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套筒式調(diào)節(jié)閥的套筒與閥瓣為間隙配合,套筒上開有多個(gè)節(jié)流窗口,窗口的形狀決定了調(diào)節(jié)閥的流量特性,窗口的面積大小影響調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)Cv。閥座采用自對(duì)中無(wú)螺紋卡入式結(jié)構(gòu),閥座上的圓錐密封面與閥瓣上的圓錐密封面相配合形成切斷密封副,保證閥瓣壓緊在閥座上時(shí)閥門嚴(yán)密關(guān)斷。閥座直徑的大小影響調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)Cv。閥瓣上平行于軸向有對(duì)稱分布的平衡孔,使閥瓣上下端面的腔室連通,這樣閥內(nèi)介質(zhì)作用在閥瓣軸向上的力大部分相互抵消,介質(zhì)在閥桿上產(chǎn)生的不平衡力就非常小。套筒上有一個(gè)聚四氟乙烯平衡密封座,當(dāng)閥瓣全關(guān)時(shí),閥瓣上平衡密封面壓緊在套筒上的聚四氟乙烯平衡密封座上形成嚴(yán)密切斷,保證上腔室的介質(zhì)不能進(jìn)入平衡室。當(dāng)閥瓣上下移動(dòng)時(shí),套筒上的節(jié)流窗口的通道面積會(huì)發(fā)生變化,從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)管道內(nèi)介質(zhì)流量和壓力等的功能。

2、閥芯導(dǎo)向面大,可改善由渦流和沖擊引起的振蕩。

3、比普通的單、雙座調(diào)節(jié)閥噪聲降低10dB左右。

4、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,裝拆維修方便。

2、閥桿與填料之間的摩擦力比較小,減小了閥門動(dòng)作的阻力,且閥桿和填料的磨損也小,使用壽命增加。另外,較小直徑的閥桿在中高溫時(shí)熱脹冷縮變化量小,避免了在中高溫時(shí)閥桿與填料之間摩擦力增大或互相抱卡塞住的情況發(fā)生。

3、由于新型套筒閥是平衡式結(jié)構(gòu),與非平衡式的直通單座閥比較,所配置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以比較小,但卻可以克服比直通單座調(diào)節(jié)閥高的介質(zhì)壓差。例如,DN200/ DN250/ DN300 的新型套筒調(diào)節(jié)閥只需配置C60 氣缸式執(zhí)行機(jī)構(gòu),不需要更大的氣缸執(zhí)行機(jī)構(gòu)。最大閥座直徑時(shí),允許工作壓差是相同配置直通單座調(diào)節(jié)閥的2 倍左右,也可配置薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)和防爆電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

4、新型套筒調(diào)節(jié)閥采用自對(duì)中無(wú)螺紋卡入式閥座結(jié)構(gòu)和模塊化設(shè)計(jì),閥門拆裝方便,并能達(dá)到Ⅳ級(jí)以上泄漏量標(biāo)準(zhǔn)。

5、在150℃以下時(shí),金屬硬密封可以達(dá)到Ⅳ級(jí)以上泄漏量標(biāo)準(zhǔn),聚四氟乙烯軟密封可以達(dá)到Ⅵ級(jí)泄漏量標(biāo)準(zhǔn)。DN200/ DN250/ DN300 的新型套筒調(diào)節(jié)閥使用壽命高于直通單座調(diào)節(jié)閥。

6、新型套筒調(diào)節(jié)閥在DN80以上時(shí),調(diào)節(jié)范圍的幾何尺寸和公差應(yīng)符合圖樣要求。

對(duì)于套筒調(diào)節(jié)閥來(lái)說(shuō),情況就比較復(fù)雜了,所以我們主要討論套筒調(diào)節(jié)閥的三斷保位方法。一般來(lái)說(shuō),我們?cè)谶x擇套筒薄膜調(diào)節(jié)閥時(shí),都要先確定選氣開還是氣閉,這就是選擇調(diào)節(jié)閥斷氣時(shí)的保護(hù)位置,如果工藝要求斷氣時(shí)閥門打開,則選擇常開(氣閉)式調(diào)節(jié)閥,反之則選常閉(氣開)式調(diào)節(jié)閥。這只是一個(gè)粗淺的方案,如果工藝要求斷氣、斷電、斷信號(hào)的三斷保護(hù),則調(diào)節(jié)閥就需要配置一些附件來(lái)組成一個(gè)保護(hù)系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)控制要求,這些附件主要有保位閥、電磁閥、氣罐等。以下是單作用氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥和雙作用氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的兩種保位方案。

一、套筒薄膜調(diào)節(jié)閥方案(調(diào)節(jié)閥配用電-氣閥門定位器)

主要由套筒調(diào)節(jié)閥、氣閥門定位器、失電(信號(hào))比較器、單電控電磁換向閥、氣動(dòng)保位閥、閥位信號(hào)返回器等組成。其工作原理如下:

