和记官网《调节阀计算选型使用》:五、调节阀

原创 2020-04-02 21:23  阅读

  《调节阀计算选型使用》:五、调节阀选型指南_机械/仪表_工程科技_专业资料。调节阀选型指南

  第五章 1 1.1 调节阀结构型式的选择 调节阀选型指南 从使用功能上选阀需注意的问题 1)调节功能 ①要求阀动作平稳;②小开度调节性能好;③选好所需的流量特性;④满足可调比;⑤ 阻力小、流量比大(阀的额定流量参数与公称通径之比) ;⑥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。 3)防堵 即使是干净的介质,也存在堵塞问题(管道内的不干净介质)、不干净介质更易堵卡。 4)耐蚀 它包括耐冲蚀、汽蚀、腐蚀。主要涉及到材料的选用和阀的使用寿命问题,同时,涉及 到经济性问题。 5)耐压与耐温 这涉及调节阀的公称压力、工作温度的选定。 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 小型化、轻型化、仪表化 表 5-1 常用材质的工作温度、工作压力与 PN 关系 公称压 介 质 工 作 温 度(℃) < < < < < < < < < < < < < < < 120 200 250 300 350 400 425 450 475 500 525 550 575 600 625 最 1.6 1.5 1.4 4.0 4.0 3.7 3.3 3.0 2.8 2.3 1.8 6.4 6.4 5.9 5.2 4.7 4.1 3.7 2.9 大 工 作 压 力(MPa) 材料 力 PN (Mpa) 铸铁 1.6 4.0 6.4 碳素钢 22.0 22.0 22.0 20.2 18.0 16.1 14.1 12.7 9.8 32.0 32.0 32.0 29.4 26.2 23.4 20.5 18.5 14.4 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 3.0 2.7 2.4 2.1 1.9 1.7 1.4 1.1 0.8 0.5 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 4.4 4.2 4.0 3.8 3.5 3.4 3.2 2.9 2.6 2.2 6.4 1Crl8Ni9Ti 22.0 22.0 22.0 22.0 22.0 22.0 16.5 14.8 13.2 11.5 10.5 9.3 7.7 6.0 4.4 2.7 32.0 32.0 32.0 32.0 32.0 32.0 24.0 21.6 19.2 16.8 15.2 13.6 11.2 8.8 6.4 4.0 1 含钼不少 4.0 于 0.4%的 6.4 钼钢及铬 22.0 钼钢 32.0 4.0 3.6 3.4 3.2 2.8 2.2 1.6 6.4 5.8 5.5 5.2 4.5 3.5 2.5 22.0 20.1 19.0 17.9 15.7 12.2 9.0 32.0 29.1 27.5 25.9 22.7 17.6 13.0 7)十大类调节阀的功能优劣比较:详见 1-1 表。 1.2 综合经济效果确定阀型 1)高可靠性。 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。 1.3 调节阀型式的优选次序 ①全功能超轻型调节阀→②蝶阀→③套筒阀→④单座阀→⑤双座阀→⑥偏心旋转阀→ ⑦球阀→⑧角形阀→⑨三通阀→⑩隔膜阀。 2 2.1 执行机构的选择 执行机构选择的主要考虑因素 ①可靠性;②经济性;③动作平稳、足够的输出力;④重量外观;⑤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 2)驱动源 3)价格方面 4)推力和刚度 5)防火防爆 2.3 推荐意见 (1) 在可能的情况下,建议选用进口电子式执行机构 (2)薄膜执行机构虽存在推力不够、刚度小、尺寸大的缺限,但其结构简单。 (3)活塞执行机构选择 3 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 5-2。 2 2)氟塑料成功地用在耐腐蚀阀上 3.2 4 耐磨损材质的选择 对汽蚀、冲蚀严重的阀;切断类硬密封调节阀,也必须保护密封面。 作用方式的选择 气开、和记官网气闭阀的选择主要从生产安全角度考虑。 5 5.1 弹簧范围的选择 “标准弹簧范围”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 20~100KPa,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 100KPa。常用的弹簧范围有 20~100KPa、20~60KPa、60~ 100KPa、60~180KPa、40~200KPa?