控制阀使用与维修

控制阀使用与维修控制阀使用与维修一、概述二、控制阀的发展历程三、控制阀的组成与分类四、控制阀结构详解五、控制阀的安装与调试六、控制阀的维护和常见的故障一、概述执行机构是自动调节系统的重要组成部分，通常用其来调节流入（或流出）调节对象的物质或能量，以实现对生产过程中各种工艺参数的自动控制，所以又称为调节系统的终端控制元件。一个自动调节系统即使设计合理、装置设备先进，但如果调节机构选择不当，如特性不好或调节范围不合适，仍然会使调节系统出现异常。由于调节机构直接与工作介质接触，使用条件恶劣，所以容易出现故障，比如控制阀尺寸选择不合理或特性不适宜，使调节质量不高；控制阀通流部分被腐蚀、堵塞，使其工作特性变坏；控制阀的机械性能差，动作不灵敏或产生振荡等。因此我们在对气动执行机构进行检修和维护时，必须对调节机构的结构、原理、特性等进行了解，以保证工作的顺利进行，这是保证自动调节系统正常工作的基础。一、概述Cv值概念流量系数Cv值是仪表控制阀的重要参数，它反映控制阀的能力（容量），根据Cv值的大小来确定控制阀的公称通径。Cv值的定义是：阀处于全开状态，两端压差为1pound/inch2的条件下，60℉（15.6℃）的清水，每分钟通过阀的美加仑数。按公制定义的流量系数符号为Kv，Kv与Cv的关系是Cv=1.17KV。一、概述其它概念流开：在节流口，介质的流动方向向着阀打开方向流动时，叫流开。流闭：在节流口，介质的流动方向向着阀关闭方向流动（时，叫流闭。气关：气源压力增加时，推杆向下移动，阀芯处于关的位置时，叫气关。（一般从上方进气）。气开：气源压力增加时，推杆向上移动，阀芯处于开的位置时，叫气开。（一般从下方进气）。可调比：控制阀所能控制的最大流量(Qmax)与最小流量(Qmin)之比，称为控制阀的可调比。流量特性：被调介质流过阀门的相对流量(Q/Qmax)与阀门的相对行程(l/L)之间的关系称为控制阀的流量特性。(直线流量特性、等百分比流量特性、快开流量特性)。一、概述流量特性二、控制阀的发展历程控制阀的概念控制阀的概念可以追溯到古罗马时期，人们为了农作物灌溉而开发的相当复杂的水系统，采用了旋塞阀和柱塞阀。二、控制阀的发展历程滑动阀杆(SlidingStem)的概念是由吉米瓦特(JamesWatt)在其飞球式调节器应用中发明的。二、控制阀的发展历程液位式控制阀原理图这种控制器的原型是由俄国的波尔祖诺夫（И.И.Полэунов）在1765年发明的蒸汽机锅炉的水位自动调节器。二、控制阀的发展历程现代控制阀的发明1880年，一位名叫WilliamFisher(美国Marshall城市水厂)的工程师发明了一种恒压泵调节器(控制阀)。1906年Fisher去世，他的妻子Martha继续经营公司，知道把公司交给他们的儿子Jasper。二、控制阀的发展历程FISHER公司从那时起到现在过去了132年，FISHER公司总部一直设在Marshallown,IOWAState,USA。二、控制阀的发展历程全球控制阀市场份额表1882年WilliamB.Mason创立了MASON调节器公司，既后来的Masoneilan公司的前身。Mason+neilan=Masoneilan二、控制阀的发展历程二、控制阀的发展历程1907年SANDVOSS五兄弟在德国成立了SAMSON公司。Neilan公司生产出了具有球面轴承导向的坚固的多弹簧薄膜执行机构，到1930年左右，这些阀门已经发展成了今天我们熟知的直通单双座控制阀。二、控制阀的发展历程二、控制阀的发展历程1906年，山口武彦（YAMAGUCHITAKEHIKO创立了山武公司。1933年，YAMATAKE（山武公司）生产出了全日本第一台调节阀。