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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。閥座采用自對中無螺紋卡入式結(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閥門嚴密關(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。套筒上有一個聚四氟乙烯平衡密封座,當(dāng)閥瓣全關(guān)時,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密切斷,保證上腔室的介質(zhì)不能進入平衡室。當(dāng)閥瓣上下移動時,套筒上的節(jié)流窗口的通道面積會發(fā)生變化,從而實現(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熱脹冷縮變化量小,避免了在中高溫時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)行機構(gòu),不需要更大的氣缸執(zhí)行機構(gòu)。最大閥座直徑時,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)行機構(gòu)和防爆電動執(zhí)行機構(gòu)。

4、新型套筒調(diào)節(jié)閥采用自對中無螺紋卡入式閥座結(jié)構(gòu)和模塊化設(shè)計,閥門拆裝方便,并能達到Ⅳ級以上泄漏量標準。

5、在150℃以下時,金屬硬密封可以達到Ⅳ級以上泄漏量標準,聚四氟乙烯軟密封可以達到Ⅵ級泄漏量標準。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,調(diào)節(jié)范圍的幾何尺寸和公差應(yīng)符合圖樣要求。

對于套筒調(diào)節(jié)閥來說,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。一般來說,我們在選擇套筒薄膜調(diào)節(jié)閥時,都要先確定選氣開還是氣閉,這就是選擇調(diào)節(jié)閥斷氣時的保護位置,如果工藝要求斷氣時閥門打開,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。這只是一個粗淺的方案,如果工藝要求斷氣、斷電、斷信號的三斷保護,則調(diào)節(jié)閥就需要配置一些附件來組成一個保護系統(tǒng)才能實現(xiàn)控制要求,這些附件主要有保位閥、電磁閥、氣罐等。以下是單作用氣動薄膜調(diào)節(jié)閥和雙作用氣動調(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)比較器、單電控電磁換向閥、氣動保位閥、閥位信號返回器等組成。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,套筒保位閥自動關(guān)閉將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內(nèi),輸出信號壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡,氣動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啟動。

2、斷電源:當(dāng)控制系統(tǒng)電源故障(失電)時,失電(信號)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,電磁閥換向,將氣動保位閥的膜室壓力排空,氣動保位閥關(guān)閉,將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內(nèi),輸出信號壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡,氣動控制閥的閥位保持在故障位置。

3、斷信號:當(dāng)控制系統(tǒng)信號故障(失信號)時,失電(信號)比較器檢測到后,斷掉單電控電磁換向閥的電壓信號,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,電磁閥換向,將氣動保位閥的膜室壓力排空,氣動保位閥關(guān)閉,將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內(nèi),輸出信號壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡,氣動控制閥的閥位保持在故障位置。

位置反饋信號由閥位信號返回器給出。

優(yōu)點:"三斷"保護啟動時,系統(tǒng)反應(yīng)較快,動作迅速。

缺點:電磁閥長期帶電,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、氣控換向閥、定位器、自鎖閥、單向閥、減壓閥、儲氣罐等組成。其工作原理如下:

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

如果要實現(xiàn)閥門保位,加裝氣動保位閥并改變管路連接,用自鎖閥直接控制保位閥,取消氣控換向閥、單向閥、儲氣罐即可。

若要實現(xiàn)斷氣源時,能夠保證閥門有若干次的動作,可采用以下方案。

由儲氣罐、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,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,接通儲氣罐管路,由儲氣罐向閥門供氣,以保證閥門有若干次動作,實現(xiàn)連續(xù)控制的目的。由于儲氣罐的容量有限,且儲氣罐中的氣源壓力隨著閥門動作不斷下降,不可長期使用儲氣罐為閥門供氣。本方案配用儲氣罐的容量應(yīng)比一般保護用儲氣罐的容量大。本方案在斷氣源時,閥門動作的次數(shù)與儲氣罐的容量有關(guān)。

對于套筒薄膜調(diào)節(jié)閥的保位方案,還有一個可供參考: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,在斷氣時用保位閥來保位,在斷信號時,用電磁閥來保位,不過,電磁閥必須與定位器進行連鎖(在控制程序中設(shè)定),即定位器有信號,電磁閥必有電,定位器一旦失信號,電磁閥必須立即斷電。