創(chuàng)作者：楊世忠邢曉梅
1簡(jiǎn)述
在控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥門是其常見的電動(dòng)執(zhí)行器。操縱全過(guò)程是不是穩(wěn)定在于調(diào)節(jié)閥門能不能精確姿勢(shì)，使過(guò)程控制反映為原材料動(dòng)能和數(shù)據(jù)流量的精準(zhǔn)轉(zhuǎn)變。因此，要依據(jù)不一樣的必須選用差異的調(diào)節(jié)閥門。挑選合理的控制閥是管道設(shè)計(jì)方案的首要問(wèn)題，也是確保調(diào)整系統(tǒng)優(yōu)化和穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的重要。
2調(diào)節(jié)閥門的構(gòu)成
調(diào)節(jié)閥門由執(zhí)行器和控制結(jié)構(gòu)構(gòu)成，接納控制器或電子計(jì)算機(jī)的調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)信號(hào)，用于更改被測(cè)物質(zhì)的總流量，使被調(diào)主要參數(shù)保持在所需求的范疇內(nèi)，進(jìn)而做到過(guò)程控制的自動(dòng)化技術(shù)。
2.1執(zhí)行器
執(zhí)行機(jī)構(gòu)依照推動(dòng)方式分成氣動(dòng)式、電動(dòng)式和液控閥3種。氣動(dòng)執(zhí)行器具備構(gòu)造簡(jiǎn)易，姿勢(shì)靠譜，特性平穩(wěn)，價(jià)格便宜，維護(hù)保養(yǎng)便捷，防火安全防爆型等優(yōu)勢(shì)，在眾多自動(dòng)控制系統(tǒng)中得到了普遍地運(yùn)用。電動(dòng)執(zhí)行器盡管不益于防火安全防爆型，但其驅(qū)動(dòng)電源便捷可用，且數(shù)據(jù)信號(hào)傳送速度快，有利于長(zhǎng)距離傳送，體型小，姿勢(shì)靠譜，檢修便捷，價(jià)格低。液控閥控制閥的推動(dòng)力較大，調(diào)整高精度，速度快，運(yùn)作穩(wěn)定，但因?yàn)闄C(jī)器設(shè)備容積大，加工工藝繁雜，因此現(xiàn)在應(yīng)用很少。
執(zhí)行器無(wú)論是哪種種類，其導(dǎo)出力全是用以擺脫負(fù)載的有法律效力（關(guān)鍵就是指不平衡感和不平衡扭矩、滑動(dòng)摩擦力、密封性力及作用力等相關(guān)力的作用）。因而，為了更好地使調(diào)節(jié)閥門正常的工作中，適用的電動(dòng)執(zhí)行器要能形成充足的輸出力來(lái)擺脫各種各樣摩擦阻力，確保相對(duì)高度密封性和氣動(dòng)閥門的打開。對(duì)執(zhí)行器導(dǎo)出力明確后。應(yīng)按照加工工藝應(yīng)用條件規(guī)定，挑選相對(duì)應(yīng)的執(zhí)行器。例如，針對(duì)當(dāng)場(chǎng)有防火規(guī)定時(shí)，應(yīng)取用氣動(dòng)執(zhí)行器，且接線箱為隔爆型。要是沒有防爆型規(guī)定，則氣動(dòng)式或電動(dòng)執(zhí)行器都可以采用，但從環(huán)保節(jié)能層面考慮到，應(yīng)盡可能采用電動(dòng)執(zhí)行器。針對(duì)規(guī)定調(diào)整高精度，速度快和運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定的工作狀況，應(yīng)取用液控閥執(zhí)行器。
綜合性各種電動(dòng)執(zhí)行器的特性，控制系統(tǒng)廣泛選用電動(dòng)執(zhí)行器。如構(gòu)造簡(jiǎn)易、體型小的ZAZ直行程安排類及ZAJ角行程類，3610L（R）型電子式及SKD型多轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行器等。各種執(zhí)行器雖然結(jié)構(gòu)類型不完全一致，但基本上構(gòu)造都包含放大儀、可逆電機(jī)、降速設(shè)備、推動(dòng)力組織、機(jī)械設(shè)備定位部件、連軸器和部位意見反饋等構(gòu)件（圖1）。

