調節閥

調節閥又稱控制閥，它是過程系統中用動力操作去改變流體流量的裝置。可見調節閥是由執行機構和閥門部件兩部分組成。執行機構是調節閥的驅動裝置，它按信號壓力的大小產生相應的推力，使推桿產生相應的位移，從而帶動調節閥的閥芯動作。閥門部件是調節閥的調節部分，它直接與介質接觸通過執行機構推桿的位移，改變調節閥的節流面積，達到調節的目的。

調節閥工作原理

調節閥在工業自動化過程控制領域中，通過接受調節控制單元輸出的控制信號，借助動力操作去改變介質流量、壓力、溫度、液位等工藝參數的控制元件。一般由執行機構和閥門組成。如果按行程特點，調節閥可分為直行程和角行程；按其所配執行機構使用的動力，按其功能和特性分為線性特性，等百分比特性及拋物線特性三種。調節閥適用于空氣、水、蒸汽、腐蝕性介質、泥漿、油品等介質。調節閥按其能源的方式不同，主要分為氣動調節閥、電動調節閥、液動調節閥、自力式調節閥四大類，它們的差別在于所配的執行機構。氣動調節閥是以壓縮空氣為動力源，配的是氣動執行機構；電動調節閥以電為動力源，配的是電動執行機構；液動調節閥以液壓為動力源，配的是液動執行機構。自力式調節閥是以被調介質本身的能量來進行閥前或閥后調節。根據需要，調節閥可以配用多種的附件，使它的使用更方便，功能更完善，這些附件有閥門定位器、手輪機構、電氣轉換器等。

調節閥分類

調節閥的種類繁多。隨著各類成套設備工藝流程和性能的改進，調節閥的種類還在不斷增加，且有多種分類方法。

調節閥按自力式和驅動式分類

1）自力式調節閥

利用被調介質（液體、空氣、蒸汽、天然氣等）自身能量，實現介質溫度、壓力、流量自動調節的閥門。如自力式壓力調節閥、自力式溫度調節閥、自力式差壓調節閥、自力式微壓調節閥等。

2）驅動式調節閥

借助手動、電動、氣動來操縱的調節閥。如氣動調節閥、電動調節閥、（電）液動調節閥、智能調節閥、手動調節閥等。

調節閥按主要技術參數分類

1）按公稱尺寸分類：

①小口徑調節閥。公稱尺寸≤DN40 的調節閥。

②中口徑調節閥。公稱尺寸DN50～DN300的調節閥。

③大口徑調節閥。公稱尺寸≥DN350 的調節閥。

2）按公稱壓力分類：

①真空調節閥。工作壓力低于標大氣壓的調節閥。

②低壓調節閥。公稱壓力≤PN16 的調節閥。

③中壓調節閥。公稱壓力為 PN25～PN63的調節閥。

④高壓調節閥。公稱壓力為 ≥PN100的調節閥。

3）按工作介質溫度分類：

①高溫調節閥。t＞450℃的調節閥。

②中溫調節閥。120℃＜t≤450℃的調節閥。

③常溫調節閥。-29℃≤t≤120℃的調節閥。

④低溫調節閥。-100℃≤t＜-29℃的調節閥。

⑤超低溫調節閥。t＜-100℃的調節閥。

4）按閥體材料分類：

①非金屬材料調節閥。如陶瓷調節閥、玻璃鋼調節閥等。

②金屬材料調節閥。如銅合金調節閥、鋁合金調節閥、鉛合金調節閥、鈦合金調節閥、蒙乃爾合金調節閥、哈氏合金調節閥、鑄鐵調節閥、碳素鑄鋼調節閥、低合金鋼調節閥、高合金鋼調節閥、不銹鋼調節閥等。

③金屬閥體襯里調節閥。如襯鉛調節閥、襯聚四氟乙烯調節閥、襯搪瓷調節閥、襯膠調節閥等。

5）按與管道的連接方式分類：

①法蘭連接調節閥。閥體上帶有法蘭，與管道采用法蘭連接的調節閥。

②螺紋連接調節閥。閥體上帶有內螺紋或外螺紋，與管道采用螺紋連接的調節閥。

③焊接連接調節閥。閥體上帶有焊口，與管道采用焊接連接的調節閥。

④夾箍連接調節閥。閥體上帶有夾口，與管道采用夾箍連接的調節閥。

⑤卡套連接調節閥。用卡套與管道連接的調節閥。

6）按操縱方式分類：

①手動調節閥。借助手輪、手柄、杠桿或鏈輪等，由人力來操縱的調節閥。當需要傳遞較大力矩時，可采用蝸桿、錐齒輪、直齒輪等減速裝置。

②電動調節閥。用電動機或其他電氣裝置操縱的調節閥。

③氣動調節閥。借助空氣的壓力來操縱的調節閥。

調節閥按用途和作用分類

1）流量自動調節的調節閥。升壓設備壓送到管道的液體的流量，可借助流量變送器測量。變送器的標準輸出信號傳送給調節器，調節器發生的控制信號通過閥門定位器作用在調節閥上。當有擾動作用時，如果管路中的流量下降，那么調節器使調節閥開大，直到回復為原來的流量。

