调节阀流量特性及附件.ppt

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1、调节阀的流量特性及附件调节阀的流量特性及附件调节阀的流量特性调节阀的流量特性5.2.15.2.1调节阀的调节阀的流量特性流量特性调调节节阀阀的的阀阀芯芯位位移移与与流流量量之之间间的的关关系系，对对控控制制系统的调节品质有很大影响。系统的调节品质有很大影响。流量流量特性的定义：特性的定义：被被控控介介质质流流过过阀阀门门的的相相对对流流量量与与阀阀门门的的相相对对开开度（相对位移）间的关系称为调节阀的流量特性。度（相对位移）间的关系称为调节阀的流量特性。Q/Qmax 相对流量相对流量 l/L 相对开度相对开度调节阀的流量特性调节阀的流量特性相相对对流流量量Q/Qmax是是控控制制阀阀某某一一开

2、度流量开度流量Q与全开时流量与全开时流量Qmax之比；之比；相相对对开开度度l/L是是控控制制阀阀某某一一开开度度行程行程l与全开行程与全开行程L之比。之比。调节阀的流量特性不仅与阀门调节阀的流量特性不仅与阀门的结构和开度有关，还与阀前后的的结构和开度有关，还与阀前后的压差有关，压差有关，必须分开讨论。必须分开讨论。LQ调节阀的流量特性调节阀的流量特性为为了了便便于于分分析析，先先将将阀阀前前后后压压差差固固定定，然然后后再再引引伸伸到到实实际际工工作作情况，于是有固有流量特性与工作流量特性之分。情况，于是有固有流量特性与工作流量特性之分。1 1、固有（固有（理想）理想）流量特性流量特性在在将

3、将控控制制阀阀前前后后压压差差固固定定时时得得到到的的流流量量特特性性称称为为固固有有流流量量特特性性。它取决于阀芯的形状。它取决于阀芯的形状。32134（1）直线特性直线特性（2）等百分比特性等百分比特性（3）快开特性快开特性（4）抛物线特性抛物线特性3142调节阀的流量特性调节阀的流量特性（1）直线流量特性直线流量特性控控制制阀阀的的相相对对流流量量与与相相对对开开度度成成直直线线关关系系，即即单单位位位位移移变变化化所所引引起起的的流流量量变变化化是是常常数数。用用数数学学式式表示为：表示为：R 调节阀调节阀的可调比系数。的可调比系数。3142调节阀的流量特性调节阀的流量特性 可调比可调

4、比R为调节阀所能为调节阀所能控制的最大流量与最小流量控制的最大流量与最小流量的比值。的比值。R=Qmax/Qmin 其中其中Qmin不是指阀门全关时的泄漏量，而是阀门能平稳控不是指阀门全关时的泄漏量，而是阀门能平稳控制的最小流量，约为最大流量的制的最小流量，约为最大流量的24%一般阀门的可调比一般阀门的可调比R=30。在在小小开开度度时时，流流量量相相对对变变化化值值大大，灵灵敏敏度度高高，不不易易控控制制，甚甚至发生震荡；在大开度时，流量相对变化值小，调节缓慢。至发生震荡；在大开度时，流量相对变化值小，调节缓慢。3142调节阀的流量特性调节阀的流量特性 v直直线线阀阀的的流流量量放放大大系系

5、数数在在任任何何一一点点上上都都是是相相同同的的，但但其对流量的控制力却是不同的。其对流量的控制力却是不同的。控制力：阀门开度改变时，相对流量的改变比值。控制力：阀门开度改变时，相对流量的改变比值。例如在不同的开度上，再分别增加例如在不同的开度上，再分别增加10%开度，相对流开度，相对流量的变化比值为量的变化比值为10时：时：（20-10）/10100%=100%50时：时：（60-50）/50100%=20%80时：时：（90-80）/80100%=12.5%Q/Q100L/Lmaxs=1调节阀的流量特性调节阀的流量特性 （2）等百分比（对数）流量特性等百分比（对数）流量特性单单位位相相对对

6、行行程程变变化化所所引引起起的的相相对对流流量量变变化化与与此点的相对流量成正比关系：此点的相对流量成正比关系：v曲曲线线斜斜率率（放放大大系系数数）随随行行程程的的增增大大而而增增大大。流流量量小小时时，流流量量变变化化小；流量大时，流量变化大。小；流量大时，流量变化大。v等等百百分分比比特特性性在在直直线线特特性性下下方方，在在同同一一位位移移时时，直直线线流流量量特特性性阀阀比比等等百百分分比比流流量量特特性性的的调调节节阀阀通通过过的的流流量量大。大。3142调节阀的流量特性调节阀的流量特性 v等等百百分分比比阀阀在在各各流流量量点点的的放放大大系系数数不不同同，但但对对流量的控制力却

7、是相同的。流量的控制力却是相同的。同样以同样以10、50及及80三点为例，分别增加三点为例，分别增加10%开度，相对流量变化的比值为：开度，相对流量变化的比值为：10%处：处：（6.58%-4.68%）/4.68%41%50%处：处：（25.7%-18.2%）/18.2%41%80%处：处：（71.2%-50.6%）/50.6%41%Q/Q100L/Lmaxs=1调节阀的流量特性调节阀的流量特性 （3）快开特性快开特性开开度度较较小小时时就就有有较较大大流流量量，随随开开度度的的增增大大，流流量量很很快快就就达达到到最最大大，故故称称为为快快开开特特性性。适适用用于于迅迅速速启闭的切断阀或双位