電動(dòng)執(zhí)行器一般要求與伺服放大器配套設(shè)施，接納控制器的數(shù)據(jù)信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)伺服放大器變大后轉(zhuǎn)化為三位繼電子信號(hào)，操縱可逆電機(jī)正轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)，推動(dòng)調(diào)整組織，使閥打開或關(guān)掉。
2.2調(diào)整組織
調(diào)節(jié)閥是調(diào)節(jié)閥門的控制組織，它依據(jù)操縱信息的需要而更改閘閥開啟度的多少來(lái)控制總流量，是一個(gè)部分摩擦阻力可以改變的節(jié)流閥元器件。調(diào)節(jié)閥關(guān)鍵由左右單流閥、油路板、活塞閥、高壓閘閥、填充料及銷釘?shù)葮?gòu)件構(gòu)成。在控制系統(tǒng)中，閘閥關(guān)鍵的調(diào)整物質(zhì)為水和蒸氣等。在工作壓力非常低，應(yīng)用狀況單一的情形下，常見的調(diào)節(jié)閥門有直達(dá)調(diào)節(jié)閥門、三通調(diào)節(jié)閥和閥門等。
直達(dá)閥有直通單閥閥和雙坐閥之分。單閥閥構(gòu)造簡(jiǎn)易，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，關(guān)掉時(shí)泄露量小，但因?yàn)楦邏洪l閥前后左右存有的壓力差對(duì)活塞閥造成的不平衡感比較大，因此適用低電壓差的場(chǎng)所，例如供水管道或回水管中。雙坐閥有兩個(gè)活塞閥高壓閘閥，在其關(guān)掉模式時(shí)，2個(gè)活塞閥的承受力可一部分相抵，活塞閥受到的不平衡感小，可是因?yàn)闊釢q冷縮效用，其與此同時(shí)關(guān)掉性較弱，工程造價(jià)也較高，只適用閥前后左右壓力差較高但密閉式規(guī)定較低的場(chǎng)所，例如供電或智能回水中間的壓差旁通閥。
三通閥有三個(gè)進(jìn)出口與管路相接，總進(jìn)水流量較穩(wěn)定，適用定水流量系統(tǒng)軟件中，并規(guī)定有確定的安裝方位，不適合反裝，不適合溫度差比較大場(chǎng)所。三通調(diào)節(jié)閥有污廢閥與分離閥之分。污廢閥是將來(lái)源于2個(gè)通道的液體混和至一個(gè)出入口。分離閥則是將一個(gè)通道的液體各自由兩個(gè)口送出。
蝶閥結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)易，由油路板、蝶板軸及水泵密封等部份構(gòu)成，其行程安排為0°~90°。碟閥有二位式操縱和控制算法2種方法。碟閥的特性是摩擦阻力損害小，體型小，品質(zhì)輕，組裝便捷，而且打開閘閥和關(guān)掉閘閥的容許壓力差比較大，但其調(diào)整特性和關(guān)閥密閉式特性較弱，通常用以壓力差比較大但調(diào)整特性規(guī)定較低的場(chǎng)地。除作為兩通閥外，還能夠用2個(gè)碟閥組成，進(jìn)行三通閥的作用。在控制系統(tǒng)中，開/關(guān)型電動(dòng)蝶閥常見于涼水和開水體系中，做為水道的連通和關(guān)閉操縱。
3特性
3.1原理
依據(jù)流體動(dòng)力學(xué)得知，調(diào)節(jié)閥門是一個(gè)部分摩擦阻力可以改變的節(jié)流閥元器件。對(duì)不能縮小液體，調(diào)節(jié)閥門的數(shù)據(jù)流量可表達(dá)為
（1）
式中：Q--調(diào)節(jié)閥門某一開度的總流量，mm3/s
