构:一种直通式阀门结构,它的截流元件位于执行机构和阀座环之间,这样执行机构推杆的推出会将截流元件移向阀座环,最后关闭阀门。该术语也可用于旋转式阀门结构。在旋转式阀门结构里,执行机构推杆的线性伸出会将球或阀板移向关闭位置。也称为正作用。
向下推打开结构:一种直通式阀门结构。它的阀座环位于执行机构和截流元件之间,这样执行机构推杆的推出会将截流元件从阀座上移开,因此打开阀门。该术语也可用于旋转式阀门结构。在旋转式阀门结构里,执行机构推杆的线性伸出会将球或阀板移向打开位置。(也称为反作用)。可调比:与指定的流量特性的偏差不超过规定的限制时,最大的流量系数(Cv值)与最小的流量系数(Cv值)之间的比例。当流量增加到下00倍最小可控制流量时,一个仍然能够很好地控制的阀门就有一个100:1的可调比。可调比也可表示为最大与最小可控制流量之间的比例。额定行程:阀门截流元件从关闭位置运动至额定全开位置的距离。额定全开位置是由制造商推荐的最大开度。相对流量系数:指定行程时的流量系数(Cv值)与额定行程时的流量系数(Cv值)之间的比例。阀座泄漏量:当阀门在规定的压差和温度下处于全闭位置时,流经阀门的流体量o 弹簧系数:弹簧长度每单位改变时弹簧力的改变。在薄膜执行机构控制阀里,弹簧系数通常用磅力/英寸压缩量来表示。阀杆不平衡力:由于流体压力的作用,在任意位置的阀杆上产生的净力。缩流断面:流速最大、流体静压和截面积最小处的那部分流束。在一个控制阀里,缩流断面通常位于实际的物理限制的下游。ANSI:美国国家标准组织的缩写。API:美国石油组织的缩写。ASME:美国机械工程师学会的缩写。ASTM:美国测试和材料学会的缩写。自动控制系统:一种不需要人工干预就能工作的控制系统。Bode图:一幅转换函数的在对数基线上的对数幅度比例和相位角度值图。这是图形化表示频率响应数据的最常见形式。校验曲线:校验结果的图形化表示。一个装置的稳态输出表示为它的稳态输入的函数。该曲线通常以百分比的输出量程对百分比的输入量程的形式来表示。校验循环:在仪表的量程范围内,在上升然后下降的方向上,使用被测量变量的已知值,并记录相应的输出读数值校验循环曲线可以通过先增加然后减小装置的输入而获得。它通常以百分比的输出量程对百分比的输入量程的形式来表示。它提供回差的一种测量。间隙流量:当截流元件没有座合时,低于最小可控制流量的那个流量。
控制器:自动操作以调节被控变量的装置。焓:一个热动态量,它是阀体的内部能量和其体积与压力之积的和:H=U+pVo(也称为热容量)。熵:在一个热动态系统里,不能转化为机械功的能量的理论量度。反馈信号:测量直接的被控制变量而得到的返回信号。对于一个带定位器的控制阀,反馈信号通常是反馈给定位器的截流元件连接杆位置的机械指示。FCI:流体控制组织的缩写。频率响应特性:以幅度和相位表示的稳态正弦输入及其引起的基本正弦输出之间的频率依赖关系。输出的幅度和相位移动可以被看作输入测试频率的函数,并用来描述控制装置的动态行为。硬度:金属抵抗塑性变形(通常以凹陷形式)的能力。塑料和橡胶的抵抗尖头刺入其表面的能力。振荡:外部激励消失之后,仍然存在的一种具有明显幅度的振动。振荡有时候被称为循环或极限循环。振荡是在或接近稳定极限处工作的证据。在控制阀里,控制系统或阀门定位器的不稳定会引起执行机构加载压力的波动,振荡会随之而出现。ISA:美国仪表学会的缩写。现在称为国际测量与控制学会。仪表压力:由一个自动控制器提供的用来使阀门工作的输出压力。加载压力:用来对气动执行机构进行定位的压力。这是实际作用在执行机构膜片或活塞上的压力。如果没有使用阀门定位器,加载压力可以是仪表压力。NACE:用来代表美国腐蚀工程师协会。随着该组织的范围越来越国际化,这个名词已经改为国际NACE。