调节阀选型指南.docx

1、一、调节阀结构型式的选择从使用功能上选阀需注意的问题1）调节功能要求御动作平小开度调节性能好：选好所需的流風特性：满足可调比： 阻力小、流量比大（阀的额定流航参数与公称通径之比）；调节.速度.2）泄漏量与切断压差这是不可分割、互相联系的两个因素.泄漏量应满足工艺要求.且有密封面的可靠性的 保护措施：切断压差（阀关闭时的压差）必须提出来（遗燃的是许多设计院的调节冊计算規 格书中无此参数）.让所选縄有足够的输出力来克駆它，否则会导致执行机构选大或选小.3）防堵即使是干净的介质,也。在堵塞问题.这就是管道内的不干净东西被介质带人调节阀内. 造成堵卡.这是常见的故障.所以应考虑禅的防堵性能，通常角行程

2、类的调节时比肖行程类的调节阀防堵性施好得多.故以后角行程类的调节緝使用将会越来絶多.4）耐蚀它包括耐冲蚀、汽蚀、腐蚀.主要涉及到材料的选用和俄I的使用寿命何题同时.涉及 到経济性何题.此何艘的实质应该是所选阀具有较好的耐蚀性能且价格合理.如能选全四紅 阀就不应该选全耐蚀台金阀；能也反汽蚀效果较好、结构简单的須形高压阀满足两年左右 使用为命），就不应该选结构复杂、价格貴的其它高压阀。5）耐压与耐温-这涉及调节阀的公称压力、工作温度的选定.耐压方面.如果只是压力高并不困难.主 要是压差大会产生汽蚀：耐温方面.通常解决450C以下是十分容易的，450600C也不困难.但到600以上时.矛盾就会突出：

3、当温度在8OCV的切断类调节阀选用软密财材料通 常是不可取的，应该考虑用硬密封切断常用材质的工作温度、工作压力与公称压力的关系见 下表5-1.6）重量与外观此问题非常直观，一定是外观好、重量轻的阀受使用厂家広迎.这里要改变一种偏见， 认为调节阀是个“老大粗”重点或外观差一点，没什么了不起.现在我们十分重视它，从而提出了调节阀应该具有小型化、.轻型化、仪表化的特征.表5-1常用材质的工作温度、工作压力与PN关系材料公*B力PNMpa)介质工作温120200250300350400425450475500525550575600625最大工乍月i六(MPa)持铁1.61.61.51.4碳素钢4.0

4、4.04.03.73.33.02.82.31.86.46.46.45.95.24.74.13.72.922.022.022.020.218.016.114.112.79.832.032.032.029.426.223.420.518.514.4lCrl8Ni9T4.04.04.04.04.04.03.02.72.42.11.91.71.41.10.80.56.46.46.46.46.46.44.44.24.03.8353.43.22.9262.222.022.022.022.022.022.016.5J4.813.211.510.59.37.76.04.42.732.032.032.032.0

5、32.032.024.021.619.216.815.213.611.28.86.44.0含铝不少于0.4%的铝銅及铭铝钢4.04.03.63.43.22.82.21.66.46.45.85.55.24.53.52.522.022.020.119.017.915.712.29.032.032.029.127.525.922.717.613.07）十大类调节阀的功能优劣比较；8、综合经济效果确定阀型在满足上述使用功能的要求中，适用的純有几类，此时便应综合经济效果确定某一阀型，为此.我们认为，至少应该考虑以下四个向题：1）高可靠性。结构简单；可靠性高.这里需要改变过去片面追求性能指标，忽视可靠性的

6、错误作法.2）使用寿命长。3）维护方便，备品备件有来源。4）产品价格适宜，性能价格较好。9、调节阀型式的优选次序：根据调节阀的功能优劣（见上表）和上述观点，特提供调节阙的优选次序如下：全功能超轻型调节阀一蝶阀一套筒阀一单座阀一双座阀一偏心旋转阀一球间-角形閥一三通阀-隔膜阀.在这些调节阀中，我们认为应该尽量不选用隔膜阀，其理由是隔膜是一个极不可靠的零件，使其隔膜阀也成为了可靠性差的产品.二、执行机构的选择2.1执行机构选择的主要考虑因素执行机构选择的主要考虑因素是：可准性：经济性：动作平稳、足够的输出力：重量外观：结构简单、维护方便.2.2电动执行机构与气动执行机构的选择比较1）可靠性方面气动