由于气动仪表的标准信号是 20~100KPa,因此传统的 调节阀理论把与气动仪表标准信号一致的弹簧范围(20~100KPa)定义成标准弹簧范围。调 节阀厂家按 20~100KPa 作为标准来出厂,这是十分错误的。 5.2 弹簧范围的选择 1) 阀的稳定性上选择 2) 从输出力上选择 3) 从综合性能上选定弹簧范围 4) 特殊情况弹簧范围的选择 6 6.1 流量特性的选择 调节阀理想流量特性 1)定义 调节阀的流量特性是指介质流过阀门的相对流量与相对开度的关系。数学表达式为: Q l ? F( ) Q max L 或中: (5—1) Q ———相对流量(Q———某一开度下的流量) Q max l ( ) ———相对开度,调节阀阀芯某一位移 l 与全开位移 L 之比。 L 3 1) 直线特性 直线特性是指调节阀的相对流量与相对开度成直线关系,即单位行程变化引起的流量变 化是常数 , 1-直线)对数(又称等百分比)特性 对数特性是指单位行程变化引起相对流量变化与该点的相对流量成正比, 即调节阀的放大系数是变化的,它随相对流量的增加而增大。 表 5-4 相对 流量 流量特性的相对开度和对应流量(R=30) 相 对 开 度 l ( )% L 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Q Qmax % 3.3 13.0 3.3 4.67 3.3 21.7 3.3 7.3 22.7 6.58 38.1 12 32.3 9.26 52.6 18 42.0 13.0 65.2 26 51.7 18.3 75.8 35 61.3 25.6 84.5 45 71.0 36.2 91.3 57 80.6 50.8 96.13 70 90.3 71.2 99.03 84 100 100 100 100 直线流量特性 等百分比流量特性 快开流量特性 抛物线 调节阀的工作流量特性 在实际运行中,调节阀前后压差总是变化的,这时的流量特性称为工作流量特性。 1)串联管道的工作流量特性 4 (a)线 串联管道时调节阀的工作特性(以 Qmin 为参数对比值) 2)并联管道的工作流量特性 (a) 线性 (b) 对数 图 5-3 并联管道时调节阀的工作特性(以 Qmin 为参数对比值) 6.3 对传统流量特性理论的突破----节能调节阀流量特性 S 可以在 0.05~0.15 之间,与原高 S 运行相比,可节省能耗 15%~22%。这对于我国 能源紧张的今天,有较好的使用价值和社会效益。 6.5 流量特性的选择 1)工作流量特性的选择 表 5-5 工作流量特性选择表 系统及被调参数 干扰 给定值 P1、P2 给定值 流量控制系统 P1、P2 给定值 T1 P1、P2、T3、T4、Q1 温度控制系统 给定值 P1、P3、C0 给定值 P1、C0 压力控制系统 P3 直线 流量特性 直线 等百分比 快开 等百分比 直线 等百分比 说明 变送器带开方 器 变送器不带开 方器 液体 气体 给定值 C0 给定值 Q 直线 直线 等百分比 直线 液位控制系统 液位控制系统 表 5-7 调节阀固有流量特性选择用 调节阀与系统压降之比 要求的工作特性 选用的固有特性 平方根 平方根 ≥0.6 直线 直线 等百分比 等百分比 平方根 等百分比 <0.6 直线 等百分比 等百分比 等百分比 7 流向的选择 7.1 流向对工作性能的影响 1)Ft 作用方向改变对工作性能的影响 2)体阻力改变对工作性能的影响 机 试验条件 风速: 210 英里 /小时从圆头往 尖尾绕流 翼 阻 力 试 验 阻力单位 模 拟 流 阀 芯 向 节 流 阻力 流动示意图 1 小 风速同上,从尖 尾向圆头绕流 图 5-4 2 大 调节阀流阻力模拟 3) 流动方向改变对使用寿命的影响 6 4)不同流向对其工作性能的影响 (a) 流闭型(b) 流开型 图 5-5 流向对阀芯使用寿命的影响图 5-6 流向对△Pc 的影响 7.2 流向对工作性能的影响及选择 表 5-8 流向对工作性能的主要选择 流向选用 流开 流闭 Ds≥dg 稳定 √ √ √ √ √ 若阀偏小,可改流闭,使流 量系数增大 √ 减小闪蒸√ √ 7 流 向 对性能影响 流开 流闭 √ √ 对稳定性影响 稳定 1 PrAe 稳定 3 ds<dg 1 Ft≥ PrAe 不稳定 3 Ft< 寿命长 “自洁”性能好 密封性能好 (通常 Ft 将阀芯压紧) 一般比标准流量系数大 10~15%左右 对寿命影响 寿命短 对“自洁”性 “自洁”性能差 能影响 对密封性能影响 对流量系数影响 对输出力的影响 FL 值 动作速度 密封性能差 (通常 Ft 将阀芯顶开) 一般具有 标准流 量系数 输出力小 (输出力 输出力大 计算要另除 Pr) (输出力不计算不扣除 Pr) 大 (阻力大, 恢复 小) 平缓 小(阻力小,恢复大) 接近关闭时有跳跃启动、 跳跃 关闭现象 7.3 8 需要纠正的一个概念 填料的选择 表 5—9 四氟、石墨填料的比较与选择表 “V”型四氟填料 密封的可靠性 填料工作温度 常温 -40~250℃ 选 择 情 况 寿命短,可靠性差 -40℃~180℃ 可优先选用 “O”型石墨填料 寿命长、耐磨、可靠性高、摩擦大 -200℃~600℃ 在需要带定位器使用时可以考虑, 尤其是蒸气介质。 