控制阀执行机构的选择

                       控制阀执行机构的选择

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4. 9.1输出力的考虑
    执行机构不论是哪种类型，它的输出力都是用于克服负荷的有效力，而负荷主要是指不平衡力和不平衡力矩加摩擦力、密封力、重力等有关的作用力。为了使控制阀能正常工作，选配的执行机构要能产生足够的输出力来克服各种阻力．保证严格的密封或阀门的开启。执行机构的选择为使控制阀正常工作，所选执行机构要能产生足够的输出力来克服各种阻力，保证高度的密封和阀门的开启。执行机构类型有三种，即气动执行机构（直行程用薄膜执行机构，弹簧复位的单气缸及双气缸采用气缸执行机构）；电动执行机构（包括马达驱动阀MOV）；液动执行机构。可根据输出力、调节速度、线性度、滞后性、灵敏度、故障位置、尺寸与重量来选择。通常选择气动执行机构，在没有气源的场合选择电动执行机构。控制阀的执行机构弹簧压力范围建议综合考虑选择60～180kPa（通常20～100kPa，40～200kPa两种），弹簧硬，控制阀的稳定性好；弹簧软，输出力大。耐双作用的气动、电液、电动执行机构，一般都没有复位弹簧。作用力的大小与它的运动方向无关，因此，选择执行机构的关键在于了解大输出力或电机的转动力矩。
    对于单作用气动执行机构，输出力与控制阀开度有关，控制阀上出现的力也将影响运动特性，因此，要求在整个控制阀的开度范围建立力平衡。如果执行机构的输出力为F，它的力平衡方程式为：
    F=F，+FM+FT+F"    (4—34)


式中：F，，    作用在阀芯上流体不平衡力，N 5
    FM    控制阀关闭时阀芯对阔座的密封力，N：
    F．一  阀杆与填料间的摩擦力，N；
    Fw -阀芯和各种活动部件的重力，N。
    当采用波纹管阀杆密封控制阀时，还应该考虑波纹管随控制阀开度而变的阻力。
    式(4-35)中各种力的大小和方向随执行机构的类型而变化，下面将讨论典型的执行机构：
    (1)气动薄膜执行机构的输出力
    带弹簧的气动膜片执行机构，由于膜片室信号压力所产生的推力大部分被弹簧力所平
衡。因此，有效输出力比无弹簧型要小。
    根据控制阀不平衡力的方向性．执行机构输出力有相应的两种不同方向，设+F表示执行机构向下的推力，F表示执行机构向上的输出力，如图4 3所示。是正作用式或反作用式的气动膜片搠衙机构．它们的正向或反向输出上的推力pA。与弹簧的反作用

a1正作用式    b）反作用式
  图4-3膜片式执行机构输出力
    p.-弹簧范围．相当于使弹簧产生全行程变形量L所需加在膜片上的压力变化范围，Pa,
    Pi--弹簧的启动压力，相当于使弹簧产生预紧变形量L所需加在膜片上的压力。弹簧在自由状态时．p．-o．声．可根据需要在一定范围内调节。
    式(4-38)中的p。为有效的输出压力，是用来克服负荷的有效压力，增大p r或增大有效面积A。，都可以提高执行机构的输力F。
    目前，控制阀使用的弹簧范围有20 kPa～60 kPa.20 kPa-100 kPa.40 kPa—200 kPa.60 kPa—l00 kPa.60 kPa-180 kPa筹多种，分别调整各种弹簧的启动压力，可使执行机构具有不同的输出力。不同的弹簧范围与不同有效面积的膜片相配之后，可得到不同的输出力，表4 22中给出了输出力的近似值。
表4-22气动膜片执行机构的输出力F 单位：IN

    (2)控制阀执行机构的选择活塞式执行机构的输出力
    常见的活塞式执行机构有单向和双向两种作用方式，双向活塞执行机构在结构上是没有弹簧的，由于没有弹簧反作用力，因此，它的输出力比膜片式执行机构大，常用来做公称尺寸DN较大、高压差控制阀的执行机构。