7、执行机构简单可靠：老式电动执行机构可靠性差是它过去的一贯弱点.然而在90年代电子式执行机构的发展彻底解决了这一向题，可以在510年内免维修，它的可靠性甚至超过了气动执行机构.正由于此,笔者认为，它将成为下世纪调节阀的主流2）驱动源气动执行机构的最大不足就是需另设置气源站，増加了费用：电动阀的驱动源随地可取.3）价格方面气动执行机构必须附加阀门定位器.再加上气源其費用与电动阀不相上下（进口电气 阀门定位器与进口电子式执行机构价格相当；国产定位器与国产电动执行器不相上下）.4）推力和刚度两者相当.5）防火防爆“气动执行机构+电气阀门定位器”略好于电动执行机构。2.3推荐意见1、在可能的情况下.建议

8、选用进口电子式执行机构配国产阀（如全功能超轻型阀），以用于国产化场合、新建项目等.2）薄膜执行机构里存在推力不够、刚度小、尺寸大的缺限，但其结构简单，所以，目前仍是使用最多的执行机构.但这里我们强调的是最好选用ZHA、ZHB型的精小型薄膜执行机构去代替ZMA、ZMB型的老式薄膜执行机构，以获徊更轻的直版、更小的尺寸和大的输出力.3）活塞执行机构选择注意方面：气动薄膜执行机构推力不够时，选用活塞执行机构来提高输出力；对大压差的调节緝（如中压蒸汽切断），当DNNIOO时.我们建议选用单密封的调节阀（单座阀或箪座套筒四，保证阀有较好的切断性能，但此时，压差对阀芯的不平衡力增大，宜选活來执行机构：当D

9、NN200时.甚至要选双层活塞执行机构：对普通调节阀， 还可选用活塞执行机构去代替薄膜执行机构，使执行机构的尺寸大大减小，就此观点而言， 气动活塞调节阀使用会更多：对角行程类调节阀.其角行程执行机构的结构型式很多.使 之复杂化，应首先考虑结构简单、动作自如、尺寸小、推力大的执行机构，典型的结构是双 活塞齿轮齿条转动式.值得强调的是，传统的“直行程活塞执行机构+角铁+曲柄连杆”方式 应该淘汰.三、材料的选择材料的选择主要根据介质的温度、腐蚀性、汽蚀、冲蚀四方面决定.3.1根据介质的腐蚀性选择1）金属耐蚀材料的选择这是调节间材料选择的主要内容.在强腐蚀类的介质中选用耐腐蚀合金阀时，必须根据其浓度、

10、温度、压力三者结合起来才能选用相应的材质，这方面有专门的耐腐蚀数据手册常见的耐腐蚀材料表见5-2.A推荐使用，B小心使用；C不能使用,L L缺乏资料材料名称流体名称碳钢铸钢304或302不锈钢铜316不锈钢桐蒙乃尔合金（Monel）哈氏合|金(Hastel- loy-B)哈氏合金Hastd-I oy*CDuri- met20钛材钴基合金6416不锈钢440硬质不锈钢174PH乙醛CHjCHOAAAAAAI, LAAI LI、LAAA醋酸（气）CcBBBBAAAAACcB醋酸（汽化）CcAAAAAAAAACcB醋酸（蒸汽）CcAABBL LABAACcB丙胴CH3COOH5AAAAAAAAAAA