P1--調(diào)節(jié)閥門進(jìn)口的工作壓力，MPa
P2--調(diào)節(jié)閥門出入口工作壓力，MPa
A--節(jié)流閥截面，mm2
ξ--調(diào)節(jié)閥門阻力系數(shù)
ρ--流體密度，kg/mm3
由式（1）得知，當(dāng)A一定，ΔP=P1-P2也穩(wěn)定時(shí)，根據(jù)閥的總流量Q隨阻力系數(shù)ξ轉(zhuǎn)變，即阻力系數(shù)ξ愈大，總流量越小。而阻力系數(shù)ξ則與閥的結(jié)構(gòu)特征和開啟度相關(guān)。因此控制器導(dǎo)出信息操縱閥體的開或關(guān)，可更改閥的阻力系數(shù)，進(jìn)而更改被調(diào)物質(zhì)的總流量。
♂

3.2總流量特點(diǎn)
調(diào)節(jié)閥門的總流量特點(diǎn)就是指被調(diào)物質(zhì)穿過(guò)調(diào)節(jié)閥門的相對(duì)性總流量與調(diào)節(jié)閥門的相對(duì)性開啟度相互關(guān)系。其數(shù)學(xué)課公式為
（2）
式中：Qmax--調(diào)節(jié)閥門全開時(shí)總流量，mm3/s
L----調(diào)節(jié)閥門某一開度的行程安排，mm
Lmax--調(diào)節(jié)閥門全開時(shí)行程安排，mm
調(diào)節(jié)閥門的總流量特點(diǎn)包含理想化總流量特點(diǎn)和工作中總流量特點(diǎn)。理想化總流量特點(diǎn)就是指在調(diào)節(jié)閥門進(jìn)出口貿(mào)易壓力差固定不動(dòng)不會(huì)改變狀況下的總流量特點(diǎn)，有平行線、等百分?jǐn)?shù)、雙曲線及快開4種特點(diǎn)（表1）。

表1調(diào)節(jié)閥門4種理想化總流量特點(diǎn)

總流量特點(diǎn)	特性	特點(diǎn)
平行線	調(diào)節(jié)閥門的相對(duì)性總流量與相對(duì)性開啟度呈平行線關(guān)聯(lián)，即單 位相對(duì)性行程安排轉(zhuǎn)變導(dǎo)致的相對(duì)性總流量轉(zhuǎn)變是一個(gè)參量	①小開啟度時(shí)，總流量變動(dòng)大，而大開啟度時(shí)總流量轉(zhuǎn)變小 ②小負(fù)載時(shí)，調(diào)整特性過(guò)度靈巧而發(fā)生震蕩， 大負(fù)載時(shí)調(diào)整緩慢而不立即 ③適應(yīng)力較弱
等百分?jǐn)?shù)	企業(yè)相對(duì)性行程安排的變動(dòng)導(dǎo)致的相對(duì)性總流量 轉(zhuǎn)變與此點(diǎn)的相對(duì)性總流量正相關(guān)	①企業(yè)行程安排轉(zhuǎn)變?cè)斐煽偭髁哭D(zhuǎn)變的百分比是相同的 ②在全行程安排范疇內(nèi)工作中都較穩(wěn)定，特別是在在大開啟度時(shí)， 變大倍率也大。工作中更加靈巧合理 ③ 運(yùn)用普遍，適應(yīng)能力強(qiáng)
雙曲線	特點(diǎn)處于平行線特點(diǎn)和等百分?jǐn)?shù)特點(diǎn)之 間，應(yīng)用上常以等百分?jǐn)?shù)特點(diǎn)代之	①特性處于平行線特點(diǎn)與等百分?jǐn)?shù)特點(diǎn)中間 ②調(diào)整特性比較理想但活塞閥生產(chǎn)加工較艱難
快開	在閥行程安排較鐘頭，總流量就會(huì)有較為 大的提升，迅速達(dá)較大	①在小開啟度時(shí)總流量已非常大，伴隨著行程安排的擴(kuò)大，總流量迅速做到較大 ②一般用以雙位調(diào)整和系統(tǒng)控制

