调节阀的功能和结构详细解释下啊

调节阀的功能和结构详细解释下啊

概述
调节阀（英文：control valve）国外称为：控制阀，国内习惯称为：调节阀。
用于调节工业自动化过程控制领域中的介质流量、压力、温度、液位等工艺参数。根据自动化系统中的控制信号，自动调节阀门的开度，从而实现介质流量、压力、温度和液位的调节。
调节阀结构组成
调节阀通常由电动执行机构或气动执行机构与阀体两部分共同组成。直行程主要有直通单座式和直通双座式两种，后者具有流通能力大、不平衡办小和操作稳定的特点，所以通常特别适用于大流量、高压降和泄漏少的场合。角行程主要有：V型电动调节球阀、电动蝶阀、通风调节阀、偏心蝶阀等。
调节阀种类
按用途和作用、主要参数、压力、介质工作温度、特殊用途（即特殊、专用阀）、驱动能源、结构等方式进行了分类，其中最常用的分类法是按结构将调节阀分为九个大类，6种为直行程，3种为角行程。

按用途和作用分类

a.两位阀：主要用于关闭或接通介质；
b.调节阀：主要用于调节系统。选阀时，需要确定调节阀的流量特性；
c.分流阀：用于分配或混合介质；
d.切断阀：通常指泄漏率小于十万分之一的阀。

按主要参数分类

1 按压力分类
(1)真空阀：工作压力低于标准大气压；
(2)低压阀：公称压力PN≤1.6MPa；
(3)中压阀：PN2.5～6.4MPa；
(4)高压阀：PNl0.0～80.OMPa，通常为PN22、PN32；
(5)超高压阀：PN≥IOOMPa。
2 按介质工作温度分类
(1)高温阀：t＞450℃；
(2)中温阀：220℃≤t≤450℃；
(3)常温阀：－40℃≤t≤220℃；④低温阀：－200℃≤t≤－40℃。

常用分类法

这种分类方法既按原理、作用又按结构划分，是目前国内、国际最常用的分类方法。一般分为九个大类：
直行程气动调节阀(1)单座调节阀；
(2)双座调节阀；
(3)套筒调节阀；
(4)角形调节阀；
(5)三通调节阀；
(6)隔膜阀；
(7)蝶阀；
(8)球阀；
(9)偏心旋转阀。前6种为直行程，后三种为角行程。
这九种产品亦是最基本的产品，也称为普通产品、基型产品或标准产品。各种各样的特殊产品、专用产品都是在这九类产品的基础上改进变型出来的。

按主要特殊用途来分（即特殊、专用阀）

(1)软密封切断阀；
(2)硬密封切断阀；
(3)耐磨调节阀；
(4)耐腐蚀调节阀；
(5)全四氟耐蚀调节阀
(6)全耐蚀合金调节阀；
(7)紧急动作切断或放空阀；
(8)防堵调节阀；
(9)耐蚀防堵切断阀；
(10)保温夹套阀；
(11)大压降切断阀；
(12)小流量调节阀；
(13)大口径调节阀；
(14)大可调比调节阀；
(15)低S节能调节阀；
(16)低噪音阀；
(17)精小型调节阀；
(18)衬里（橡胶、四氟、陶瓷）调节阀；
(19)水处理专用球阀；
(20)烧碱专用阀；
(21)磷铵专用阀；
(22)氯气调节阀；
(23)波纹管密封阀……

按驱动能源分类

(1)气动调节阀；
(2)电动调节阀；
(3)液动调节阀。
调节阀CV值（流量系数）
流通能力Cv值（流量系数）是调节阀选型的主要参数之一，调节阀的流通能力的定义为：当调节阀全开时，阀两端压差为0.1MPa，流体密度为1g/cm3时，每小时流径调节阀的流量数，称为流通能力，也称流量系数，以Cv表示，单位为t/h，液体的Cv值按下式计算。
根据流通能力Cv值大小查表，就可以确定调节阀的公称通径DN。
[编辑本段]调节阀流量特性
调节阀的流量特性，是在阀两端压差保持恒定的条件下，介质流经调节阀的相对流量与它的开度之间关系。调节阀的流量特性有线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种。三种注量特性的意义如下：