11、AAA乙焕AAAAI、LAAAAI. LAAAA辞AAAAAAAAAAAAAA硫酸铅cCAABBAAAAI. LCCk L氨AAAACAAAAAAAAk L筑化饺CcBBBBAAAABCcI、L硝（K）铉ACAACcAAAAACB1. L磷酸铉（单基CcAABBAABAABBI、L硫酸铉ccBABAAAAAACC1. L亚硫酸铉ccAACCI、LAAAABBI、L苯胺CftHjNH,ccAACBAAAAACCL L3.2耐磨损材质的选择对汽蚀、冲蚀严重的內.如高压差介质.含固体噸粒的介质必须考虑耐磨损何题；对切断类硬密封调节阀也必须保护密封面，防止和减小冲蚀.可选用的是常用的耐磨材科是司特莱合

12、金.四、作用方式的选择4.1调节阀作用方式的选择气动调节时按作用方式不同，分为气开间与气闭觸两种.气开阀随着信号压力的增加而打开,无信号时.阀处于关闭状态.气闭阀即随信号压力的増加,阀逐渐关闭，无信号时. 阀处于全开状态.开、气闭個的选择主要从生产安全角度考虑.当系统因故障等质因使信号压力中断时 即阀处于无信号压力的情况下时）.号埋阀底处于全开还是关闭状态才能避免损坏设备和保护工作人员.若同处全开位置危害性小，则应选反之，应选气开阀4.2气动薄膜执行机构作用方式的决定选定了调节阀作用方式之后,叩可决定气动薄膜执行机构的作用方式.即决定正作用或反作用执行机构的问題.传统的执行机构与阀体部件的配用

13、情况见表.依据所选的气开阁或气闭阀.从该表中即可决定执行机构的作用方式及型号.值得强调的是，对气开阀采用倒装发芯去配正作用执行机构.现在看来是极不可取的 我们不去考虑阀的本身（阀芯仍然正装），而从改配反作用执行机构解决.这样既简单、又方便（理由是改动阀比改反作用执行机构复杂多）.五、弹簧范围的选择5.1“标准弹黄范围”错误说法应纠正弹簧是气动调节阀的主要零件。弹簧范围是指一台阀在静态启动时的膜室压力到走完全行程时的膜室压力，字母用Pr表示.如Pr为2O-1OOKPa,表示这台阀静态启动时膜室压力是20KPa.关闭时的膜室压力是lOOKPa.常用的弹簧范围有20lOOKPa、20-60KPa.

14、60- lOOKPa,60180KPa、40-200KPa由于气动仪表的标准信号是20-lOOKPa.因此传统的调节阀理论把与与动仪表标准信号一致的弹簧范围（20lOOKPa）定义成标准弹簧范围.调节阀厂家按20lOOKPa作为标准来出厂,这是十分緒误的.为了保证调节阀正常关闭和启动.就必须用执行机构的输出力克服压差对阁芯产生的不平衡力、我们知道,对气闭阀膜室信号压力首先保证阀的关闭到位.然后再继续增加的这部分力.才把阀芯压紧在阀座上。克服压差把间芯顶开.我们又知道.不带定位器调节阀的最大信号压力是lOOKPa.它所对应的20lOOKPa的弹簧范围只能保证阀芯走到位，再也没有一个克服压差的力量

15、，阀工作时必然关不严,造成内漏，为此.就必须调整或改变弹簧范图.但是，把它说成“标准弹簧范囤”就出问题了因为是标准就不能改动.如果我们坚持标准，按“标准弹簧范围”来调整，那么，它又怎么能投用呢?在现实中.却有许多使用厂家和安装 公司：都坚持按“标准弹簧范围”20lOOKPa来调整和验收调节阀.又确实发生阀关不严的 问题 错误的根源就在此.正确的提法应该是“设计弹簧范围。是我们设计生产弹簧的零件参数工作时根据气开气闭还要作出相应的调挺.我们称为工作彈簧范围.仍以上述为例.设计弹范围20lOOKPa.对气闭阀我们可以将工作弹簧范围调到!0-90KPa,这样就有lOKPa.作用在膜室的有效而积Ac上