8、控制系统。启闭的切断阀或双位控制系统。（4）抛物线流量特性抛物线流量特性特特性性曲曲线线为为抛抛物物线线，介介于于直直线线和和对对数数曲曲线线之之间间，使用较少。使用较少。3142调节阀的流量特性调节阀的流量特性 各各种种阀阀门门都都有有自自己己特特定定的的流流量量特特性性，如如隔隔膜膜阀阀的的流流量量特特性性近近于于快快开开特特性性，蝶蝶阀阀的的流流量量特特性性接接近近于于等等百百分分比比特特性性。选选择择阀阀门门时时应应该该注注意意各各种种阀阀门门的流量特性。的流量特性。对对隔隔膜膜阀阀和和蝶蝶阀阀，由由于于它它的的结结构构特特点点，不不可可能能用用改改变变阀阀芯芯的的曲曲面面形形状状来来

9、改改变变其其特特性性。因因此此，要要改改善善其其流流量量特特性性，只只能能通通过过改改变变阀阀门门定定位位器器反反馈馈凸轮的外形来实现。凸轮的外形来实现。调节阀的流量特性调节阀的流量特性 2、调节阀的工作流量特性调节阀的工作流量特性实实际际使使用用时时，调调节节阀阀装装在在具具有有阻阻力力的的管管道道系系统统中中。管管道道对对流流体体的的阻阻力力随随流流量量而而变变化化，阀阀前前后后压压差差也是变化的，这时流量特性会发生畸变。也是变化的，这时流量特性会发生畸变。例：管道串联时的工作流量特性例：管道串联时的工作流量特性如如图图，管管道道系系统统总总压压力力P等等于于管管路路系系统统的的压压降降P

10、G与控制阀的压降与控制阀的压降PT之和。之和。PPGQPT管路及设备管路及设备PGPT调节阀调节阀PP调节阀的流量特性调节阀的流量特性 从从串串联联管管道道中中调调节节阀阀两两端端压压差差PT的的变变化化曲曲线线可可看看出出，调调节节阀阀全全关关时时阀阀上上压压力力最最大大，基基本本等等于于系系统总压力；调节阀全开时阀上压力降至最小。统总压力；调节阀全开时阀上压力降至最小。为为了了表表示示调调节节阀阀两两端端压压差差PT的的变变化化范范围围，以以阀阀权权度度s表表示示调调节节阀阀全全开开时时，阀阀前前后后最最小小压压差差PTmin与总压力与总压力P之比。之比。s=PTmin/PPPGQPT管路

11、及设备管路及设备PGPT调节阀调节阀PP调节阀的流量特性调节阀的流量特性以以Qmax表表示示串串联联管管道道阻阻力力为为零零时时(s=1)，阀阀全全开开时时达达到到的的最最大大流流量量。可可得得串串联联管管道道在在不不同同s值值时时，以以自自身身Qmax作作参照的工作流量特性。参照的工作流量特性。v流量特性畸变：流量特性畸变：对数阀变为直线阀对数阀变为直线阀直线阀变为快开阀直线阀变为快开阀s 调节阀的流量特性调节阀的流量特性 例：管道并联时的工作流量特性例：管道并联时的工作流量特性 有有的的调调节节阀阀装装有有旁旁路路，便便于于手手动动操操作作和和维维护护。当当生生产产能能力力提提高高或或其其

12、他他原原因因引引起起调调节节阀阀的的最最大大流流量量满满足足不不了了工工艺艺生生产产的的要要求求时时，可可以以把把旁旁路路打打开开一一些些，这时调节阀的理想流量特性就成为工作流量特性。这时调节阀的理想流量特性就成为工作流量特性。调节阀的流量特性调节阀的流量特性 在图在图1-5-301-5-30所示的并联管路中，所示的并联管路中，有有（）LlXqmaxq=+(1-X)式中式中 qq并联管道的总流量，即：并联管道的总流量，即：q=qq=q1 1+q+q2 2；q qmaxmax管路总流量的最大值；管路总流量的最大值；调节阀的理想流量特性；调节阀的理想流量特性；l/Ll/L阀芯相对位移；阀芯相对位移

13、；XX调节阀全开时最大流量和总管流量之比，即调节阀全开时最大流量和总管流量之比，即Xqmaxq1max 上上式式表表示示并并联联管管道道的的工工作作流流量量特特性性。理理想想流流量量特特性性为为直直线线及及等等百百分分比的调节阀，在不同的比的调节阀，在不同的X X值时，工作流量特性如图值时，工作流量特性如图1-5-311-5-31所示。所示。由由图图1-5-311-5-31可可以以看看出出，并并联联管管道道中中，阀阀本本身身的的流流量量特特性性变变化化不不大大，但但可可调调比比降降低低了了。实实际际应应用用中中，为为使使调调节节阀阀有有足足够够的的调调节节能能力力，旁旁路路流流量不能超过总流量