（1）等百分比特性（对数）

等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系，在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比，流量变化的百分比是相等的。所以它的优点是流量小时，流量变化小，流量大时，则流量变化大，也就是在不同开度上，具有相同的调节精度。

（2）线性特性（线性）

线性特性的相对行程和相对流量成直线关系。单位行程的变化所引起的流量变化是不变的。流量大时，流量相对值变化小，流量小时，则流量相对值变化大。

（3）抛物线特性

流量按行程的二方成比例变化，大体具有线性和等百分比特性的中间特性。
从上述三种特性的分析可以看出，就其调节性能上讲，以等百分比特性为最优，其调节稳定，调节性能好。而抛物线特性又比线性特性的调节性能好，可根据使用场合的要求不同，挑选其中任何一种流量特性。

0调节阀 一.慨述 1.基本概念 a.调节阀—(IEC-Control Valve:工业过程控制系统中由动力操作的装置形成的终端元件，它包括一个阀，内部有一个改变过程流体流率的组件，阀又与一个或多个执行机构相连接。执行机构用来响应控制元件送来的信号)接受调节器的控制信号,实现对过程流体的自动控制。 b.流量系数KV(CV)—温度为5-40℃(60℉)的水(H2O),在0.1MPa(1psi)压降下,1小时内流过调节阀的立方米数(US gal/min)。 c.液体压力恢复系数(FL)—阀体内部几何形状函数,表示调节阀在 流体最小收缩断面后动能转变为压力能的量度。 非阻塞流时：FL=√(P1-P2)/(P1-PVC) 阻塞流时： FL=√(P1-P2)max/(P1-FFPV) 阻力越小FL越小,压力恢复越厉害。 d.压差比系数(XT)—阻塞流时,压差比X(⊿P/P1)=XTK/1.4 达到极限值,这个极限值称为临界压差比。XT-压差比系数 e.阻塞流—在阀入口压力保持恒定逐步降低出口压力,当增加压差不能进一步增大流量,即流量增加到一个最大的极限值，此时的流动状况-阻塞流。 f.缩流断面—阀节流后,流束最小的截面缩流断面 g.压力恢复—流体在缩流断面流速最大,压力最低,此后流速逐渐减小，而压力逐渐回升，压力回升的现象-压力恢复。 h.空化—流体流经调节阀时,缩流断面的压力达到入口 温度饱和蒸汽压,就出现汽泡。然后，由于压力恢复，可使汽泡破灭。从汽泡形成直至汽泡破灭的全过程-空化。 i.闪蒸—流体流经调节阀时,由于压力降低至饱和蒸汽压,产生 汽泡,而下游压力等于或低于入口温度饱和蒸汽压时,汽泡没能破灭,并随液体流出调节阀,此过程-闪蒸。 2.调节阀的发展 1).20年代.调节阀问世. 2).60年代.我国进行标准化.规范化设计-P.N.S.Q.W.R.T等七大系列. 3).70年代.偏心旋转阀.套筒阀. 4).80年代.引进技术-CV3000. 5).90年代.高性能,专业化,智能化. 6).21世纪.智能化.现场总线技术(Fieldbus)-①远程诊断，②远程调校，③单端检查，④可靠性高 3.调节阀构成 4.调节阀选型 二.调节阀阀本体形式 1. 单座调节阀 -特点:1.泄漏率低.IV-0.01%CV,V-0.001%CV,VI-0.00001%。 2.不平衡轴推力大,ΔP低。3.结构简单。 -用途:1.清洁流体优选。2.小口径(1B以下)。3.泄漏率低。 4.开-关切断。5. ΔP低,标准执行器。 2. 笼式调节阀 -特点:1.泄漏率大.II-0.5%CV,III-0.1%CV,VI-0.00001%。 2.不平衡轴推力小,ΔP高。 3.耐汽蚀,耐冲刷,噪音低。 4.压差变化小,调节稳定性好。 -用途:1.压差高,压力变动频繁。2.压差高,有轻微汽蚀.冲刷。 3. 笼式单座调节阀 -特点：1.泄漏率低.IV-0.01%2.不平衡轴推力大,ΔP低。 3.两级降压,避免产生空化。 -用途：压差大，温度高，产生空化汽蚀的水。ΔP≥3Mpa 4.平衡笼式单座调节阀 特点:1.带活塞环的压力平衡笼式单座密封。 2.泄漏率低.III-0.1%CV,IV-0.01%CV。 3.不平衡轴推力小,ΔP高。 4.压差变化小,调节稳定性好。 -用途:压差高,泄漏率低的调节及切断放空工况。 5.低噪音调节阀 -特点：套筒采用小孔节流，避免高压喷流气体产生旋涡而引起 的阀震动及高噪音。 -用途：高压差气体。 ΔP≥1MPa 6.角形调节阀 -特点:1.泄漏率低.IV-0.01%CV.V-0.001%CV，VI-0.00001%。 2.不平衡轴推力大,ΔP低。3.流路简单，有自洁功能。 4.阀本体不易被冲蚀。 -用途:1.配管需要。2.高粘度.浆料状介质。 3.高压差,阀体被冲蚀严重。 -注意:1.侧进底出时需加大执行器。2.底进侧出时相当于单座阀。 7.三通调节阀 -特点:1.一台阀可实现分流或合流,替代两台阀.2.泄漏率低.IV-0.01%CV。3.不平衡轴推力大,ΔP低。4.温差ΔT≤150-200℃。 -用途:热交换器,喷涂工况。 8.保温夹套调节阀 9.蝶形调节阀 -特点:1.流路简单,压力损失小,阀容量大。2.允许差压小。 3.阀泄漏:间隙式2%CV,台阶形阀座0.1%CV,0.00001%CV。 4.固有流量特性.≈%。 -用途:1.低压差大流量。2.料浆性介质。3.非金属衬里防腐蚀。 10.凸轮挠曲调节阀 -特点:1.阀容量大,可调比大。2.流路平滑,杂质不易沉淀。 3.偏心旋转无磨擦,密封寿命长,导流翼使流体动态 调节平稳,许容压差大。4.泄漏率低.IV-0.01%. PTFE-“0” -用途:1.大容量.大调节范围。2.含软质料浆流体。 3.开-关动作,切断工况。4.小形.轻量要求。 11.“O”形切断球阀 -特点:1.直通流路,低流阻,大容量,杂质不沉淀。 2.泄漏率低.V-0.001%,VI-0.00001%。 3.许容压差大,调节范围大。 4.同心旋转,磨擦大,寿命短。 -用途:开-关动作,切断工况。 12.“V”形调节球阀 特点:1.低流阻,大容量,杂质不沉淀。2.泄漏率低.V-0.001%, VI-0.00001%。 3.许容压差大,调节范围大。 4.同心旋转,磨擦大,寿命短。 -用途:1.开-关动作,调节.切断工况。2.料浆状,纤维状介质。 调节阀功能比较 三.CV值计算 1.调节阀的节流原理和流量系数(Kv) 不可压缩流体流经调节阀的能量损失为： H=(P1-P2)/rg ……（1） 调节阀开度一定，流体不可压缩，则r不变。单位重量的流体 的能量损失与流体的动能成正比： H=§(V02/2g) ……（2） ( V0=√ (H*2g)/§) 流体在调节阀中的平均流速为： V0=Q/A ……(3) （Q=V0*A） (1).(2).(3)综合,得调节阀流量方程: Q=A/√§｛ √ 2(P1-P2)/r ｝……(4) 将(4)代入单位得： Q=｛5.09A/√§｝｛√△P /r｝m3/h 令Kv= 5.09A/√§ Q=Kv√△P/r Kv=Q√r/△P =5.09A/√§ r-流体密度-t/m3. g-重力加速度. §-调节阀阻力系数. A-调节阀连接管的横截面积cm2.△P=P1-P2 100kPa . Q-流体的体积流量m3/h CV值计算公式: 1.不可压缩流体（液体） 部分物质的热力学临界压力Pc和临界温度Tc 2.可压缩流体(气体) 平均重度法Ym(FCI) 3.水蒸汽 可压缩流体(气体) 膨胀系数法(y)(IEC) 蒸汽 膨胀系数法(y)(IEC) 两项流-膨胀系数法(y)(IEC) 液体与非液化气体:采用有效密度法 (Ye) 两项流-膨胀系数法(y)(IEC) 液体与蒸汽:采用两项密度法(Ym) 符号及单位 Z-压缩系数-是比压力和比温度的函数 调节阀压力恢复特性参数 四.流量特性 2.选择： 1. 不可压缩流体（液体）