自力式控制阀工作原理

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摘 要：自力式控制阀工作原理自力式调节阀是一种新型阀门，在我国工业领域得到了越来越广泛的应用。文章通过对自力式调节阀原理、使用条件以及优缺点的解析，以便于自力式调节阀在生产中更好地使用和维护。
关键字：自动式调节阀 调节阀结构 调节阀原理

1 自力式调节阀的定义
之前介绍弹簧微启式燃气安全阀应用，现在介绍自力式调节阀又称自力式控制阀，它依靠流经阀内介质自身的压力、温度作为能源驱动阀门自动工作，不需要外接电源和二次仪表。和有源动力的调节阀相比，自力式调节阀主要从本质上可以稳定压差或流量，而不是调节。它具有响应速度快，结构简单，易维护，价格低的特点。

2 自力式控制阀工作原理自力式调节阀的结构和工作原理
2.1自力式调节阀的分类
自力式调节阀按作用方式分类，可以分为直接作用式调节阀和间接作用式调节阀。
直接作用式调节阀又称为弹簧负载式调节阀，其结构内有弹性元件：如弹簧、波纹管、波纹管式的温包等，利用弹性力与反馈信号平衡的原理。

间接作用式调节阀会增加一个先导阀，先导阀对反馈信号放大，然后通过执行机构驱动主阀阀瓣运动达到改变阀门开度的目的。如果是压力调节阀，反馈信号就是阀出口压力，通过信号管引入执行机构。如果是流量调节阀，阀的出口处就会有一个孔板（或者是其他阻力装置）由孔板两端取出压差信号引入到执行机构。如果是温度调节阀，阀的出口就会有温度传感器（或者温包）通过温度传感器内介质的热胀冷缩来驱动执行机构。
按照自力式调节阀的控制参量分类，可以分为如下四类：

（1）控制网路中某个部分的流量；

（2）控制网路中某个部分的压差；

（3）控制热交换装置的出水温度；

（4）控制供暖或者空调房间的温度。文章将以前两种自力式调节阀作为讨论对象。
自力式调节阀具有节能功能，因此，在一些控制要求不高的场合被广泛应用。自力式调节阀执行机构膜头的输入信号是控制阀前或阀后的压力或两端的压差，或经温包转换后的压力信号。执行机构的结构类似气动薄膜执行机构。
    自力式调节阀对被控介质有一定要求，例如，自力式压力调节阀的被控介质温度应低于某一规定值，介质应干净，当介质温度较高时，例如，用于91视频WWW免费下载或150℃以上的液体时，应设置冷凝器，使进入执行机构比较器内的介质温度低于规定值。

2.2 自力式流量控制阀
自力式流量控制阀的作用是在阀的进出口压差有变化的情况下，维持通过阀门的流量恒定，从而维持与之串联的被控对象的流量恒定。自力式流量控制阀的名称较多，如自力式流量平衡阀、自平衡阀、定流量阀、动态流量平衡阀等。各种类型的自力式流量控制阀，结构各有相异，但工作原理相似。下面以ZL47型自力式流量控制阀为例，介绍其结构和工作原理。
如图1所示，ZL47型自力式流量控制阀从结构上说，是一个双阀组合，即由一个手动调节阀组和自动平衡阀组组成。手动调节阀组的作用是来设定流量，自动平衡阀的作用是维持流量恒定。

图1 ZL47自力式流量控制结构示意图
对于手动调节阀组来说，流量，式中Kυ为手动调节阀阀口流量系数，P2－P3为手动调节阀阀口两侧压差。Kυ的大小取决于开度，开度固定，Kυ即为常数，则流量C不变。而P2－P3差值的恒定是由自动平衡阀组控制的。比如进出口压差P1－P3增大，则通过感压膜和弹簧的作用使自动平衡阀组关小，使P1－P2增大，从而维持P2－P3的恒定；反之如果P1－P3减小，则自动平衡阀组开大，使P1－P2减小，维持P2－P3的恒定。
手动调节阀组的每一个开度对应一个流量，开度和流量的关系由试验标定，并配有开度的显示和锁定装置。
2.3 自力式压差控制阀
自力式压差控制阀的作用是维持施加在被控对象上的压差恒定。这里以ZY47型自力式压差控制阀为例解析其结构和工作原理。
如图2所示，ZY47型自力式压差控制阀按照安装方式分为供水式结构和回水式结构，二者不可互换使用。这种阀门由阀体、双节流阀座、阀瓣、感压膜、弹簧以及压差调整装置组成。图2（a）为回水式结构示意图，图2（b）为其安装位置示意图。