NACE已经不再是一个缩写。0SHA:职业安全和健康法令(美国)的缩写。工作介质:这是指流体,通常为空气或气体,用来为阀门定位器和自动控制器的工作提供动力。工作极限:一个装置能够承受而不会导致工作特性永久性损害的工作条件范围。范围:二个极限之间的区域,其间距可以被测量、接受、或传递,并用上下范围值来表示(如:3至15Psi;—至212°F,—0至100)℃。可重复性:在全部行程范围内,沿着相同的方向,在相同的工作条件下,对于相同的输入值,一系列连续的输出测量值的接近程度。它通常是作为不可重复性来测量的,但以百分比量程来表示。它不包括回差。
敏感性:在达到稳定状态后,输出幅度的改变与引起该改变的输入改变之间的信号:一个物理变量,它的一个或多个参数携带关于该信号所代表的另外一个变量的信息。信号幅度排序(分程):一种动作方式,其中有二个或更多个信号产生,或者有二个或更多个终端控制元件被一个输入信号驱动,每一个终端控制元件连续地、带或不带重叠对该输入信号的幅值作出响应。量程:上下范围值的算术差(如:范围=0至150°F,量程=150°F;范围=3至15PSig,量程=12PSig)。气源压力:一个装置供气口处的压力。常用的控制阀气源压力值对于3至15 Psig的弹簧设定范围为20 Psig,对于6至30Psig的弹簧设定范围为35Psig。零误差:当输入为低范围值时,一个装置在规定的使用条件下的误差,它通常表示为百分比的理想量程。五、控制阀在工业生产过程控制中的作用 1.控制系统的基本组成 工业生产过程的控制系统有各种不同类型,例如简单控制系统、复杂控制系统等,图l是两个简单控制系统的示例。图中,每个控制系统都包括被控变量、操纵变量和相应的控制规律。被控变量是需要控制的过程变量,例如,换热器出口温度、泵出口压力等。要使被控变量与期望的设定值保持一致,需要一种控制手段,例如,图中的蒸汽流量、泵的旁路流量等。被控变量偏离设定的原因是生产过程中存在干扰,例如,蒸汽压力的波动、泵转速的变化等。通常,把用于调节的变量称为操纵变量。图l简单控制系统示例 (a)温度控制系统(b)压力控制系统
一个简单控制系统由检测元件和变送器、控制器、执行器和被控对象组成。检测元件和变送器(sensorandtransmitter)用于检测被控变量,将检测信号转换为标准信号。例如,热电阻将温度变化转换为电阻变化,温度变送器将电阻信号转换为标准的气压或电流、电压信号等。控制器(controller)将检测变送环节输出的标准信号与设定值信号进行比较,获得偏差信号,按一定控制规律对偏差信号(errorsignal)进行运算,运算输出送执行器。控制器可用模拟仪表实现,也可用微处理器组成的数字控制器实现,例如DCS和FCS中采用的PID控制功能模块等。执行器(actuator)处于控制环路的最终位置,因此也称为最终元件(final element)。执行器用于接收控制器的输出信号,并控制操纵变量变化。在大多数工业生产过程控制的应用中,执行器采用控制阀。近年来,随着变频调速技术的应用,一些控制系统已采用变频器和相应的电动机(泵)等设备组成执行器。本页介绍控制阀的有关内容,不讨论变频器和其他执行器。生产过程的负荷变化或操作条件改变时,通过检测元件和变送器的检测和变送,将过程的被控变量送控制器,经控制规律运算后的输出送执行器,改变过程中相应的流体流量,使被控变量与设定值保持一致。可见,检测元件和变送器的作用类似于人的眼睛,控制器的作用类似于人的大脑,执行器的作用类似于人的手脚。一个控制系统的质量受到组成控制系统各组成部件的影响,主要取决于控制系统组成部件中最薄弱环节的影响。2.