14、的量不能超过总流量的2020，即，即X X值不能低于值不能低于0.80.8。调节阀的流量特性调节阀的流量特性 结论结论q串串、并并联联管管道道使使理理想想流流量量特特性性发发生生畸畸变变，串串联联管管道道的的影影响响尤尤为为严严重；重；q串、并联管道式调节阀可调比降低，并联管道更为严重；串、并联管道式调节阀可调比降低，并联管道更为严重；q串联管道使系统总流量减少，并联管道使系统总流量增加；串联管道使系统总流量减少，并联管道使系统总流量增加；q串串联联管管道道调调节节阀阀开开度度小小时时放放大大系系数数增增加加，开开度度大大时时则则减减少少，并并联联管道调节阀的放大系数在任何开度下总比原来的减少

15、。管道调节阀的放大系数在任何开度下总比原来的减少。调节阀的附件调节阀的附件 5.3.15.3.1气动阀门定位器气动阀门定位器气气动阀门定定位位器器接接受受气气动调节器器（或或电气气转换器器）的的气气压输出出信信号号，然然后后产生生与与该输出出信信号号成成比比例例的的气气压信信号号，用用以以控控制制气气动调节阀。气气动阀门定定位位器器按按其其工工作作原原理理可可分分成成位位移移平平衡衡式式和和力力（力力矩矩）平平衡衡式式两两大大类。下面介下面介绍力（力矩）平衡式气力（力矩）平衡式气动阀门定位器。定位器。气气动动调调节节阀阀中中，阀阀杆杆的的位位移移是是由由薄薄膜膜上气压推力与弹簧反作用力平衡确定

16、的上气压推力与弹簧反作用力平衡确定的。为为了了防防止止阀阀杆杆处处的的泄泄漏漏要要压压紧紧填填料料，使使阀阀杆杆摩摩擦擦力力增增大大，且且个个体体差差异异较较大大，这这会会影响输入信号影响输入信号P P的执行精度。的执行精度。调节阀的附件调节阀的附件 解决措施解决措施在在调调节节阀阀上上加加装装阀阀门门定定位位器器，引引入入阀阀杆杆位位移移负负反反馈馈。使使阀阀杆杆能能按按输输入入信信号号精精确确地地确确定定自自己的开度。己的开度。调节阀的附件调节阀的附件 调节阀的附件调节阀的附件 力力（力力矩矩）平平衡衡式式气气动动阀阀门门定定位位器器按按力力矩矩平平衡衡原原理理工工作作，如如图图1-5-1

17、-5-3232所所示示。当当通通入入波波纹纹管管1 1的的信信号号压压力力增增加加时时，使使主主杠杠杆杆2 2绕绕支支点点1515转转动动，挡挡板板1313靠靠近近喷喷嘴嘴1414，喷喷嘴嘴背背压压经经放放大大器器1616放放大大后后，送送入入到到执执行行机机构构8 8的的薄薄膜膜室室，并并使使阀阀杆杆向向下下移移动动，带带动动反反馈馈杆杆9 9绕绕支支点点4 4转转动动，反反馈馈凸凸轮轮5 5也也跟跟着着作作逆逆时时针针转转动动，通通过过滚滚轮轮1010使使副副杠杠杆杆6 6绕绕支支点点7 7顺顺时时针针转转动动，并并将将反反馈馈弹弹簧簧1111拉拉伸伸，弹弹簧簧1111对对主主杠杠杆杆2

18、2的的拉拉力力与与信信号号压压力力作作用用在在波波纹纹管管1 1上上的的力力达达到到力力矩矩平平衡衡时时仪仪表表达达到到平平衡衡状状态态。此此时时，一一定定的的信信号号压压力力就就对对应应一一定定的的阀阀门门位位置置。弹弹簧簧1212是是调调零零弹弹簧簧，调调其其预预紧紧力力可可使使挡挡板板初初始始位位置置变变化化。弹弹簧簧3 3是是迁迁移移弹弹簧簧，在在分分程程控控制制中中用用来来改改变变波波纹纹管管对对主主杠杠杆杆作作用用力力的的初初始始值值，以以使使定定位位器器在在接接受受不不同同输输入入信信号号范范围围（20-6020-60kPakPa或或60-10060-100kPakPa）时，仍能

19、产生相同的输出信号。时，仍能产生相同的输出信号。改变定位器反馈杆的长度可实现行程调整。将正作用定位器中的改变定位器反馈杆的长度可实现行程调整。将正作用定位器中的波纹管从主杠杆的右侧换到左侧，调节调零弹簧，是定位器的使其输波纹管从主杠杆的右侧换到左侧，调节调零弹簧，是定位器的使其输出压力为出压力为100100kPakPa，就能实现反作用调节。就能实现反作用调节。调节阀的附件调节阀的附件 5.3.2 5.3.2 电-气气转换器器 为了使气动调节阀能够接收电动调节器的输出为了使气动调节阀能够接收电动调节器的输出信号，必须把标准电流信号转换为标准气压信号。信号，必须把标准电流信号转换为标准气压信号。电

