氣動式三通調(diào)節(jié)閥

技術(shù)參數(shù):[/title] 一、小流量調(diào)節(jié)閥的特點

所謂小流量調(diào)節(jié)閥，顧名思義，就是流通能力很小的調(diào)節(jié)閥。

閥門的流通能力是在統(tǒng)一條件下的閥門容量指標(biāo)。我國用C 值表示 。其定義為:閥門全開時，當(dāng)閥前后壓差為1公斤/厘米 2 ，介質(zhì)重度為1克/ 厘米 3 時 ，每小時流過閥門的介質(zhì)量(米 3 /時)。對于不可壓縮流體，在充分湍流的狀態(tài)下(雷諾數(shù)足夠大時，對于水Re>10 5 ;對空氣Re>5 .5 ×10 4 )

式中:

△p--閥前后壓差(公斤/厘米 2 ) Υ--介質(zhì)重度(克/厘米 3 )

Q 一 介質(zhì)流量(米 3 /時)

美國等國家用C， 值表示 閥門的流通能力。國際上公認的，主要有關(guān)電的I、E、C標(biāo)準(zhǔn)中用Av 值表示 閥門的流通能力。三者換算關(guān)系如下:

Cv =1 .17 C Cv =10 6 /24Av C=10 6 /28Av

閥門的流通能力僅僅取決于閥本身的結(jié)構(gòu)。在計算所需的閥門流通能力時，應(yīng)注意介質(zhì)不同或流動條件不同時， 閥內(nèi)流動 狀態(tài)會有很大的差異。

在小流量情況下，尤其是粘性流體和低壓下工作時，流體的主約束往往是層流或?qū)恿骱屯牧鞯幕旌蠎B(tài)。層流時，經(jīng)過閥門的介質(zhì)流量和閥前后壓差呈線性關(guān)系。而在層流和湍流混合態(tài)下，隨著雷諾數(shù)的增加，即使壓差不變，流經(jīng)閥門的介質(zhì)量也會增加。在完全湍流時，流量才不隨雷諾數(shù)變化而變化。盡管如此，選擇小流量調(diào)節(jié)閥，仍然用傳統(tǒng)

的方法和計算公式進行。但是其計算值和實際值偏離很大，據(jù)資料介紹在 Cv =O.01以下時，它只是作為一個容量指標(biāo)，具有參考意義而已。實際流通能力應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗確定。

隨著流通能力減小，閥門的可調(diào)比將下降。但最少也能保證10:l到15:1之間，如果可調(diào)比再小，就難以進行流量的調(diào)節(jié)。

閥門在串聯(lián)使用時，隨著開度變化 ，閥前后壓差也有變化，因此使閥門的工作特性曲線偏離理想特性。如果管路阻力大，直線性會變成快開特性 ，而喪失調(diào)節(jié)能力。等百分比特性將變成直線特性。小流量情況下，由于很少有管路阻力，上述特性畸變就不大了，對等百分比特性，實際上也就沒有必要。從制造的角度來說， Cv =O.05以下時，也不可能再產(chǎn)生等百分比的側(cè)面形狀。因此，對小流量 閥主要 的問題是如何將流量控制在所需要的范圍之內(nèi)。

從經(jīng)濟效果出發(fā)，使用者希望一個閥門可同時用于截流和調(diào)節(jié)，現(xiàn)在也是可以做到的。但對于調(diào)節(jié)閥來說，主要是實現(xiàn)對流量的控制，關(guān)閉是次要的。認為小流量閥本身流量很小，在關(guān)閉時很容易實現(xiàn)截流，是錯誤的。國外對小流量調(diào)節(jié)閥泄漏量一般也做了規(guī)定。當(dāng)Cv 值為10 一 ，該閥門的泄漏量規(guī)定為:在3 .5 公斤/厘米。氣壓下，泄漏量為最大流量的1 % 以下。

二、電動三通分流調(diào)節(jié)閥的種類

由于氣動調(diào)節(jié)閥具有本質(zhì)防爆、性能可靠等優(yōu)點，國內(nèi)外調(diào)節(jié)閥目前仍以氣動為主。

過去，國內(nèi)正式生產(chǎn)的小流量調(diào)節(jié)閥。最高使用壓力可達100公斤/厘米 2 ，額定的流通能力C 值可以 從0 .05 到O·0012。其閥座孔徑為3毫米，閥芯為圓柱形，上面刻有一道或數(shù)道V 型槽 ，閥桿行程6毫米，閥門 無配套 的定位器，因此控制精度較差。

近年來，我國也引進了小流量調(diào)節(jié)閥。流通能力約為0·001，閥芯為帶有缺口的圓柱形。工作壓力為300公斤/厘米 2 閥桿行程7/16英寸，閥芯為圓錐形，該閥門帶有摩爾公司 的頂裝定位器。

上述這類閥門的特點是結(jié)構(gòu)簡單，重量輕。常用的閥座孔徑為1/8~1/4英寸(約為3·175A-6 .35 毫米)，閥桿行程為1/4~l/2英寸(合6 . 35~12 .7 毫米)。這類閥門的流量能力最小可以做到O.00006，以至更小。

