控制閥與調(diào)節(jié)閥的區(qū)別及原理和結(jié)構(gòu)的解讀

控制閥與調(diào)節(jié)閥的區(qū)別及原理和結(jié)構(gòu)的解讀

控制閥，過(guò)程控制工業(yè)里zui常用的終端控制元件就是控制閥。控制閥調(diào)節(jié)流動(dòng)的流體，如氣體、蒸汽、水或化學(xué)混合物，以補(bǔ)償負(fù)載擾動(dòng)并使被控制的過(guò)程變量盡可能地靠近需要的設(shè)定點(diǎn)。控制閥一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門組成。
    控制閥，過(guò)程控制工業(yè)里zui常用的終端控制元件就是控制閥。控制閥調(diào)節(jié)流動(dòng)的流體，如氣體、蒸汽、水或化學(xué)混合物，以補(bǔ)償負(fù)載擾動(dòng)并使被控制的過(guò)程變量盡可能地靠近需要的設(shè)定點(diǎn)。控制閥一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門組成。如果按其所配執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的動(dòng)力，控制閥可以分為氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)三種，即以壓縮空氣為動(dòng)力源的氣動(dòng)控制閥，以電為動(dòng)力源的電動(dòng)控制閥，以液體介質(zhì)(如油等)壓力為動(dòng)力的電液動(dòng)控制閥，另外，按其功能和特性分，還有電磁閥、電子式、智能式、現(xiàn)場(chǎng)總線型控制閥等。

控制閥(圖1)

    傳感器將壓力、溫度、流量等信號(hào)反饋給調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器將測(cè)量信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較，然后根據(jù)運(yùn)算的結(jié)果輸出控制信號(hào)給控制閥，由控制閥來(lái)調(diào)整閥門開度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、流量等參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。按照這個(gè)定義，閥門必須要和傳感器、控制器(PLC、DCS或單純的調(diào)節(jié)器)組成控制回路(不管是單回路還是多回路)實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程變量的控制，才能稱之為控制閥。所以，所有配有執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)的閥門，都應(yīng)該叫做控制閥，包括電磁閥，因?yàn)樗鼈兌伎梢院涂刂葡到y(tǒng)組成控制回路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。不管它們接收的是開關(guān)量信號(hào)還是比例信號(hào)，控制原理都是一樣。而所有的手動(dòng)式、自力式閥門都不是控制閥。

控制閥系統(tǒng)作用圖(圖2)

    調(diào)節(jié)閥，其實(shí)就是節(jié)流閥，對(duì)于節(jié)流閥，它的意圖是產(chǎn)生壓力降和降低流量，因此它可以有一個(gè)直徑明顯小于閥門通徑的閥座。節(jié)流閥的設(shè)計(jì)是產(chǎn)生壓力降以降低直線壓力、流量、溫度，而開關(guān)閥的結(jié)構(gòu)上允許直線通過(guò)流體而不明顯地產(chǎn)生壓力降。如O型球閥、蝶閥、管夾閥等，它們的流阻都很小，介質(zhì)通過(guò)時(shí)產(chǎn)生的壓降都很小，所以適合開關(guān)控制，不適合節(jié)流控制。節(jié)流閥需要根據(jù)過(guò)程工藝的要求設(shè)計(jì)出合適的流量特性和閥芯、閥座直徑，開關(guān)閥則不需要。節(jié)流閥配以執(zhí)行器，就是電、氣或液動(dòng)調(diào)節(jié)閥了。所以狹義地將，調(diào)節(jié)閥只限于節(jié)流閥如單座閥、雙座閥、套筒閥、角形閥、三通閥、V型球閥等有限的幾種(所以在業(yè)界還有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥一說(shuō))。

手動(dòng)調(diào)節(jié)閥(圖3)

    可以說(shuō)，所有的調(diào)節(jié)閥都是控制閥，但控制閥未必就是調(diào)節(jié)閥。至于自力式調(diào)節(jié)閥，它不應(yīng)該歸入控制閥一類，因?yàn)椴还苁亲粤κ綁毫φ{(diào)節(jié)閥，還是溫度、流量調(diào)節(jié)閥，都是靠介質(zhì)自身的動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)閥門，控制變量還得靠手動(dòng)來(lái)設(shè)定，它們不能和控制系統(tǒng)組成控制回路。它們應(yīng)該和安全閥、疏水閥、減壓閥、水力控制閥等歸入自動(dòng)閥一類。
    控制閥的基本構(gòu)成
    控制閥一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門以及其他附件組成。

控制閥結(jié)構(gòu)圖(圖4)

    閥門
    直通單座閥(GLOBE)：體內(nèi)只有一個(gè)閥座和閥芯、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封效果好、使用較多的一種閥體類型、流通能力差、不平衡力大、不適合高壓差,大口徑的場(chǎng)合。

 直通單座閥(圖5)

    套筒閥(CAGE)：使用廣泛的一種閥體類型;閥體內(nèi)部閥蓋和閥座之間加一個(gè)開口套筒;內(nèi)部導(dǎo)向，閥芯上開有平衡孔，減小不平衡力;泄漏量較單座大，不適用于有顆粒及較臟污介質(zhì)。

套筒閥(圖6)

    角形閥(ANGLE)：閥體內(nèi)有一個(gè)閥座和密封面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,密封效果好;一般為底進(jìn)側(cè)出,具有自潔凈功能;閥體內(nèi)不易存積污物,不易堵塞;適用于控制高粘度介質(zhì),高壓差;以及含有懸浮物和顆粒物的介質(zhì);容易發(fā)生閥芯振蕩不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

角形閥(圖7)

    三通閥：三通閥有三個(gè)出入口與管道相連接，有合流，分流兩種類型。

三通閥(圖8)

    執(zhí)行機(jī)構(gòu)
    控制閥的驅(qū)動(dòng)裝置，按能源供應(yīng)分為：氣動(dòng)，電動(dòng)，電液。
    氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
    一般分為氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(圖9)

    電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
    以電為能源的執(zhí)行器，有電動(dòng)控制，電磁式。按位移分為：直行程、角行程、多轉(zhuǎn)式。具有動(dòng)作迅速、響應(yīng)快、電源取用方便、傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(圖10)

電動(dòng)控制閥接線圖(圖11)

    液動(dòng)、電液或氣液執(zhí)行機(jī)構(gòu)
    主要用于需要大推力、大力矩、快速響應(yīng)、安全可靠裝置和閥門的配套上。由于控制上的需要，電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用更為廣泛。

液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(圖12)

    其他附件
    控制閥還可配用各種附件來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品本身多種控制功能;附件能滿足控制系統(tǒng)對(duì)閥門提出的各種特殊要求;附件的作用就在于使控制閥的功能更完善更合理,更齊全。
    閥門定位器：用于改善控制閥調(diào)節(jié)性能，實(shí)現(xiàn)正確定位。

閥門定位器(圖13)

    空氣過(guò)濾減壓器：凈化氣源，具有自動(dòng)穩(wěn)壓功能。

空氣過(guò)濾減壓器（圖14）