20、电/气转换器作用：气转换器作用：把把电电动动调调节节器器或或DCSDCS输输出出的的电电流流信信号号转转换换成成气气压压信信号号，送送到到气气动动执执行行机机构构或或其其他他气气动动仪仪表表上上去去。（将将420mA的的电电流流信信号号转转换换成成20100KPa的的标标准准气压信号气压信号）调节阀的附件调节阀的附件 常常见见的的电电-气气转转换换器器的的结结构构原原理理图图。它它由由三三大大步步分分组组成成：电电路路部部分分，主主要要是是测测量量线线圈圈4 4；磁磁路路部部分分，由由磁磁钢钢5 5构构成成，它它产产生生永永久久磁磁场场；气气动动力力平平衡衡部部分分，由由喷喷嘴嘴、挡挡板、功率

21、放大器及正、负反馈波纹管和调零弹簧组成。板、功率放大器及正、负反馈波纹管和调零弹簧组成。电电-气气转转换换器器的的动动作作原原理理是是力力矩矩平平衡衡原原理理。当当4-204-20mAmA的的直直流流信信号号通通入入测测量量线线圈圈之之后后，载载流流线线圈圈在在磁磁场场中中产产生生电电磁磁力力，改改电电磁磁力力与与正正、负负反反馈馈力力矩矩平平衡衡杠杠杆杆平平衡衡，于于是是输输出出信信号号就就与与输输入入电电流流成成为为一一一一对对应应的的关关系系，从从而而把把电流信号变成对应的电流信号变成对应的20-10020-100kPakPa的气压信号。的气压信号。调节阀的附件调节阀的附件 工作原理工作

22、原理 I 吸吸力力Fi杠杠杆杆偏偏转转挡挡板板与与喷喷嘴嘴间间隙隙背背压压放放大大器器输输入入输输出出压压力力P杠杠杆杆的反馈力的反馈力Ff杠杆平衡杠杆平衡PI负反馈负反馈磁铁磁铁调零调零FiFf背压背压调节阀的附件调节阀的附件 调节阀的附件调节阀的附件 5.3.3 5.3.3 电-气气阀门定位器定位器 电电-气阀门定位器输入信号为调节器来的气阀门定位器输入信号为调节器来的4-204-20mAmA的直流电信号，输出的直流电信号，输出为驱动气动调节阀的气压信号，为驱动气动调节阀的气压信号，如图如图1-5-341-5-34所示。所示。它能够同时起到电它能够同时起到电-气气转换器和气动阀门定位器的作

23、用转换器和气动阀门定位器的作用。实际应用中，常把电实际应用中，常把电/气转换器和阀门气转换器和阀门定位器结合成一体，组成电定位器结合成一体，组成电/气阀门定位器。气阀门定位器。调节阀的附件调节阀的附件 I杠杆上端右移杠杆上端右移阀杆下移阀杆下移反馈凸轮反馈凸轮右转右转反馈弹簧右拉反馈弹簧右拉杠杆平衡杠杆平衡挡板挡板靠近喷嘴靠近喷嘴P压力压力调节阀的附件调节阀的附件 图图1-5-351-5-35表表示示一一种种双双向向电电-气气阀阀门门定定位位器器的的工工作作原原理理。它它是是按按力力矩矩平平衡衡原原理理工工作作的的，它它与与气气动动阀阀门门定定位位器器有有两两个个明明显显的的区区别别，一一个个

24、是是把把波波纹纹管管组组件件换换成成力力矩矩马马达达，一一个个是是把把单单相相放放大大器器改改为为双双向向放放大大器器。当当信信号号点点流流通通入入到到力力矩矩马马达达1 1的的线线圈圈两两端端时时，它它与与永永久久磁磁钢钢作作用用后后，对对主主杠杠杆杆产产生生一一个个力力矩矩，于于是是挡挡板板靠靠近近喷喷嘴嘴，经经放放大大器器放放大大后后的的输输出出压压力力送送入入到到活活塞塞式式执执行行机机构构2 2的的气气缸缸，通通过过反反馈馈凸凸轮轮拉拉伸伸放放反反馈馈弹弹簧簧，弹弹簧簧对对主主杠杠杆杆的的反反馈馈力力矩矩与与输输入入电电流流作作用用在在主主杠杠杆杆上上的的力力矩矩相相平平衡衡时时，仪

25、仪表表达达到到平平衡衡状状态态，此此时时，一一定定的的输入电流就对应一定的阀门位置。输入电流就对应一定的阀门位置。调节阀的附件调节阀的附件 5.3.4 5.3.4 智能式阀门定位器智能式阀门定位器随着电子技术的迅速发展，微处理器也被引入到随着电子技术的迅速发展，微处理器也被引入到调节阀中，出现了智能式调节阀。主要功能如下：调节阀中，出现了智能式调节阀。主要功能如下：1控制及执行功能控制及执行功能2补偿及校正功能补偿及校正功能3通信功能通信功能4诊断功能诊断功能5保护功能保护功能智能电动执行机构智能电动执行机构调节阀的附件调节阀的附件 5.3.5 5.3.5 阀门定位器的应用场合阀门定位器的应用