一般地說，圓柱開槽型的閥芯，在特性化方面比圓錐形好，它可以通過改變 槽深來獲得 設(shè)計特性，但后者調(diào)節(jié)可*性好，因為通過閥門的流體，分布在閥芯截面的整個圓周上。這種閥門常用在精度要求不很高的場合。但容量精度和特性的重現(xiàn)性較差。

閥門流通能力，主要取決于流孔直徑，對于一個1/16英寸的流孔，理論上的 Cv 值約為0·06，或者說只是接近小流量的上限。要進~步減小流量，必須從根本上減小閥芯的行程或約束流孔 的開度 。

文獻中報導(dǎo)過三種類型的短行程調(diào)節(jié)閥。其一，閥芯是一顆人造藍寶石球。閥座 是一個硬質(zhì)金屬小孔，用膜頭頂端的螺絲可以調(diào)整薄膜的最大行程，執(zhí)行機構(gòu)具有可變 的氣動反饋，因此對應(yīng)于3~15磅/時 2 的信號壓力，流通能力可以從0 .07 ~0.00007( Cv 值)。另一種形式的短行程調(diào)節(jié)閥，可用于高壓條件，它的閥芯是錐形的.由執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動臂，通過一個轉(zhuǎn)動另件旋轉(zhuǎn)帶螺紋的閥桿轉(zhuǎn)一個角度，從而達到縮短行程的目的。 導(dǎo)向螺紋的螺距為每英寸 ll ~32牙，轉(zhuǎn)動桿旋轉(zhuǎn)角度一般是15~60°，閥芯行程一般為 0·02--0·005英寸(合O.508~1 .27 毫米)。因為在不同溫度下熱膨脹不同，閥芯會產(chǎn)生顯著誤差，因此這種 閥限制 使用在300"F以下，為保證閥位精度 ，閥門裝有定位器。

三、高壓差對閥芯、閥座的要求

對于高壓小流量調(diào)節(jié)閥，還必須考慮由主于高壓和高壓差帶來的一系列問題。如執(zhí)行機構(gòu)必須具有足夠的輸出力，以克服介質(zhì)的不平衡力，閥門零件強度問題，高壓密封問題，而 最關(guān)鍵的是閥芯、閥座的材質(zhì)和加工問題。

高壓調(diào)節(jié)閥閥芯、閥座損壞原因很復(fù)雜，這里面的理論不盡相同，但普遍引起重視的是高速液(氣)流相對閥芯、閥座運動引起的沖刷現(xiàn)象(亦 稱速度 效應(yīng))和液體介質(zhì)在高壓差下的氣蝕現(xiàn)象 。前者損壞形式是與流線有一定關(guān)系的沖刷痕跡，后者則是海綿狀孔洞。

在有氣蝕產(chǎn)生的場合下，如果閥芯，閥座材質(zhì)選用不當(dāng)，少則兒天，多則幾個月，閥門就將報廢。

解決氣蝕問題應(yīng)從求避免氣蝕的方法和耐氣蝕 的材料著手，避免氣蝕的方法有幾種。1.改進閥芯，閥座設(shè)計，使其具有合理的液流速度分布和壓力分布。如小流量調(diào)節(jié)閥采用狹長通道式閥芯、閥座。閥芯、閥座孔都有很小的錐度，適用于在恒定的上游壓力條件下精確地控制流量。由于這種 結(jié)構(gòu)具確吸收 能量，減小氣蝕的功能，據(jù)資料報導(dǎo)，它曾用于4200公斤/厘米 2 的壓降下。2、在 條件充許的 情況下，在液流中充氣，以局部地或全部地消除低壓區(qū)。3。閥門串聯(lián)使用，以減小每個閥的壓降。4.使閥前后壓差低于該介質(zhì)在調(diào)節(jié)閥入口溫度下產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象的最大允許壓差。5.介質(zhì)在"流開"狀態(tài)下工作，允許壓差比"流閉"狀態(tài)大三倍多。

角行程主要有:V型電動調(diào)節(jié)球閥、氣動薄膜切斷閥,偏心蝶閥等。

管網(wǎng)中應(yīng)用流量調(diào)節(jié)閥可直接根據(jù)設(shè)計來設(shè)定流量，閥門可在水作用下，自動消除管線的剩余壓頭及壓力波動所引起的流量偏差，無論系統(tǒng)壓力怎樣變化均保持設(shè)定流量不變，該閥這些功能使管網(wǎng)流量調(diào)節(jié)一次完成，把調(diào)網(wǎng)工作變?yōu)楹唵蔚牧髁糠峙?，有效的解決管網(wǎng)的水力失調(diào)。流量調(diào)節(jié)閥主要應(yīng)用于:集中供熱(冷)等水系統(tǒng)中，使管網(wǎng)流量按需分配，消除水系統(tǒng)水力失調(diào)，解決冷熱不均問題，可節(jié)能、節(jié)電15%-20%。