16、；又如气开阀，有气打开，无气时阀关闭，此时克服压差界的是弾簧的预紧力.为了 克服更大的压需调紧预紧力，还需带定位器.若定位器气源为l40KPa.我们可以将设计弹簧范围20lOOKPa调紧到50130KPa,此时输出力为50KpaXAe.如果把201OOKPa作为标准弹簧固定的话就只有20KpaXAe,带定位器也失去作用.由此可见，气开阀带定 位器也必须调高弹簧范围的起点压力才能提高执行机构的输岀力.对不帯定位器的场、气闭阀我们还可以设计2080KPa,这样不带定位器仍有20KPa.Ae的输出力.所以弹黄他用应根据气开气闭、带定位器与否、压差产生的不平衡力作用的方向， 三看姑合起来才能设计出相适

17、应的弹簧“为什么国外设计的弹簧很多.高达十几种,就是此道理.由此可见.标范围的提法是钳误的,它让人们在标准”二字上而不能改动. 误导人们死套20lOOKPa来调校.结果造成无输出力或输出力不够.正确的提法应足：将“标 准弹簣范围”提法取消，改为“设计弹簧ffiffl-.其中20lOOKPa的弹簧范围称为常用弾,葩围.5.2弹簧范围的选择弹簧范围的选择主要从圏的穏定性、输出力两方面考虑.1）阀的稳定性上选择从阀的稳定性上选择.弹簧应该是越硬越好.如选用40200KPa60180KPa的弹簧. 它不仅克服轻微振荡、克服摩擦力，而且能使阀芯往复运动自如.2）从输出力上选择由于执行机构的愉出力是执行机

18、构总的合力减去弹簧的张力、廉擦力、弹簧越软，其输出力就越大.所以.从输出力上考虑应该选择软弹簧（即小的弹簧范围）3）从综合性能上选定弹賛范围若从稳定性上选务,要选用弹簧范围大的硬弹黄：若从输出力来看.又应该选用弹簧范围小的软弹黄两者互为矛盾.因此应予以综合考虑.在满足输出力的情况下，尽景选用范围大的硬弹簧.笔者建议.对薄膜阀充分利用定位器25OKPa的气源，选用60-180KPa的弹簧.它对气开阀有60KPa的输出力，对气闭阀有25018O=7OKPn的输出力，其弹簧范围Pr为180-60= 120KPa.再看传统的20lOOKPa的弹簧配l40KPa的气源时的输出力；，开阀为20KPa气闭阀

19、与140-100= 40KPa.其弹簧葩围Pr=100-20=80KPa.由此不难看出. 无论从输出力、刚度上讲.我们建议选择60l80KPa的弹簧范围远远优越于常规弹簧范围4）特殊情况弹簧范围的选择若遇大口径、大压差、含颗粒等场合时，其弾簧范围的选定通过详细计算来满足。六、流向的选择流动方向改变对使用寿命的影响由于介质流动方向改变，因而介质对阀芯、阀座产生的冲刷和汽蚀发生了变化,对流开 型，介质从阀芯尖的一头往大的一端流动，冲刷和汽蚀丑接作用在密封而上，同时,介质一 旦经过节流口后，流速突然减慢，相当于突然扩大，使压力急剧回升.因此，汽蚀作用较强, 致使密封而很快被破坏.故流开型使用寿命短。

20、见图5-5 (a).对流团型.与上述情况相反， 汽蚀和冲刷主要作用在密封而下面.同时.介质需要流经阀座后才突然扩大使压力急剧回升. 因此，在流经阀座通道过程中，相当于逐步扩大，压力恢复慢，减少了汽蚀的破坏.流出阀座后.压力急剧回升.汽蚀加剧，但是它基本上不作用在阀芯阀座密封面上.故流闭型使用寿命比.见图5-5 (b).实践证明，在严重冲刷和汽蚀条件下，选用流闭型比流开型使用寿命长1/41/2倍以上，若长期在小开度上工作，可相差数倍以上流开流闭是对介质而言的。在节流口介质的流动方向向着阀门打开方向流动时称为流开型，反之，向着阀门的关闭方向流动时为流闭型。七、填料的选择目前，柔性石墨填料应用越来越