二、控制阀的发展历程MasoneilanCamflex(Series35002)ValvePositionerV-BALLControlValve二、控制阀的发展历程LinedButterflyControlValveVALTEKValveVALTEKControlValve二、控制阀的发展历程SmartI/PPositioner分级减压，多级节流二、控制阀的发展历程低温型上盖波纹管密封上盖控制阀的发展与工业生产过程控制的发展密切相关。控制阀的发展与提高产品质量，降低原材料消耗等紧密结合，使控制阀产品的品种更新和增加，功能扩展，适应面越来越广。控制阀的发展使工业应用更方便、灵活、可靠。二、控制阀的发展历程三、控制阀组成与分类控制阀的组成根据国际电工委员会IEC对控制阀ControlValve的定义：控制阀是由执行机构和调节机构（阀体部件）两部分组成。调节阀＝执行机构+调节机构执行机构是控制阀的推动装置，它按信号压力的大小产生相应的推力，使推杆产生相应的位移，从而带动控制阀阀的阀芯动作；调节机构是控制阀的调节部份，它直接与介质接触，通过执行机构推杆的位移，改变控制阀的节流面积，达到调节的目的。控制阀分类形式a按结构形式分，有单座、双座、角形、蝶阀等。b按动作形式分，有直行式、角行式等。c按照介质通过调节阀时，对阀芯的作用力方向分，有流开式和流闭式等。d按操作能源的不同，又可分为气动、液动、电动三大类。三、控制阀组成与分类三、控制阀组成与分类e按主要参数分1按压力分类(1)真空阀：工作压力低于标准大气压；(2)低压阀：公称压力PN≤1.6MPa；(3)中压阀：PN2.5～6.4MPa；(4)高压阀：PNl0.0～80.OMPa，通常为PN22、PN32；(5)超高压阀：PN≥IOOMPa。2按介质工作温度分类(1)高温阀：t＞450℃；(2)中温阀：220℃≤t≤450℃；(3)常温阀：－40℃≤t≤220℃；(4)低温阀：－200℃≤t≤－40℃。不同分类方式有着各自不同的特性，应用的场合不同。四、控制阀结构详解单座阀顶部导向型单座控制阀是一种体积小、结构简单但却能适应苛刻工况条件的单座控制阀。球形阀型腔采用低流阻设计，流道简单，流通能力大。流体压力不平衡型阀芯结构，允许工作压差较低。由于只有一个阀芯，所以容易保证密封、泄漏量小。进一步设计后，可作为切断阀使用。该系列控制阀很容易制成波纹管密封型蒸汽夹套型加长型上阀盖等特殊结构。四、控制阀结构详解单座阀图示为全蒸汽夹套型顶部导向单座控制阀，夹套出入口尺寸根据客户要求设计制造。四、控制阀结构详解单座阀该顶部导向型单座控制阀采用流体压力平衡型阀芯结构，因此与压力不平衡顶部导向型单座控制阀相比能够承受较高的工作压差，同时由于采用平衡密封环使控制阀动态稳定性更好，与套筒导向型单座控制阀相比，更能适应流体中含有一些颗粒杂质的场合，而且不易造成阀芯的卡死。适用于苛刻条件的流体控制。四、控制阀结构详解单座阀图示为高压顶部导向单座控制阀。由于采用不平衡型阀芯需要较大的执行机构输出力，但是与精小型设计的多弹簧薄膜式执行机构或气缸式执行机构组合后外形大为缩小，由于没有采用流体压力平衡型结构，该系列控制阀特别适用于料浆、聚合物、结晶体及高温流体。该结构与目前先进的模块化结构的相似度极高。四、控制阀结构详解单座阀流体压力平衡阀芯型套筒导向型单座控制阀是一种大容量、动态稳定性优良、适合荷刻工况条件的高性能控制阀。由于具有使作用在阀芯上的流体压力平衡的结构，因此只须用较小的操作力便可达到稳定调节。能够承受较高的工作压差。四、控制阀结构详解单座阀该系列控制阀为了达到低噪音和防空化的目的，采用多孔式套筒取代标准型套筒。因此除了多孔式套筒以外其余的零件都能和流体压力平衡阀芯型套筒导向型单座控制阀互换。四、控制阀结构详解高温用平衡密封环非高温用平衡密封环四、控制阀结构详解双座阀套筒导向型双座控制阀采用流体压力平衡型阀芯结构。与顶部导向型单座控制阀相比能够承受较高的工作压差；与套筒导向型单座调节阀相比由于没有平衡密封环，动态稳定性较差，同时泄漏量也较大。阀内件易于装拆、更换及维护。对阀座泄漏量要求不高时，为中等压力流体控制最经济的阀门。。