在真實(shí)體系中，閘閥兩邊的氣體壓力并非穩(wěn)定的，使其產(chǎn)生變化的因素主要是有兩個(gè)層面。一方面，因?yàn)楸玫奶攸c(diǎn)，當(dāng)系統(tǒng)軟件總流量減少時(shí)由泵造成的體系工作壓力提升。另一方面，當(dāng)總流量減少時(shí)，風(fēng)機(jī)盤管上的壓力也減少，造成很大的泵壓邊加個(gè)閘閥。因而調(diào)節(jié)閥門進(jìn)出口貿(mào)易的壓力差通常是轉(zhuǎn)變的，在這樣的情況下，調(diào)節(jié)閥門相對(duì)性總流量與相對(duì)性開啟度相互關(guān)系。稱之為作業(yè)總流量特點(diǎn)[1]。實(shí)際可分成串連管路時(shí)的工作中總流量特點(diǎn)和并接管路時(shí)的工作中總流量特點(diǎn)。
（1）串連管路時(shí)的工作中總流量特點(diǎn)
調(diào)節(jié)閥門與管路串連時(shí)，因調(diào)節(jié)閥門開啟度的變動(dòng)會(huì)造成總流量的轉(zhuǎn)變，由流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)理論得知，管路的壓力虧損與總流量成平方米關(guān)聯(lián)。調(diào)節(jié)閥門一旦姿勢(shì)，總流量則更改，系統(tǒng)軟件摩擦阻力也對(duì)應(yīng)更改，因而調(diào)節(jié)閥門壓力降也對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)變。串連管路時(shí)的工作中總流量特點(diǎn)與壓力降分派比相關(guān)。閥上壓力降越小，調(diào)節(jié)閥門開全總流量相對(duì)減少，使理想化的平行線特點(diǎn)失真為快開特點(diǎn)，理想化的等百分?jǐn)?shù)特點(diǎn)失真為平行線特點(diǎn)。在具體應(yīng)用中，當(dāng)調(diào)節(jié)閥門選對(duì)過(guò)大或生產(chǎn)制造處在非超負(fù)荷情況時(shí)，調(diào)節(jié)閥門則工作中在小開啟度，有時(shí)候?yàn)榱四苁拐{(diào)節(jié)閥門有一定的開啟度，而將閘閥開啟度調(diào)小以提高管路摩擦阻力，使穿過(guò)調(diào)節(jié)閥門的總流量減少，事實(shí)上便是使壓力降分派比率降低，使總流量特點(diǎn)失真，惡變了調(diào)整品質(zhì)。
（2）并接管路時(shí)的工作中總流量特點(diǎn)
調(diào)節(jié)閥門與管路并接時(shí)，一般由閥環(huán)路和旁通閥管環(huán)路構(gòu)成，調(diào)節(jié)閥門組裝在閥環(huán)路管道路上。調(diào)節(jié)閥門在并接管路上，在系統(tǒng)軟件摩擦阻力一定時(shí)，調(diào)節(jié)閥門開全總流量與主管較大總流量之比伴隨著并接管路的旁通閥逐漸開啟而降低。這時(shí)，雖然調(diào)節(jié)閥門自身的總流量特點(diǎn)無(wú)轉(zhuǎn)變，但體系的可調(diào)節(jié)范疇極大變小，調(diào)節(jié)閥門在作業(yè)環(huán)節(jié)中能夠操控的總流量轉(zhuǎn)變范疇也大大的減少，乃至起不上緩沖作用。要使調(diào)節(jié)閥門有良好的調(diào)整特性，一般覺得旁通總流量較多不超過(guò)流量的20%。
♂
4調(diào)節(jié)閥門的挑選
4.1總流量特點(diǎn)挑選
總流量特點(diǎn)[2]的挑選方式 有二種，一種是根據(jù)數(shù)學(xué)計(jì)算的分析方法，另一種是在具體項(xiàng)目中匯總的工作經(jīng)驗(yàn)法。因?yàn)榉治龇椒确彪s又費(fèi)時(shí)間，因此一般工程項(xiàng)目上面選用工作經(jīng)驗(yàn)法。從總體上，應(yīng)當(dāng)從調(diào)整品質(zhì)、工作狀況標(biāo)準(zhǔn)、負(fù)載及特點(diǎn)好多個(gè)層面考慮到。
（1）依據(jù)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)軟件的調(diào)整品質(zhì)