    式(4-41)说明活塞执行机构的输出力与活塞直径D有关，一般声。和叩都一定（p。=0.5—0.6 MPa，叩一0.9）塞的直径（见表4 23）。大工作压力如和活塞缸效率≈因此．输出力的大小主要决走于活表4-23活塞执行机构的输出力
  (3)不平衡力和不平衡力矩
    流体通过控制阀时，阀芯受到静压和动压的作用，产生使阀芯上、下移动的轴向力和阀芯旋转的切向力，对于直线位移的控制阀来说，抽向力直接影响阀芯位移与执行机构信号力的关系。因此，阀芯所受到的轴向合力称为不平衡力．对于角位移的控制阀，如上海91视频色下载APP阀门有限公司生产的91视频黄色网91视频看看簧色，水91视频看看簧色,组合式91视频看看簧色,球阀、蝶阀．偏心旋转阀等，影响其角位移的是关闭件的轴受到的切向合力距，称之不平衡力矩。
    影响不平衡力和不平衡力矩的因素很多，如控铜阀的结构型式，公称尺寸DNNPS流体的物理状态等，如果工艺流体及控制阀结构形式都已确定，不平衡力或 不平衡力矩主要与阀前后的压差有关，也与流体与阀芯的相对流向有关。
    流体流向不同时，阀芯所受到的不平L衡力并不一样，图4 5表示单座阀正装阀芯在两种不同流向下，压差不变时不平衡力与行程之间的关系曲线，图中假定使阀杆受压的不平衡力为“+”’使阀杆受拉伸的不平衡力为“一”，图中上面一种在流流动时使阀芯打开．称为流开状态，下；种在流体流动时使阀芯关闭，称为流状态。


    图4-5的曲线表明：阀芯在全关位置时不平衡力F。大．随着阀芯开启而逐渐 4-5单阀座不平衡力与流体流向的关系变小，由于中间位置动压难以用公式表示，因此，在选择执行机构计算作用力时，主要根据全关时来确定。
    对于流开状态．即阀杆在流体流出端时不平衡力F，，为：
式中：DMN -  阀座内径，mm; d，-阔杆直径，mm,——一阀前压力，MPa,P2-阀后压力，MPa;土p-压差，AP=声t -P2．MPa。
    从式(4 42)可以看出，F。始终为正值．阀杆处于受压状态，另外，若DM~、△p、和Pz越大，则不平衡力F，趣大，因此，对于高压差、公称尺寸DN( NPS)大的单座阀，不平衡力是较大的。
    对于流闭状态（高进低出），即阀杆在流体流A端的不平衡力为：控制阀又称调节阀，是执行器的主要类型，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变流体流量。控制阀一般由执行机构和阀门组成。如果按其所配执行机构使用的动力，控制阀可以分为气动、电动、液动三种。下面91视频看看簧色就来说说控制阀在91视频WWW免费下载系统中的选型和使用。91视频WWW免费下载调节阀因其使用介质的高温高压，故在选型时颇有讲究，如果选型不当，则会在使用过程中频频出现故障，严重影响设备和系统的正常运行。下面91视频看看簧色通过一个实例来谈谈91视频WWW免费下载调节阀的选型及使用中需要注意的一些问题。
一家大型化工企业，需要用91视频WWW免费下载91视频看看簧色来控制反应罐的温度，91视频WWW免费下载来自热电厂的91视频WWW免费下载余热，温度200℃左右，压力1.2MPa左右，要求用91视频WWW免费下载调节阀来控制91视频WWW免费下载压力的恒定，阀门进口压力0.8～1.0MPa，出口压力0.4～0.5MPa。开始选型时，因为没有弄清楚现场参数，选用的是电动单座调节阀，使用不久就故障频频，执行器电机烧坏、控制模块损坏、减速齿轮打坏的事，屡屡发生。


    从式(4-43)可以看出，对小流量阀及公称尺寸DN (lxIPS)小的高压阀-由于dr≥D…故F。为正值，阀杆受压；对于DN15以上的单座阀，因Dv、》dF，F，为负位，因此阀杆受拉；阀的公称尺寸在此两者之间，即DM。>d，时，从公式分析可知，F，，可能为正，也可能为负．与本产品相关论文：压缩空气91视频看看簧色在莱钢应用