26、场合阀阀门门定定位位器器是是调调节节阀阀的的主主要要附附件件，它它和和调调节节阀阀组组成成一一个个闭闭环环回回路路，能能够够增增大大调调节节阀阀的的输输出出功功率率，减减少少调调节节信信号号的的传传递递滞滞后后，加加快快阀阀杆杆的的移移动动速速度度，能能够够提提高高阀阀门门的的线线性性度度，克克服服阀阀杆杆的的摩摩擦擦力力并并消消除除不不平平衡衡力力的的影影响响，从从而而保保证证调调节节阀阀的的正正确确定定位。位。其主要作用如下：其主要作用如下：（1 1）用用于于气气动动、电电动动仪仪表表的的复复合合调调节节系系统统 在在调调节节系系统统中中，检检测测和和调调节节仪仪表表经经常常采采用用电电器

27、器仪仪表表，而而执执行行机机构构又又要要求求采采用用气气动动仪仪表表。可可采采用用电电-气气阀阀门门定定位位器器，也也可使用一台电可使用一台电-气转换器和一台气动阀门定位器。气转换器和一台气动阀门定位器。（2 2）用用于于摩摩擦擦力力大大的的场场合合 当当调调节节阀阀用用于于高高压压介介质质时时，为为了了防防止止流流体体从从阀阀杆杆填填料料处处泄泄漏漏，经经常常把把填填料料压压盖盖压压得得比比较较紧紧，在在阀阀杆杆与与填填料料之之间间会会产产生生很很大大的的摩摩擦擦力力；当当介介质质温温度度过过高高或或过过低低时时，阀阀杆杆与与填填料料之之间间的的摩摩擦擦力力增增大大，过过大大的的摩摩擦擦力力

28、会会使使阀阀杆行程产生误差。定位器能够克服这些摩擦力的作用，改善调节阀基本特性。杆行程产生误差。定位器能够克服这些摩擦力的作用，改善调节阀基本特性。（3 3）用用于于高高压压差差场场合合 当当调调节节阀阀两两端端的的压压差差大大于于1 1MPaMPa时时，介介质质对对阀阀芯芯产产生生较较大大的的不不平平衡衡力力，从从而而破破坏坏原原来来的的工工作作位位置置，使使控控制制系系统统产产生生扰扰动动作作用用。使使用用定定位位器器，可以起到增大执行机构的输出力，克服不平衡力的作用。可以起到增大执行机构的输出力，克服不平衡力的作用。（4 4）用用于于介介质质中中含含有有固固体体悬悬浮浮物物、黏黏性性流流

29、体体、含含纤纤维维、易易结结焦焦的的场场合合 使使用用定定位器可以克服这些介质对阀杆移动所产生的较大阻力。位器可以克服这些介质对阀杆移动所产生的较大阻力。调节阀的附件调节阀的附件 （5 5）增增加加执执行行机机构构的的动动作作速速度度 当当调调节节器器与与调调节节阀阀相相距距较较远远时时，为为尽尽量量缩短气动信号管的长度，克服信号的传递滞后，应使用电缩短气动信号管的长度，克服信号的传递滞后，应使用电-气阀门定位器。气阀门定位器。（6 6）用用于于调调节节阀阀口口径径较较大大的的场场合合 当当调调节节阀阀口口径径大大于于100100、蝶蝶阀阀口口径径大大于于250250时时，由由于于阀阀芯芯重重

30、，阀阀芯芯截截面面积积大大及及执执行行机机构构气气室室容容积积增增大大，响响应应特特性性变差。阀门定位器可改善调节阀的响应特性。变差。阀门定位器可改善调节阀的响应特性。（7 7）用用于于活活塞塞式式执执行行机机构构的的比比例例动动作作 没没有有弹弹簧簧平平衡衡的的活活塞塞式式执执行行机机构构一一般般是是两两位位式式动动作作，非非开开则则关关。配配用用阀阀门门定定位位器器（单单向向或或双双向向）可可使使这这种种执执行机构执行比例动作。行机构执行比例动作。（8 8）方方便便实实现现调调节节阀阀反反向向动动作作 如如果果需需要要改改变变调调节节阀阀的的气气开开/气气关关模模式式，就就必必须须把把阀阀

31、芯芯反反装装，或或改改装装另另一一种种作作用用方方式式（正正、反反）的的执执行行机机构构，这这种种改改装限制较多，困难较大。如果利用阀门定位器，这种改变就容易多了。装限制较多，困难较大。如果利用阀门定位器，这种改变就容易多了。（9 9）改善调节阀的流量特性改善调节阀的流量特性 由于定位器反馈凸轮的几何形状决定调节由于定位器反馈凸轮的几何形状决定调节阀对定位器的反馈量，从而改变调节器的输出信号与调节阀开度之间的关系，阀对定位器的反馈量，从而改变调节器的输出信号与调节阀开度之间的关系，即修正了流量特性，所以调节阀的流量特性可以通过改变反馈凸轮的几何形即修正了流量特性，所以调节阀的流量特性可以通过改

32、变反馈凸轮的几何形状来改变状来改变调节阀的附件调节阀的附件 （1010）操操作作非非标标准准信信号号的的执执行行机机构构 当当阀阀门门定定位位器器的的输输出出以以标标准准信信号号（20-10020-100KPaKPa）去去操操作作非非标标准准信信号号（如如40-20040-200KPaKPa）的的气气动动薄薄膜膜执执行行机机构构时时，可可以以有有两两种种方方法法：一一种种是是在在定定位位器器与与执执行行机机构构之之间间配配用用一一个个1:21:2的的气气动动继继动动器器，把把信信号号压压力力放放大大一一倍倍；另另一一种种方方法法是是通通过过将将阀阀门门定定位位器器的的气气源源压压力力提提高高，