依據(jù)自動(dòng)控制原理中的特點(diǎn)賠償基本原理，為了更好地使系統(tǒng)軟件保持穩(wěn)定的調(diào)整品質(zhì)，期待開環(huán)增益總放大系數(shù)與各階段放大系數(shù)之積維持參量。那樣，適度挑選閥的特點(diǎn)，以閥的放大系數(shù)轉(zhuǎn)變來(lái)賠償目標(biāo)放大系數(shù)的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而使體系的總放大系數(shù)保持一致。
（2）依據(jù)管路系統(tǒng)軟件壓力降轉(zhuǎn)變狀況
調(diào)節(jié)閥門的壓力降比S界定為該調(diào)節(jié)閥門可操縱的最高總流量所相匹配閘閥進(jìn)出口貿(mào)易氣體壓力ΔP1m和系統(tǒng)軟件氣體壓力ΔP比例
（3）
調(diào)節(jié)閥門總流量特點(diǎn)與壓力降比S有緊密的關(guān)聯(lián)（表2）。

表2管路系統(tǒng)軟件壓力降挑選調(diào)節(jié)閥門特點(diǎn)

管路系統(tǒng)軟件壓力降比S	1~0.6	0.6~0.3	0.3~0
具體工作中總流量特點(diǎn)	平行線 等百分?jǐn)?shù)	平行線 等百分?jǐn)?shù)	調(diào)整不適合
選定總流量特點(diǎn)	平行線 等百分?jǐn)?shù)	等百分比 等百分?jǐn)?shù)

（3）依據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)變
平行線閥在小開啟度時(shí)總流量變動(dòng)大，調(diào)整過(guò)度靈巧，易震蕩。在大開啟度時(shí)，緩沖作用又看起來(lái)薄弱，導(dǎo)致調(diào)整不立即，失靈。因而在壓力降比S較小，負(fù)載改變大的場(chǎng)所不可以選用平行線閥。等百分?jǐn)?shù)閥在貼近關(guān)掉時(shí)工作中緩解穩(wěn)定，而貼近開全情況時(shí)，放大系數(shù)大，工作中靈巧合理，因而它適用負(fù)載變化幅度大的場(chǎng)所?？扉_特點(diǎn)閥在行程安排較鐘頭，總流量就比較大，伴隨著行程安排的擴(kuò)大，總流量迅速做到較大，它一般用以雙位調(diào)整和控制系統(tǒng)的場(chǎng)所。
（4）依據(jù)調(diào)整目標(biāo)的特點(diǎn)
一般有自均衡功能的調(diào)整目標(biāo)都可以挑選等比例總流量特點(diǎn)的調(diào)節(jié)閥門，不具備自均衡功能的調(diào)整目標(biāo)則挑選平行線總流量特點(diǎn)的調(diào)節(jié)閥門。
4.2規(guī)格挑選
調(diào)節(jié)閥門規(guī)格是依據(jù)技術(shù)規(guī)定的商品流通工作能力確認(rèn)的，要依據(jù)出示的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)算出調(diào)節(jié)閥門的商品流通工作能力，再根據(jù)其商品流通工作能力挑選調(diào)節(jié)閥門的規(guī)格。商品流通能力是指當(dāng)調(diào)節(jié)閥門開全，閥兩頭壓力差為9.81×104Pa，液體的相對(duì)密度為1g/cm3時(shí)，每鐘頭流過(guò)調(diào)節(jié)閥門的總流量值，該值以m3/h或kg/h為企業(yè)。調(diào)節(jié)閥門的商品流通工作能力是有效挑選閘閥及閥門規(guī)格的一個(gè)關(guān)鍵主要參數(shù)，根據(jù)對(duì)調(diào)節(jié)閥門商品流通工作能力的測(cè)算，比照生產(chǎn)廠家?guī)?lái)的性能參數(shù)明確閘閥規(guī)格的尺寸。針對(duì)控制系統(tǒng)而言，水為流過(guò)調(diào)節(jié)閥門的常用的物質(zhì)之一，因此以水為例子詳細(xì)介紹控制閥的商品流通工作能力C
（4）