中温 -60~450℃ 可以不带散热片使用,故经济性 必须加散热片, 以使填料在 250℃ 好, 外形尺寸小, 并且密封性能好, 以下工作。 因增加散热片, 使产品 但必须带定位器,目前选用越来越 价格比常温增加 10~20%左右 多,当工作温度较高时,可优先选 用 高温 不能用 (目前, 四氟填料只设计到 可用到 600℃ +450~+600℃ 450℃以下) 禁用介质 熔融状碱金属、 高温三氟化氯及氟 高温、高浓度强氧化剂 元素 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 2~ 3 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。 结 论 9 9.1 附件的选择 定位器与转换器的选择 1) 定位器的主要作用 (1)提高了执行机构的输出力。 (2)提高阀的位置精度的作用。 (3)动作速度加快。 (4)电气转换。 2) 定位器与转换器的比较与选择 8 在某些特殊场合,如防爆要求特别高时,可选“气动阀门定位器+电气转换器” 。 9.2 9.3 9.4 9.5 10 电磁阀的选择 行程开关的选择 手轮机构 空气过滤减压阀 型号决定 阀型代号:十大类基型产品(普通产品)代号 注: (1)若阀芯是软密封或堆耐合金时,当文字说明后,其脚码可省去; (2)带*处的型号各厂家的编制方法有较大差异,请注意各厂家的说明书。 10.2 举例说明 9 11 11.1 订货须知 订货时,必须告诉的条件 (1)产品名称; (2)型号(型号中包括作用方式、温度范围) ; (3)公称压力; (4)公 称通径; (5)流量系数; (6)流量特性; (7)泄漏率; (8)阀关闭时的压差; (9)阀体材质; (10)芯座材质; (11)附件(附件型号、信号、规格、防爆否等) 。 11.2 酌情告诉的条件 (1)弹簧范围; (2)流向; (3)填料的材质; (4)特殊材质; (5)附件是国产还是进口; (6) 工作条件;1 介质名称;2 比重;3 浓度;4 温度;5 物理性能(悬浮液、纤维、颗粒、粉尘 等) ;6 化学性能处;7 流量;8 压力、压差;9 切断要求;10 动作速度、频率;11 原用阀存 在的问题和成功之处;12 环境条件(湿度、粉尘、温度、空气腐蚀性、防火防爆) ;13 引进 阀接口、接连尺寸(法兰距、法兰标准) 、特殊要求;14 特殊附件,等等。 12 调节阀选型的详细审定内容(115 问) 12.1 执行机构 (1)驱动方式的选择:电动、气动、 液动的决定? (2)电动执行机构选择普通型还是电 子式结构? ( 3 )电动执行机构是角行程还是直行 程? (4)角行程电动执行机构是直连式还 是曲柄连杆式? (5)电动执行机构防爆与否? (6)伺服放大器的选定? (7)正作用与反作用的选定? (8)弹簧范围的选定(涉及计算)? (9)是否需要加长支架? ( 10 )执行机构规格的选定(涉及计 算)? (11)气源大小的决定? (12)动作速度的要求? (13)环境条件是否满足? (14)对外形尺寸限制与否? (15)对重量限制与否? (16)对颜色的要求? 12.2 上盖与填料 (17)上盖形式的选定,普通型、带散 热片型、长颈型、波纹管密封? (18) 中温阀是选带散热片结构还是普 通上盖加高温填料结构? (19)四氟填料还是石墨填料? (20)单密封还是多层密封? 12.3 10 阀内件 (21)阀芯、阀座的泄漏等级? (22)密封型式:硬密封还是软密封? (23)是否需要堆焊耐磨合金? (24) 软密封结构与型式: 硬对软密封、 软对软密封、 “O”形圈密封、平板密封? (25)软密封材料? (26)阀座数量? (27)导向面是否需要堆焊耐磨合金? (28)大压差阀平衡式结构的考虑? (29)阀座材质的选定? (30)阀芯材质的选定? (31)阀杆材质的选定? (32)阀杆是否需要加重? (33) “O”形圈材质的选定? (34)对耐腐蚀性能的考虑? (35)对耐汽蚀性能的考虑? (36)对耐冲蚀性能的考虑? (37)防堵性能的考虑? (38)阀芯、阀座直径与阀体直径是一 致还是缩径? (39)流量系数 C 值是否需要标定? (40)流座泄漏试验的特殊要求? (41)是否需要特别清洗? 84 85

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