33、这这时时阀阀门门定定位位器器的的输输出出也也相相应应提提高高，就就可可以以操操作作非非标标准准信信号号的的执执行行机构。机构。（1111）用用于于分分程程控控制制 分分程程控控制制如如图图1-5-371-5-37所所示示，两两台台定定位位器器由由一一台台调调节节器器来来操操纵纵。通通过过调调整整，使使一一台台定定位位器器的的输输入入在在20-6020-60KpaKpa范范围围内内变变化化时时，另另一一台台在在60-100 60-100 KpaKpa范范围围内内变变化化时时，输输出出均均为为20-10020-100KpaKpa，从从而而实实现现分分程程控制。控制。调节阀的附件调节阀的附件 5.3

34、.6 5.3.6 电磁阀电磁阀电电动动调调节节阀阀接接受受来来自自调调节节器器的的电电流流信信号，阀门开度连续可调。号，阀门开度连续可调。电电磁磁阀阀也也接接受受来来自自调调节节器器的的电电流流信信号号，但阀门开度是位式调节。但阀门开度是位式调节。调节阀的附件调节阀的附件 电电磁磁阀阀由由两两个个基基本本功功能能单单元元组组成成，即即电电磁磁线线圈圈（电电磁磁铁铁）和和磁磁芯芯以以及及包包含含一一个个或或几几个个孔孔的的阀阀体体。当当电电磁磁线线圈圈通通电电或或断断电电时时，磁磁芯芯的的运运动动将将导导致致流流体体通通过过阀阀体体或或被被切切断断。电电磁磁线线圈圈被被直直接接装装在在阀阀体体上

35、上，阀阀芯芯被被封封闭闭在在密密封封管管中中，构成一个简洁、紧凑的组合。构成一个简洁、紧凑的组合。1.1.电磁阀的技术指标电磁阀的技术指标电磁阀的常用技术指标有以下几个：电磁阀的常用技术指标有以下几个：（1 1）C CV V值值（流流量量系系数数）电电磁磁阀阀的的C CV V值值与与调调节节阀阀的的C CV V值值一一样样，表表示示介介质质通通过过电电磁磁阀阀的的流流通通能能力力，它它取取决决于于以以下下三三个个因因素素：介介质质的的最最大大和和最最小小流流量；介质通过阀门的最大和最小压差；介质的相对密度、温度和黏度。量；介质通过阀门的最大和最小压差；介质的相对密度、温度和黏度。（2 2）电电

36、磁磁线线圈圈外外壳壳的的密密封封等等级级 一一般般有有传传统统的的金金属属密密封封和和整整体体模模压压的的环环氧氧树树脂脂结结构构，在在选选用用时时要要根根据据现现场场的的实实际际使使用用条条件件即即防防水水、防防腐腐、防防爆及环境温度来选取相应的适用等级。爆及环境温度来选取相应的适用等级。(3)(3)最最大大操操作作压压力力差差 最最大大操操作作压压力力差差是是指指确确保保电电磁磁线线圈圈安安全全操操作作阀阀门时可承受的阀门入口与出口间的最大压力差。若阀门出口压力是未知的，门时可承受的阀门入口与出口间的最大压力差。若阀门出口压力是未知的，调节阀的附件调节阀的附件 可可把把供供给给压压力力当当

37、作作最最大大差差压压。需需要要注注意意，同同口口径径的的电电磁磁阀阀使使用用交交流流电驱动与使用直流电驱动其最大操作压力差是不同电驱动与使用直流电驱动其最大操作压力差是不同（4 4）最最小小操操作作压压力力差差 最最小小操操作作压压力力差差是是指指开开启启阀阀门门所所需需的的最最小小压压差差。对对于于二二通通浮浮动动活活塞塞或或浮浮动动膜膜片片阀阀来来说说，实实际际压压差差低低于于最最小小操操作作压压力力差时，阀门将开始关闭。差时，阀门将开始关闭。（5 5）安安全全操操作作压压力力 安安全全操操作作压压力力是是指指阀阀门门可可以以承承受受的的无无损损害害的的管路或系统压力。试验压力是安全工作压

38、力的管路或系统压力。试验压力是安全工作压力的5 5倍。倍。（6 6）流体最高温度流体最高温度 阀门所允许使用的被控介质的最高工作温度。阀门所允许使用的被控介质的最高工作温度。（7 7）阀阀体体材材质质 应应确确保保不不与与介介质质起起化化学学反反应应（腐腐蚀蚀）。如如果果大大气气环境中含有腐蚀性气体，也需慎重选择阀体材质。环境中含有腐蚀性气体，也需慎重选择阀体材质。（8 8）动动作作时时间间 阀阀门门从从全全闭闭到到全全开开或或反反之之的的时时间间称称为为动动作作时时间间。它取决于阀门尺寸和操作形式、电力供给、流体黏度、入口压力和温度等。它取决于阀门尺寸和操作形式、电力供给、流体黏度、入口压力