具體項(xiàng)目中，閘閥規(guī)格是分類的，C值通常也不是持續(xù)值（計(jì)算公式的C值是持續(xù)的）。不一樣廠家的同類別商品有不一樣的C值與規(guī)格相匹配表。在預(yù)估出期待的C值后，就可以查看制造商的相對(duì)應(yīng)商品數(shù)據(jù)分析表來(lái)決策需要的閘閥規(guī)格。選擇閘閥規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)盡量貼近或超過(guò)數(shù)值，不可低于數(shù)值。
4.3采用常見問(wèn)題
（1）調(diào)節(jié)閥門立即依照接手管經(jīng)選擇是不規(guī)范的。閘閥的調(diào)整質(zhì)量與接手流動(dòng)速度或管經(jīng)沒有關(guān)系，閘閥的調(diào)整質(zhì)量?jī)H與水的壓力及總流量相關(guān)。亦即一旦系統(tǒng)軟件機(jī)器設(shè)備明確以后，理論上合適該體系的閘閥僅有一種理想化的規(guī)格，而并不會(huì)發(fā)生多種多樣挑選。
（2）調(diào)節(jié)閥門規(guī)格不可以過(guò)小。挑選的閘閥規(guī)格過(guò)小，一方面會(huì)提高體系的摩擦阻力，乃至?xí)l(fā)生閘閥規(guī)格100%打開時(shí)，系統(tǒng)軟件仍沒法到達(dá)設(shè)置的容積規(guī)定，造成嚴(yán)重危害。另一方面閘閥將必須經(jīng)過(guò)操作系統(tǒng)給予很大的壓力差以保持充足的總流量，加劇泵的負(fù)載，閘閥易受損，對(duì)閥體的使用壽命危害非常大。
（3）調(diào)節(jié)閥門規(guī)格不可以過(guò)大。挑選的閘閥規(guī)格過(guò)大，不但提升工程成本，并且也會(huì)造成閘閥常常運(yùn)轉(zhuǎn)在低比例范疇內(nèi)，造成調(diào)整精密度減少，使操縱特性下降，并且易使系統(tǒng)軟件受影響和震蕩。
（4）為了確?？刂葡到y(tǒng)質(zhì)量，最好是的辦法是在系統(tǒng)軟件容許的范疇內(nèi)挑選能得到比較大氣體壓力的閘閥規(guī)格，使閘閥在運(yùn)行操作過(guò)程中氣體壓力的轉(zhuǎn)變值盡量小。閘閥開全情況下的氣體壓力占全泵壓百分?jǐn)?shù)越高，則閘閥氣體壓力相對(duì)性變動(dòng)值越小，閘閥的組裝特點(diǎn)就越貼近其中在特點(diǎn)。
（5）自動(dòng)控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥門應(yīng)盡量工作中于穩(wěn)定的氣體壓力標(biāo)準(zhǔn)下，由于閘閥是不是配對(duì)風(fēng)機(jī)盤管取決于它的內(nèi)部特點(diǎn)和總流量因素，而這種閘閥主要參數(shù)在于穩(wěn)定的閘閥氣體壓力。
5結(jié)束語(yǔ)
設(shè)計(jì)方案調(diào)節(jié)閥門時(shí)，規(guī)定對(duì)調(diào)節(jié)閥門的構(gòu)成、歸類和特點(diǎn)有一個(gè)清晰的了解，并在這個(gè)基礎(chǔ)上把握恰當(dāng)?shù)奶暨x方式 。并且，針對(duì)一個(gè)具體系統(tǒng)設(shè)置調(diào)節(jié)閥門時(shí)，還必須對(duì)全部管路環(huán)城路開展詳細(xì)的剖析，充分考慮多種要素。僅有那樣，才可以準(zhǔn)確地選用調(diào)節(jié)閥門，確保調(diào)整體系的調(diào)節(jié)品質(zhì)。
論文參考文獻(xiàn)
[1]李小華.控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥門的設(shè)計(jì)方案[J].中氮肥.2002（1）.43-46.
[2]張九根，馬小軍，朱順兵.建筑工程設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)方案[M].北京市：人民郵電出版社.2003，60-66.