四、控制阀结构详解双座阀该系列控制阀采用了多级降压式套筒，以其独特的迷宫式套筒结构完全控制了流经阀内件的流体流速，有效地消除空化、大幅度降低高压差气体或蒸汽所产生的噪音，也可有效防止液体产生气蚀现象，是一种无气蚀损伤、低噪音、控制流体稳定的经济型控制阀，是高压差控制的最理想的一种结构。四、控制阀结构详解四、控制阀结构详解四、控制阀结构详解四、控制阀结构详解四、控制阀结构详解四、控制阀结构详解四、控制阀结构详解各种阀型之阀芯受流体作用情况四、控制阀结构详解三通控制阀三通控制阀其结构分为合流结构、分流结构两大类，可广泛应用于化工、炼油等生产装置精确控制气体、液体等介质的工艺参数如压力、流量、温度、液位等，使之保持在给定值。适合于将两种流体混合成一种流体，或不同温度的同种流体混合成同一温度的流体，将一种流体分成两路流体。四、控制阀结构详解分流阀合流阀四、控制阀结构详解该系列为高压顶部导向型单座角阀，与由于采用不平衡型阀芯需要较大的执行机构输出力，但是与精小型设计的多弹簧薄膜式执行机构组合后外形大为缩小，由于没有采用流体压力平衡型结构，该系列调节阀特别适用于料浆聚合物结晶体及高温流体。四、控制阀结构详解四、控制阀结构详解四、控制阀结构详解球阀结构简单、重量轻、材料成本低，比同样流通能力的直行程调节阀更经济。阀轴没有暴露在流道中，全开时流道几乎直通，流通能力大，是一种大容量的控制阀（MaxFlow），适用于低压差大流量控制的场合。带V形切口球面的阀板在小开度时仍能精确地控制流体，大大增加了可调比；同时V形切口与阀座间还有剪切作用，适用于含纤维质的流体、料浆类流体、高粘度流体，含聚合物、颗粒物、结晶体等流体的控制。四、控制阀结构详解球阀金属密封球阀采用超音速喷涂或热喷焊工艺在球体表面和阀座密封面上喷涂碳化钨/碳化铬或喷焊镍基合金，对其密封面进行硬化处理；再采用专有研磨设备和技术研磨球和阀座，使其完全密封，最高可达零泄漏。研磨的球和阀座无缝隙完全贴合形成面密封，既能防止杂质进入密封面之间，动作时还能刮除黏附在球面上的异物，具备自清洁功能。适用于高温高压，含有颗粒粉体及料浆类流体。四、控制阀结构详解四、控制阀结构详解偏心角行程结构简单、重量轻、材料成本低，比同样流通能力的直行程调节阀更经济。流通能力较大，是一种大容量的控制阀（MaxFlow），适用于低压差大流量控制的场合􀃎流道简单，适用于料浆类流体、高粘度等流体，甚至含少量颗粒物的流体的控制。四、控制阀结构详解同芯角行程阀四、控制阀结构详解四、控制阀结构详解蝶阀蝶阀的阀板与阀座具有独特的结构设计，因此具有优良的切断性能和耐久性能，是一种用途广泛的控制阀。阀座用压圈固定于阀体——阀座为非运动部件，减少运动过程中流体对阀座的冲刷；容易更换阀座备件。两端高精度轴承导向——避免压力直接作用于填料而造成非正常磨损。双重填料组密封——完全避免外漏。部分球面阀板——使之既具有球阀的严密切断特性，又具有蝶阀的体小量轻的特点。镜面阀板球面——球面表面镀硬铬及抛光处理，象镜面一样，从而减小了阀板对阀座的磨损。软阀座之密封环与垫环分离——有利于密封环的强化处理，延长使用寿命，垫环为弹性元件，保证了密封需要的弹性。四、控制阀结构详解软阀座（上左常温）金属阀座（下左低压）四、控制阀结构详解同芯型/单偏芯四、控制阀结构详解偏芯型/双偏芯四、控制阀结构详解偏芯型/三偏芯四、控制阀结构详解同芯型与偏心型之比较a同芯型无偏芯力矩，适用于高压、高压差、大口径的场合，阀板两端始终与阀座接触，造成磨损的可能，阀板的加工成本较高。b偏心型有偏芯力矩，需要更大的执行机构力矩，适用于常压、中小口径的场合，阀板只有在关闭位置与阀座接触，不易造成阀座的磨损，阀板的加工成本较低。四、控制阀结构详解多弹簧气动执行机构它主要针对老式薄膜执行机构笨重和反作用可靠性差的问题而设计的。在减少重量和高度方面，它将老结构的单弹簧改为多弹簧，并将弹簧直接置于上下膜盖内，使支架大大地减小、减轻；在可靠性方面，将