控制阀的重要性控制阀(controlvalve)用于调节操纵变量的流量,因此,以前亦称调节阀。从控制系统整体看,一个控制系统控制得好不好,都要通过控制阀来实现。由于下列原因,控制阀变得十分重要。①控制阀是节流装置,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,控制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,对控制阀阀组件的密封、耐压、腐蚀等提出更高要求。例如,密封会使控制阀摩擦力增加,控制阀死区加大,造成控制系统控制品质变差等。②控制阀的活动部件是造成“跑”、“冒”、“滴”、“漏”的主要原因,它不仅造成资源或物料的浪费,也污染环境,引发事故。③控制阀的阀内件与过程介质直接接触,和检测元件与过程介质接触的不同之处如下 a.控制阀阀组件的接触介质可能与检测元件的接触介质不同,对控制阀的耐腐蚀性、强度、刚度、材料等有更高要求。
b.检测元件可采用隔离液等方法与过程介质隔离,但控制阀通常与过程介质直接接触,很难采用隔离的方法与过程介质隔离。④控制阀的节流使能量在阀内件内部被消耗,因此,降低能耗,降低控制阀的压力损失,和保证较好的控制品质之间要合理选择和兼顾。⑤控制阀对流体进行节流的同时也造成噪声。例如,当阀出口压力低于液体的蒸汽压力时,造成闪蒸;当阀下游压力高于液体蒸汽压力时,造成汽蚀。控制阀造成的噪声和控制阀流路的设计、操作压力、被控介质特性等有关,因此,降低噪声,降低压力损失等对控制阀提出更高要求。⑥控制阀的适应性强。它被安装在各种不同的生产过程,生产过程的低温、高温、高压、大流量、微小流量等操作条件需要控制阀具有各种不同的功能,控制阀应能够适应不同应用的要求。⑦检测元件和变送器、控制器等发展快,投入的人力和物力多。相对来看,通常认为控制阀结构简单,因此,对控制阀投入研究和开发的人力和物力相对不足。六、控制阀的结构 执行机构执行机构是将控制器输出信号转换为控制阀阀杆直线位移或阀轴角位移的装置。执行机 构提供推动力或推动力矩,用于克服不平衡力、阀压紧力和摩擦力等,使位移量与输入信号 成比例变化。 气动薄膜执行机构气动薄膜执行机构是最常用的执行机构。气动薄膜执行机构的结构简单,动作可靠,维护方便,成本低廉,得到广泛应用。它分为正作用和反作用两种执行方式。正作用执行机构在输入信号增加时,推杆的位移向外;反作用执行机构在输入信号增加时,推杆的位移向内。 当输入信号增加时,在薄膜膜片上产生一个推力,克服弹簧的作用力后,推杆位移,位移方向向外。因此,称为正作用执行机构。反之,输入信号连接口在下膜盖上,信号增加时,推杆位移向内,缩到膜盒里,称为反作用执行机构。气动薄膜执行机构的特点如下 气动薄膜直行程执行机构
1.正、反作用执行机构的结构基本相同,由上膜盖、下膜盖、薄膜膜片、推杆、弹簧、调节件、支架和行程显示板等组成。 2.正、反作用执行机构结构的主要区别是反作用执行机构的输入信号在膜盒下部,引出的推杆也在下部,因此,阀杆引出处要用密封套进行密封,而正作用执行机构的输入信号在膜盒上部,推杆引出处在膜盒下部,由于薄膜片的良好密封,因此,在阀杆引出处不需要进行密封。 3.可通过调节件的调整,改变弹簧初始力,从而改变执行机构的推力。 4.执行机构的输入输出特性呈现线性关系,即输出位移量与输入信号压力之间成线性关系。输出的位移称为行程,由行程显示板显示。一些反作用执行机构还在膜盒上部安装阀位显示器,用于显示阀位。国产气动薄膜执行机构的行程有lOmm、16mm、25mm、40mm、60mm和lOOmm等六种规格。 5.执行机构的膜片有效面积与推力成正比,有效面积越大,执行机构的推力也越大。 6.