21、广泛.特别是在高温情况下，选用这种填料，密封可靠，并可省去散热片.经济性也好.如高温蝶閥、髙温高压调节阀均采用这种结构.这样一来.生产厂将有柔性石墨填料和四氯填料两种供选用，四氟石墨填料的比较，选择见表“V”型四氟壊料“0”型石墨填料密封的可靠性寿命短.可靠性差寿命长、耐磨、可靠性高、摩擦大填料工作温度一40C180C200C600C选择情况常溫一40250C可优先选用在需要帯定位器使用时可以考虑，尤其是蒸气介质，中温一60450X?必须加散热片，以使填料在250*0以下工作.因増加散热片.使产品 价格比常温增加1020%左右可以不带散热片使用，故经济性好，外形尺寸小，并且密封性能好，但必须带

22、定位器.目前选用越来越多，当工作温度较高时，可优先选高温+450+600C不能用(目前，四氟填料只设计到450以下可用到600禁用介质壻融状碱金属、高温三氟化氣及氟元素高温、高浓度强氧化剂结论：由于石墨填料耐磨、耐蚀、耐温，使用寿命长，是四氟填料寿命的23倍，所以建议尽可能选用石墨填料，尤其是旋转类调节阀、超高温调节阀、带定位器使用的调节阀.八、附件的选择调节阀附件的正确选择应该是对阀的功能、安全、可靠性的有益保狂和补充，怛如果选型不当，就会带来许多副作用，因此.在选择时应予以高度重视8.1定位器与转换器的选择1)定位器的工作原理：定位器是提高调节阀性能的重要手段之一。定位器利用闭环原理.将输

23、出量阀位反馈回来与输入量比较，即阀位信号直接与岡位比较。在不带定位器时，阀位信号为气动压力.它作用在膜片上产生推力，与弹簧张力和阀的轴向作用力平衡.因此，在此力一定的情况下.若摩擦力、不平衡力等发生变化，必然引起弹簧张力的变化，而使行程发生变化，即不带定位器时.阀位信号压力不是直接阀位比较.而是力的平衡，故精度低，不平衡力变化大，阀位变化也大因此.选用定位器能大大地提高阀的精度.同时.因气源压力大，还能提高阀 允许用压差，而且还具有加快阀动作，改变作用方式、改变流量特性等功能.2)定位器的主要作用它可以将全部气源压力送到调节阀的执行机构的膜室内.使气源压力得到充分利用.以此提高了执行机构的输出

24、力，相应阀能切断更大的压差.(1)由于是靠位置来反馈，当摩擦力较大时,便产生较大的回差，定位器便可改变输出压力使阀定在相应的位置上，“定位器”其名的得来，就是这个道理.所以,它又具有提高阀的位置精度的作用.(2)定位器将整个气源送到膜室，当膜室压力使楠运动并走在相应的位置时.气源被切换.阀便稳定在某位置上，即是说，阀的供气速度快，阀的动作速度加快(3)电气转换器的作用，能用电信号来控制气动阀(电气转换器就只有这一功能)。3)定位器与转换器的比较与选择从上述作用中不难看出，定位器具有提高输出力、提高位置精度、提高动作速度和电气转换四大作用；而电气转换器就只有电气转换功能.两者比较，宜苜选定位器.

25、定位器的选用场合详见表序号应选择的场合选择原因!阀的工作压差较大时或釆用刚度大的弹簧范围时増加阀的许用压差和阀的刚度，以増加稳定性2为防止间杆处外泄需将填料压紧时因填料处増加了阀杆的摩檫力因定位器直接与阀位比絞而不是与力直接比絞，故为克服各种力对阀工作性能的影响需选定位器3高温阀、低温阀、波纹管密封阀4使用柔性石墨填料的场合5悬浮液、高粘度、胶状、含固体颗粒、纤维、易结焦介质的场合因増加了阀杆运动的庠擦力6用于阀大口轻的场合，一般阀DNN 100.媒阀DNN250因阀芯阀板的重量影响阀动作7高压调节典压差大.使阀芯的 不平衡力较大8七动信号管线长度150m加快阀的劝作9用于分程控制10调节阀由电动调节器控制的场合电气转换