39、和温度等。调节阀的附件调节阀的附件 2.2.电磁阀的选择电磁阀的选择可从以下三个方面选择电磁阀：可从以下三个方面选择电磁阀：按按使使用用介介质质或或功功能能选选用用 电电磁磁阀阀一一般般按按使使用用介介质质及及用用途途而而标标注注名名称称，如如可可在在蒸蒸汽汽介介质质中中使使用用的的标标为为蒸蒸汽汽电电磁磁阀阀。常常用用电电磁磁阀阀有有如如下下品品种种：二二位位二二通通电电磁磁阀阀。二二位位三三通通电电磁磁阀阀、二二位位四四通通电电磁磁阀阀、二二位位五五通通电电磁磁阀阀、蒸蒸汽汽电电磁磁阀阀、微微压压电电磁磁阀阀、制制冷冷电电磁磁阀阀、渣渣油油电电磁磁阀阀、高高温温电电磁磁阀阀、真真空空电电磁

40、磁阀阀、煤煤气气电电磁磁阀阀、防防爆爆电电磁磁阀阀、船船用用电电磁磁阀阀、防防水水电电磁磁阀阀、脉脉冲冲电电磁磁阀阀、不不锈锈钢钢电电磁磁阀阀、塑塑料料电电磁磁阀阀、自自锁锁电电磁磁阀阀、多多功功能能电电磁磁阀阀和和组组合合电电磁磁阀阀等。等。按按电电磁磁阀阀工工作作原原理理选选用用 不不同同电电磁磁阀阀适适用用于于不不同同压压力力（压压差差）场合。场合。调节阀的附件调节阀的附件 按按电电磁磁阀阀口口径径选选用用 一一般般电电磁磁阀阀通通径径与与工工艺艺管管道道通通径径相相同同。在在石石油油化化工工装装置置的的联联锁锁控控制制系系统统中中，电电磁磁阀阀一一般般用用于于操操作作仪仪表表风风去去控

41、控制制调调节节阀阀的的动动作作。此此时时，电电磁磁阀阀的的通通径径也也应应与与仪仪表表风风管管的的管管径径相相同同。若若电电磁磁阀阀上上压压降降较较大大，在大口径时从节约与可靠性考虑，可选择比工艺管道通径小一档的电磁阀。在大口径时从节约与可靠性考虑，可选择比工艺管道通径小一档的电磁阀。除除一一般般考考虑虑工工作作介介质质的的温温度度、黏黏度度、悬悬浮浮物物、腐腐蚀蚀性性、压压力力、压压差差等等因因素素外，外，选用电磁阀还必须考虑下列问题：选用电磁阀还必须考虑下列问题：为防止线圈烧坏，应限制电磁阀每分钟通断的工作次数。为防止线圈烧坏，应限制电磁阀每分钟通断的工作次数。介质进入导阀前，一般应先经过

42、过滤器防止杂质堵塞阀门。介质进入导阀前，一般应先经过过滤器防止杂质堵塞阀门。介介质质压压力力低低于于电电磁磁阀阀的的最最小小工工作作压压力力时时，介介质质不不能能通通过过阀阀门门，只有当介质压力大于时最小工作压力才能通过阀门。只有当介质压力大于时最小工作压力才能通过阀门。电电磁磁阀阀有有电电开开型型（通通电电打打开开）和和电电闭闭型型（通通电电闭闭合合）两两种种，未特别说明的，则一般为电开型。未特别说明的，则一般为电开型。通通常常电电磁磁阀阀是是水水平平安安装装。若若垂垂直直安安装装，电电磁磁阀阀将将不不能能正正常常工工作。作。调节阀的附件调节阀的附件 3.3.电磁阀的动作原理电磁阀的动作原理

43、（1 1）常闭式二通电磁阀的动作原理）常闭式二通电磁阀的动作原理二二通通阀阀有有一一个个入入口口和和一一个个出出口口与与管管线线连连接接，它它可可以以使使流流体体流流过过阀阀门门或或切切断断流流体体通通道道。它它有有两两种种结结构构：浮浮动动膜膜片片或或活活塞塞式式，阀阀门门需需要要一一个个最最小小压压降降，保保持持阀阀门门开开启启；悬悬挂挂膜膜片片或或活活塞塞式式，靠靠电电磁磁线线圈圈磁磁芯芯机机械械地地保保持持开开启启，阀阀门门压压差差即即使使是是零零，阀阀门门也也能能开开启或保持开启。启或保持开启。图图1-5-381-5-38所所示示为为直直动动式式二二通通阀阀。在在直直动动阀阀中中，电

44、电磁磁线线圈圈通通电电时时，磁磁芯芯直直接接开开启启常常闭闭阀阀的的孔孔，阀阀门门将将在在其其最最大大的的压压力力范范围围内内操操作作。开开启启阀阀门门需需要要的的力力与与孔孔尺尺寸寸及及流流体体压压力力成成正正比比。孔孔尺尺寸寸增增大大，所所需需要要的的力力也也增增大大。因因此此，要要开开启启大大孔孔，又又要要保保持持电电磁磁线线圈尺寸小，应选用先导式电磁阀。圈尺寸小，应选用先导式电磁阀。调节阀的附件调节阀的附件 图图1-5-391-5-39所所示示的的二二通通阀阀为为先先导导式式二二通通阀阀，这这类类阀阀门门能能借借用用管管线线压压来来操操作作一一个个先先导导孔孔和和一一个个旁旁通通孔孔。