1、斷氣源:當(dāng)控制系統(tǒng)氣源故障(失氣)時(shí),套筒保位閥自動(dòng)關(guān)閉將定位器的輸出信號(hào)壓力鎖定在氣動(dòng)控制閥的膜室內(nèi),輸出信號(hào)壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡,氣動(dòng)控制閥的閥位保持在故障位置。該保位閥應(yīng)設(shè)定在略低于氣源的最小值時(shí)啟動(dòng)。

2、斷電源:當(dāng)控制系統(tǒng)電源故障(失電)時(shí),失電(信號(hào))比較器控制單電控電磁換向閥的輸出電壓消失,單電控電磁換向閥失電,單電控電磁換向閥內(nèi)的滑閥在復(fù)位彈簧的作用下滑動(dòng),電磁閥換向,將氣動(dòng)保位閥的膜室壓力排空,氣動(dòng)保位閥關(guān)閉,將定位器的輸出信號(hào)壓力鎖定在氣動(dòng)控制閥的膜室內(nèi),輸出信號(hào)壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡,氣動(dòng)控制閥的閥位保持在故障位置。

3、斷信號(hào):當(dāng)控制系統(tǒng)信號(hào)故障(失信號(hào))時(shí),失電(信號(hào))比較器檢測(cè)到后,斷掉單電控電磁換向閥的電壓信號(hào),單電控電磁換向閥失電,單電控電磁換向閥內(nèi)的滑閥在復(fù)位彈簧的作用下滑動(dòng),電磁閥換向,將氣動(dòng)保位閥的膜室壓力排空,氣動(dòng)保位閥關(guān)閉,將定位器的輸出信號(hào)壓力鎖定在氣動(dòng)控制閥的膜室內(nèi),輸出信號(hào)壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡,氣動(dòng)控制閥的閥位保持在故障位置。

位置反饋信號(hào)由閥位信號(hào)返回器給出。

優(yōu)點(diǎn):"三斷"保護(hù)啟動(dòng)時(shí),系統(tǒng)反應(yīng)較快,動(dòng)作迅速。

缺點(diǎn):電磁閥長(zhǎng)期帶電,影響使用壽命。配用附件較多,安裝、調(diào)試復(fù)雜一些,閥位反饋需另配閥位信號(hào)返回器,在配用手輪的情況下,比較復(fù)雜。

二、雙作用套筒調(diào)節(jié)閥方案(調(diào)節(jié)閥配用電-氣閥門定位器)

主要由控制閥、氣控?fù)Q向閥、定位器、自鎖閥、單向閥、減壓閥、儲(chǔ)氣罐等組成。其工作原理如下:

當(dāng)控制系統(tǒng)氣源故障(失氣)時(shí),自鎖閥(其作用方式與保位閥相反)自動(dòng)打開,將氣控?fù)Q向閥的控制氣源撤消,氣控?fù)Q向閥的滑閥在彈簧的作用下復(fù)位,兩個(gè)氣控?fù)Q向閥中的其中一個(gè)排氣,另一個(gè)進(jìn)氣,單向閥關(guān)閉,氣源由儲(chǔ)氣罐中儲(chǔ)存的氣源向閥門供氣,從而實(shí)現(xiàn)閥門的全關(guān)或全開。全關(guān)或全開的轉(zhuǎn)換可通過(guò)調(diào)整氣控?fù)Q向閥的連接方式實(shí)現(xiàn)。

如果要實(shí)現(xiàn)閥門保位,加裝氣動(dòng)保位閥并改變管路連接,用自鎖閥直接控制保位閥,取消氣控?fù)Q向閥、單向閥、儲(chǔ)氣罐即可。

若要實(shí)現(xiàn)斷氣源時(shí),能夠保證閥門有若干次的動(dòng)作,可采用以下方案。

由儲(chǔ)氣罐、單向閥、閉鎖閥、截止閥等組成。其工作原理如下:

當(dāng)氣源故障(失氣)時(shí),單向閥關(guān)閉,閉鎖閥失氣,在閉鎖閥的滑閥在彈簧的作用下復(fù)位,氣路換向,斷開系統(tǒng)的氣源管路,接通儲(chǔ)氣罐管路,由儲(chǔ)氣罐向閥門供氣,以保證閥門有若干次動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制的目的。由于儲(chǔ)氣罐的容量有限,且儲(chǔ)氣罐中的氣源壓力隨著閥門動(dòng)作不斷下降,不可長(zhǎng)期使用儲(chǔ)氣罐為閥門供氣。本方案配用儲(chǔ)氣罐的容量應(yīng)比一般保護(hù)用儲(chǔ)氣罐的容量大。本方案在斷氣源時(shí),閥門動(dòng)作的次數(shù)與儲(chǔ)氣罐的容量有關(guān)。

對(duì)于套筒薄膜調(diào)節(jié)閥的保位方案,還有一個(gè)可供參考:在定位器和執(zhí)行器之間串聯(lián)保位閥和兩位三通電磁閥各一,在斷氣時(shí)用保位閥來(lái)保位,在斷信號(hào)時(shí),用電磁閥來(lái)保位,不過(guò),電磁閥必須與定位器進(jìn)行連鎖(在控制程序中設(shè)定),即定位器有信號(hào),電磁閥必有電,定位器一旦失信號(hào),電磁閥必須立即斷電。