图2 ZY47型自力式压差控制阀回水式结构及安装示意图
当网路的供回水压差P1－P3增大，则感压膜带动阀瓣下移，使得P2－P3增大，从而维持P1－P2（施加于被控环路的压差）恒定；反之，P1－P3减小，则阀瓣上移，P2－P3减小，使P1－P2不变。
若P1－P3不变，而图2（b）所示的环路内部阻力发生变化，比如某一支路判断，则环路的总阻力增大，在这个瞬间P2减小，P1－P2增大；但随之感压膜的受力平衡被打破，阀瓣下移，压差控制阀的阻力会增大，而使P2又回升到原来的大小，即P1－P2不变。可见，无论是网路压力出现波动，还是被控对象内部阻力发生变化，自力式压差控制阀都可以维持施加于被控对象的压差恒定。
                                   
    自力式压力调节阀根据取压点位置分阀前和阀后两类，取压点在阀前时，用于控制阀前压力恒定；取压点在阀后时，用于控制阀后压力恒定。对91视频WWW免费下载介质，可采用冷凝器将介质91视频WWW免费下载冷凝，保护进入膜头的介质温度在现场环境温度，避免使膜片损坏。对91视频黄色网介质，可直接将被控91视频黄色网送入膜头。
    控制阀前压力的自力式调节阀

控制阀后压力的自力式调节阀
                                    
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    右侧图示是自力式压差调节阀。图中，流量设定调整用于调节流阻。设定调整用于改变弹簧的初始预紧力，调节压差的设定值。图中的压差是用两个薄膜执行机构输出推力的比较来实现的，也可只用一个薄膜执行机构。当取压点的信号来自同一管道上安装的孔板两侧时，可用于控制流量。
    带指挥器的自力式调节阀和直接作用自力式调节阀类似，其设定信号由指挥器的设定弹簧设置。
    另有一种采用重锤作为设定的自力式调节阀。重锤经杠杆连接到阀杆，其重力经放大后作用在阀杆上，只有两者平衡时，阀杆才不移动。由于其结构简单，维护量少，在一些不重要或初级的压力控制系统中被采用，例如，91视频WWW免费下载分压缸的压力控制等。

    3 自力式调节阀的优缺点
自力式调节阀是一个新的调节阀种类。相对于手动调节阀，其优点是能够自动调节；相对于自动调节阀，其优点是不需要外部动力。应用实践证明，在闭式水循环系统（如空调冷冻水系统、热水供暖系统）中，正确使用这种阀门，可以方便地实现系统的流量分配；可以实现系统的动态平衡；可以简化系统的调试工作；可以稳定泵的工作状态等。主要的优点可以概括为：

（1）调节精度高。

（2）执行机构的检测精度高。

（3）阀门动作灵敏，操作简单。

（4）调节阀反应速度快，控制。

（5）能在无电无气的工况下工作，节约了能源。
缺点是现在的这种阀门大多数在DCS没有监控显示，不能直接判断阀门的状态，只能通过前后的压力表或流量计判断阀门有没有正常工作。还有这种阀门对其密封性能要求很高。

4 自力式控制阀密封性能
自力式调节阀密封性能和强度性能是一切自力式调节阀基本、重要的性能。自力式调节阀的密封分内密封和外密封两个部分。内密封是阀瓣与阀座之间的密封；外密封是阀杆运动部位与阀盖之间、阀体与阀盖之间和阀体与管道联接部位之间的密封。自力式调节阀在使用时不仅要求密封性能好，而且必须保证安全。

如果因密封不好而发生泄漏或因强度不够而使零件破坏，将会造成不同程度的经济损失，如输送有毒、易燃易爆或有强腐蚀性流体，还可能导致严重的安全事故。为了保证自力式调节阀的密封和强度，除了必须遵守有关标准规定合理地进行结构设计、确保工艺质量外，还必须正确地选用材料。
5 自力式调节阀使用注意点
除了一些普通阀门使用注意点外，自力式调节阀必须注意以下几点：

（1）阀在91视频黄色网或低粘度液体介质中使用时，自力式压力调节阀为直立安装在水平管上，当位置空间不允许时才倒装或斜装。

（2）阀在91视频WWW免费下载或高粘度液体介质中使用时，通常自力式压力调节阀为倒立安装在水平管上，冷凝器（91视频WWW免费下载用自力式）应高于调压阀的执行机构而低于阀前后接管。使用前冷凝器应灌满冷水，以后约3个月需要灌水一次。

（3）尽量安装阀前过滤器，除非是洁净液体或91视频黄色网。与本产品相关论文：91视频看看簧色裂纹检修