45、电电磁磁线线圈圈断断电电时时，先先导导孔孔关关闭闭，管管线线的的压压力力通通过过旁旁通通孔孔施施压压于于活活塞塞或或膜膜片片的的顶顶部部，提提供供一一个个阀阀座座力力，严严密密关关闭闭阀阀门门。电电磁磁线线圈圈通通电电时时，磁磁芯芯开开启启先先导导孔孔，通通过过阀阀的的出出口口消消除除活活塞塞或或膜膜片片的的顶顶部部压压力力，管管线线压压力力本本身身将将膜膜片片或或活活塞塞推推离离主孔，开启阀门。主孔，开启阀门。调节阀的附件调节阀的附件 （2 2）常闭式三通电磁阀的动作原理）常闭式三通电磁阀的动作原理三三通通电电磁磁阀阀有有三三个个孔孔与与管管线线连连接接，其其中中两两个个孔孔为为输输出出孔孔

46、（一一个个开开启启另另一一个个关关闭闭）。它它们们一一般般用用于于交交替替地地向向一一个个膜膜片片阀阀或或单动气缸施压或排压，见图单动气缸施压或排压，见图1-5-401-5-40。三通电磁阀有三种操作方式：三通电磁阀有三种操作方式：常常闭闭 阀阀断断电电时时，压压力力口口关关闭闭，而而排排气气口口连连到到气气缸缸口口；阀阀通通电电时时，压压力力口连到气缸口，而排气口关闭。口连到气缸口，而排气口关闭。常常开开 阀阀断断电电时时，压压力力口口连连到到气气缸缸口口，而而排排气气口口关关闭闭，阀阀通通电电时时，压力口关闭，而气缸口连到排气口；压力口关闭，而气缸口连到排气口；通通用用结结构构 允允许许阀

47、阀连连结结成成常常闭闭或或常常开开位位置置其其中中之之一一，或或选选择择两两种种流流体体之一，或由一个口转换流动到另一个口。之一，或由一个口转换流动到另一个口。调节阀的附件调节阀的附件 （3 3）常常闭闭式式四四通通电电磁阀的动作原理磁阀的动作原理 四四通通电电磁磁阀阀一一般般用用于于操操作作双双动动气气缸缸。它它们们有有四四个个或或五五个个管管线线连连接接口口，其其中中有有一一个个压压力力口口，两两个个气气缸缸口口和和一一个个或或两两个个排排气气口口，见见图图1-5-411-5-41。在在断断电电位位置置，压压力力连连接接到到一一个个气气缸缸口口，另另一一个个气气缸缸口口连连到到排排气气口口

48、。在在通通电电位位置置，压压力力口口和和排排气气口口被被反反向向连连到到气气缸口。缸口。调节阀的附件调节阀的附件 4.4.电磁阀的应用举例电磁阀的应用举例如直动式电磁阀：如直动式电磁阀：线圈通电时，产生电磁线圈通电时，产生电磁力，吸引阀芯柱上移，阀门力，吸引阀芯柱上移，阀门打开。打开。线圈断电后，电磁力消线圈断电后，电磁力消失，阀芯落下。在弹簧压力失，阀芯落下。在弹簧压力下阀门紧闭。下阀门紧闭。电磁阀是位式阀，只有电磁阀是位式阀，只有全开和全关两个位置。全开和全关两个位置。调节阀的附件调节阀的附件 （1 1）直接用于控制）直接用于控制 在在一一些些要要求求不不高高的的双双位位控控制制中中常常用

49、用电电磁磁阀阀作作执执行行装装置置，如如卫卫生生间间的的自自动动供供水水。但但由由于于控控制制准准确确度度以以及及安安全全的的因因素素，作作为为直直接接控控制制用用的的电电磁阀多用在不便操作处的排污或放空。磁阀多用在不便操作处的排污或放空。（2 2）用于联锁系统）用于联锁系统 电磁阀与气动调节阀可组装在一起在连锁系统中使用。图电磁阀与气动调节阀可组装在一起在连锁系统中使用。图1-5-421-5-42所示为两位三通电磁阀在联锁系统中的应用。控制系统中控制对象的所示为两位三通电磁阀在联锁系统中的应用。控制系统中控制对象的被控参数在正常范围内波动时，电磁阀带电，控制器的输出信号经过被控参数在正常范围

50、内波动时，电磁阀带电，控制器的输出信号经过电气阀门定位器，在经过电磁阀进入气动薄膜调节阀的膜头，正常工电气阀门定位器，在经过电磁阀进入气动薄膜调节阀的膜头，正常工作。当联锁系统检测出事故信号并要求采取紧急措施时，联锁信号时作。当联锁系统检测出事故信号并要求采取紧急措施时，联锁信号时电磁阀失电，这时控制器出来的信号经过电气阀门定位器，到电磁阀电磁阀失电，这时控制器出来的信号经过电气阀门定位器，到电磁阀处被切断，没有信号到气动执行机构，再根据所选用的调节阀的作用处被切断，没有信号到气动执行机构，再根据所选用的调节阀的作用方式以及其他条件（比如有否保位阀等），从而使调节阀停留在使生方式以及其他条件（