可添加位移转换装置,使直线位移转换为角位移,用于旋转阀体。 7.可添加阀门定位器,实现阀位检测和反馈,提高控制阀性能。 8.可添加手轮机构,在自动控制失效时采用手轮进行降级操作,提高系统可靠性。 9.可添加自锁装置,实现控制阀的自锁和保位。 精小型气动薄膜执行机构在机构上作了重要改进,它采用多个弹簧代替原来的一个弹簧,降低了执行机构的高度和重量,具有结构紧凑、节能、输出推力大等优点。与传统气动薄膜执行机构比较,高度和重量约可降低30%。是采用四个弹簧结构的精小型气动薄膜执行机构示意图。 侧装式气动薄膜执行机构、也称为增力式执行机构,国外也称为ΣF系列执行机构。它采用增力装置将气动薄膜执行机构的水平推力经杠杆的放大,转换为垂直方向的推力。由于在增力装置上可方便地更换机件的连接关系来更换正反作用方式,改变放大倍数,例如,增力装置的放大倍数可达5.2,国产产品也可达3,因此,受到用户青睐。 滚动膜片执行机构采用滚动膜片,在相同有效面积下的位移量较大,与活塞执行机构比,有摩擦力较小、密封性好等特点。它通常与偏心旋转阀配套使用。 气动活塞执行机构
气动活塞执行机构采用活塞作为执行驱动元件,具有推力大、响应速度快的优点。气动活塞执行机构的特点如下。 1.可采用较大的气源压力。例如,操作压力可高达1MPa,国产活塞执行机构也可0.5MPa,此外,它不需要气源的压力调节减压器。 2.推力大。由于不需要克服弹簧的反作用力,因此提高操作压力和增大活塞有效面积就能获得较大推力。对采用弹簧返回的活塞执行机构,其推力计算与薄膜执行机构类似,其推力要小于同规格的无弹簧活塞执行机构。 3.适用于高压差、高静压和要求有大推力的应用场合。4.当作为节流控制时,输出位移量与输入信号成比例关系,但需要添加阀门定位器。 ZSAB、ZSN型气动活塞式执行机构5.当作为两位式开闭控制时,对无弹簧活塞的执行机构,活塞的一侧送输入信号,另一侧放空,或在另一侧送输入信号,一侧放空,实现开或关的功能;有弹簧返回活塞的执行机构只能够在一侧送输入信号,其返回是由弹簧实现的。为实现两位式控制,通常采用电磁阀等两位式执行元件进行切换。采用一侧通恒压,另一侧通变化压力(大于或小于恒压)的方法实现两位控制,它使响应速度变慢;采用两侧通变化的压力(一侧增大,另一侧减小)实现两位控制,同样会使响应速度变慢,不拟采用。 6.与薄膜·执行机构类似,活塞执行机构分正作用和反作用两种类型。输入信号增加时,活塞杆外移的类型称为正作用式执行机构;输入信号增加时,活塞杆内缩的类型称为反作用式执行机构。作为节流控制,通常可采用阀门定位器来实现正反作用的转换,减少设备类型和备件数量。7.根据阀门定位器的类型,如果输入信号是标准20~lOOkPa气压信号,则可配气动阀门定位器;如果输入信号是标准4~20mA电流信号,则可配电气阀门定位器。8.可添加专用自锁装置,实现在气源中断时的保位。9.可添加手轮机构,实现自动操作发生故障时的降级操作,即手动操作。10.可添加位移转换装置使直线位移转换为角位移,有些活塞式执行机构采用横向安装,并经位移转换装置直接转换直线位移为角位移。长行程执行机构是为适应行程长(可达400mm)、推力矩大的应用而设计的执行机构,它可
