控制閥介紹
為什么要使用控制閥?
加工廠(chǎng)包括數(shù)百個(gè)甚至數(shù)千個(gè)控制回路,這些回路全部聯(lián)網(wǎng)在一起以生產(chǎn)待售產(chǎn)品。這些控制回路中的每一個(gè)都旨在將一些重要的過(guò)程變量(例如壓力,流量,液位,溫度等)保持在所需的操作范圍內(nèi),以確保最終產(chǎn)品的質(zhì)量。這些回路中的每個(gè)回路都會(huì)接收并在內(nèi)部創(chuàng)建對(duì)過(guò)程變量有不利影響的干擾,并且網(wǎng)絡(luò)中其他回路的交互作用也會(huì)影響過(guò)程變量。
為了減少這些負(fù)載干擾的影響,傳感器和變送器收集有關(guān)過(guò)程變量及其與某個(gè)所需設(shè)定點(diǎn)的關(guān)系的信息。然后,控制器將處理此信息,并確定必須執(zhí)行哪些操作才能使過(guò)程變量返回到發(fā)生負(fù)載擾動(dòng)后應(yīng)位于的位置。完成所有的測(cè)量,比較和計(jì)算后,某種類(lèi)型的最終控制元件必須實(shí)施控制器選擇的策略。
操作原理
過(guò)程控制行業(yè)中最常見(jiàn)的最終控制元素是控制閥。控制閥操縱流動(dòng)的流體,例如氣體,蒸汽,水或化學(xué)化合物,以補(bǔ)償負(fù)載干擾,并使調(diào)節(jié)后的過(guò)程變量盡可能接近所需的設(shè)定值。
控制閥可能是控制回路中最重要但有時(shí)最被忽略的部分。原因通常是儀器工程師不熟悉許多方面,術(shù)語(yǔ)以及工程學(xué)科領(lǐng)域,例如流體力學(xué),冶金學(xué),噪聲控制,管道和容器設(shè)計(jì)等,這取決于使用條件的嚴(yán)重性。
任何控制回路通常由過(guò)程狀態(tài)的傳感器,變送器和控制器組成,該控制器將從變送器接收到的“過(guò)程變量”與“設(shè)定值”(即所需的過(guò)程條件)進(jìn)行比較??刂破骼^而將校正信號(hào)發(fā)送到“最終控制元件”,回路的最后部分和過(guò)程控制系統(tǒng)的“肌肉”。過(guò)程變量的傳感器是眼睛,控制器是大腦,然后是最終控制元件是控制回路的手。這使它成為自動(dòng)控制系統(tǒng)中最重要的部分,有時(shí)甚至是了解最少的部分。這部分是由于我們對(duì)電子系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)的強(qiáng)烈依賴(lài)導(dǎo)致對(duì)所有重要硬件的正確理解和正確使用被忽略了。
什么是控制閥?
控制閥自動(dòng)調(diào)節(jié)壓力和/或流量,可用于任何壓力。如果不同的設(shè)備系統(tǒng)在達(dá)到要求的300級(jí)閥門(mén)的壓力/溫度組合下運(yùn)行,并且有時(shí)(在設(shè)計(jì)允許的情況下),所有選擇的控制閥將具有300級(jí)的互換性。但是,如果所有系統(tǒng)都沒(méi)有超過(guò)150類(lèi)閥門(mén)的額定值,則沒(méi)有必要。
截止閥通常用于控制,其端部通常采用法蘭連接以便于維護(hù)。根據(jù)其供應(yīng)類(lèi)型,通過(guò)液壓,氣動(dòng),電氣或機(jī)械致動(dòng)器移動(dòng)磁盤(pán)。閥通過(guò)閥塞相對(duì)于位于閥體內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)端口的運(yùn)動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)流量。閥塞連接到閥桿,閥桿又連接到執(zhí)行器。
控制閥布置
下圖顯示了如何使用控制閥來(lái)控制管路中的流量?!翱刂破鳌苯邮諌毫π盘?hào),將其與所需流量的壓降進(jìn)行比較,如果實(shí)際流量不同,則調(diào)節(jié)控制閥以增加或減少流量。
可以設(shè)計(jì)可比較的布置來(lái)控制眾多過(guò)程變量中的任何一個(gè)。溫度,壓力,液位和流速是最常見(jiàn)的控制變量。
圖片來(lái)自http://www.steamline.com/
閥門(mén)類(lèi)型和典型應(yīng)用
閥門(mén)類(lèi)型 | 服務(wù)與功能 | |||
信息系統(tǒng) | TH | 公關(guān) | 直流電 | |
門(mén) | 是 | 沒(méi)有 | 沒(méi)有 | 沒(méi)有 |
球體 | 是 | 是 | 沒(méi)有 | 是(注1) |
校驗(yàn) | (注2) | 沒(méi)有 | 沒(méi)有 | 沒(méi)有 |
停止檢查 | 是 | 沒(méi)有 | 沒(méi)有 | 沒(méi)有 |
蝴蝶 | 是 | 是 | 沒(méi)有 | 沒(méi)有 |
球 | 是 | (注3) | 沒(méi)有 | 是(注4) |
插頭 | 是 | (注3) | 沒(méi)有 | 是(注4) |
光圈 | 是 | 沒(méi)有 | 沒(méi)有 | 沒(méi)有 |
安全救濟(jì) | 沒(méi)有 | 沒(méi)有 | 是 | 沒(méi)有 |
傳說(shuō):
DC =方向變化
IOS =隔離或停止
PR =泄壓口
TH =節(jié)流
筆記:
僅角度球閥可用于流向90度變化。
止回閥(止回閥除外)僅在一個(gè)(反向)方向上停止流動(dòng)。截止止回閥除了可以用作止回閥之外,還可以用作截止閥,截止閥或隔離閥。
某些球閥和旋塞閥設(shè)計(jì)(與閥制造商聯(lián)系)適用于節(jié)流服務(wù)。
多口球閥和旋塞閥用于改變流向和混合流。