2）液面自動調節閥。罐中的液面高度的信號，由變送器傳送給調節器，輸出值與給定值在調節器中比較，調節器輸出信號作用于調節閥。當液面增高時，流量減少;相反，當液面下降時，流量增加。

3）壓力自動調節的調節閥。使系統或罐中的壓力保持恒定的調節閥。

4）溫度自動調節的調節閥。使工藝過程保持一定溫度的調節閥。

調節閥按結構型式分類

1）氣動調節閥

①按氣動執行機構的形式分類：

a）薄膜執行機構。又分直裝式（正作用和反作用）及側裝式（正作用和反作用）。b）活塞執行機構。又分比例式（正作用和反作用）和二位式。c）長行程執行機構。d）滾動薄膜執行機構。

②按調節形式分類∶a）調節型; b）切斷型; c）調節切斷型。

③按移動型式分類∶a）直行程; b）角行程。

④按閥芯形狀分類∶a）平板形閥芯;b）柱塞形閥芯; c）窗口形閥芯;d）套筒形閥芯;e）多級形閥芯;f）偏旋形閥芯;g）蝶形閥芯;h）球形閥芯。

⑤按流量特性分類∶ a）直線; b）等百分比;c）拋物線;d）快開。

⑥按上閥蓋形式分類;a）普通型;b）散（吸）熱型;c）長頸型;d）波紋管密封型。

2）電動調節閥

①按電動執行機構的形式分類∶a）角行程;b）直行程;c）多回轉式。

②按附件形式分類∶a）伺服放大器; b）限位開關。

③按流量特性分類∶a）直線; b）等百分比; c）拋物線;d）快開。

④按上蓋形式分類∶a）普通型;b）散（吸）熱型;c）長頸型;d）波紋管密封型。

3）手動調節閥

按閥芯形狀分類∶圓錐形;柱塞形;窗口形;套筒形;多級形;偏旋形;蝶形;球形或半球形。

4）（電）液動調節閥。

5）智能調節閥。

調節閥類型選擇

調節閥結構型式選擇

1）從使用功能上選擇調節閥：

①調節功能∶要求調節閥動作平穩;開度比較小時調節性能好;選好所需的流量特性;滿足可調比; 阻力小、流量比大（閥的額定流量參數與公稱尺寸之比）;調節速度快。

②泄漏量與切斷壓差。這兩者是不可分割、互相關聯的兩個因素。泄漏量應滿足工藝要求，且有密封面可靠性的保護措施;切斷壓差（調節閥關閉時的壓差）必須提出，讓所選調節閥有足夠的輸出力來克服，否則會導致選擇執行機構過大或過小。

③防堵。調節閥所通過的介質即使是干凈的，也存在堵塞問題。這是由于管路內的氧化皮等臟物被介質帶入調節閥內，造成堵塞，所以應考慮調節閥的防堵性能。通常角行程的調節閥，比直行程的調節閥防堵性能好得多，故易堵塞的場合建議選用角行程調節閥。

④耐蝕。包括耐沖蝕、汽蝕、腐蝕，主要涉及調節閥材料的選擇和使用時間，同時涉及經濟性問題。應該選擇調節閥具有好的抗腐蝕性，且價格又合理。

⑤耐壓與耐溫。這涉及調節閥的公稱壓力、工作溫度的選擇。主要是恰當地選擇調節閥的主體材料和內件材料。

2）綜合經濟效果確定調節閥類型。在滿足上述使用功能的要求中，適用的調節閥有幾類。此時便應綜合經濟效果確定某一調節閥類型。為此，至少應考慮以下四個問題∶可靠性、使用時間、維修方便，有備品備件、產品性能價格比適宜。

3）調節閥類型的選擇順序。根據調節閥的功能優劣和上述原則，調節閥的選擇順序如下∶全功能輕型調節閥→V形開口球閥→蝶閥→套筒調節閥→單座調節閥→雙座調節閥→偏心旋轉閥→O 形球閥→角式調節閥→三通閥→隔膜閥。

調節閥執行機構選擇

輸出力的考慮：

執行機構不論是哪種類型，它的輸出力都是用于克服負荷的有效力。負荷主要是指不平衡力和不平衡力矩，加上摩擦力、密封力、重力等有關的力作用。

為了使調節閥能正常工作，配用的執行機構要能產生足夠的輸出力，來克服各種阻力，以保證嚴密的密封性能或靈敏的開啟。

對雙作用的氣動、電液、電動執行機構，一般都沒有復位彈簧。作用力的大小與它的運動方向無關。因此，選擇執行機構的關鍵在于弄清最大的輸出力或電動機的轉動力矩。

對于單作用氣動執行機構，輸出力與閥門的開度有關，調節閥上出現的力，也將影響運動特性。因此，要求在整個調節閥的開度范圍建立力平衡。