将输入信号直接转换为角位移,因此,不需外加位移转换装置。电动执行机构动执行机构详细说明电动执行器是一类以电作为能源的执行器,按结构可分为电动控制阀、电磁阀、电动调速泵和电动功率调整器及附件等。电动控制阀是最常用的电动执行器,它由电动执行机构或电液执行机构和调节机构(控制阀体)组成。电动执行机构或电液执行机构根据控制器输出信号,转换为控制阀阀杆的直线位移或控制阀阀轴的角位移。其调节机构部分可采用直通单座阀、双座阀、角形阀、蝶阀、球阀等。电磁阀是用电磁体为动力元件进行两位式控制的电动执行器。电动调速泵是通过改变泵电机的转速来调节泵流量的电动执行器,通常采用变频调速器将输入信号的变化转换电机供电频率的变化,实现电机的调速。由于与用控制阀节流调节流量的方法比较,它具有节能的优点,因而逐渐得到应用。电功率调整器是用电器元件控制电能的执行器,如常用的感应调压器、晶闸管调压器等,它·通过改变流经负荷的电流或施加在负荷两端的电压来改变负荷的电功率,达到控制目的。例如,用晶闸管调压器来控制加热器电压,使加热器温度满足所需温度要求等。(1)电动执行机构电动执行机构是采用电动机和减速装置来移动阀门的执行机构。通常,电动执行机构的输入信号是标准的电流或电压信号,其输出信号是电动机的正、反转或停止的三位式开关信号。电动执行机构具有动作迅速、响应快、、所用电源的取用方便、传输距离远等特点。电动执行机构可按位移分为直行程、角行程和多转式等三类,也可按输入信号与输出性的关系分为比例式、积分式等两类。电动执行机构的特点如下 1.电动执行机构一般有阀位检测装置来检测阀位(推杆位移或阀轴转角),因此,电动执行机构与检测装置等组成位置反馈控制系统,具有良好的稳定性。 2.积分式电动执行机构的输出位移与输入信号对时间的积分成正比,比例式电动执行机构的输出位移与输入信号成正比。 3.通常设置电动力矩制动装置,使电动执行机构具有快速制动功能,可有效克服采用机械制动造成机件磨损的缺点。 4.结构复杂价格昂贵,不具有气动执行机构的本质安全性,当用于危险场所时,需考虑设置防爆、安全等措施。
5.电动执行机构需与电动伺服放大器配套使用,采用智能伺服放大器时,也可组成智能电动控制阀。通常,电动伺服放大器输入信号是控制器输出的标准4~20mA电流信号或相应的电压信号,经放大后转换为电动机的正转、反转或停止信号。放大的方法可采用继电器、晶

 

 


本文链接: http://www.yzgj.cn/yzgjcn_197.html
如需转载请注明:扬子工具液压千斤顶http://www.yzgj.cn

本文章总9页 上一页 1 2 3 4 5 6 7 8 9 下一页

上一篇:液压缸密封件的正确使用
下一编:润滑油基础知识
千斤顶相关知识
抗磨液压油的特性及选用
液压千斤顶及胶管的清洁度指标
液压传动的优缺点
液压大钳
液压缸工作时产生牵引力不足或速度下降现象的原因及排除方法
液压油缸支承衬套的材料及装配部位和装配间隙
液压千斤顶相关产品(请点击产品名称查看详细资料)
电动液压千斤顶(海力F-V50-1000T) - 同步千斤顶 - 大吨位液压顶(海力F-Q顶管机大行程) 大吨位分离式液
压顶
薄型顶(吨位5-200T行程6-80mm) - 薄型同步千斤顶(薄型海力B-V)
桥梁千斤顶(海力M-B) - 超薄型千斤顶(RSM5-150T) - 薄型千斤顶(RCS5-100T)
空间窄小-如桥梁
更换支座
穿心千斤顶(海力H-C空心顶) - 空心千斤顶(RCH穿心顶) - 双作用空心千斤顶(RRH) 具有拉伸功能空
心液压顶
自锁千斤顶(海力L-V50-1080T) - 自锁同步千斤顶 - 自锁式千斤顶(CLL) 需长时间支撑重
物液压顶
分离式千斤顶(10-200T) - 手动千斤顶(5-100T) - 双节千斤顶(多节) 小吨位分离式液
压顶
超高压千斤顶(CLR) - 电动千斤顶(DYG) - 大吨位千斤顶(CLS) 大吨位液压顶旧
型号
电动泵(海力B-V电动泵站) - 手动泵(YSB单向) - 双向手动泵(YSSB) - 单向手动泵(YCSB)
液压千斤顶选型调查表(在括号中填上数据,并留下联系方法,最后再提交)
单位:
姓名:
电话:
传真:
手机:
邮箱: