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技术文章

压力调节阀

压力调节阀也叫流量控制阀、流量控制器、自力式平衡阀、动态平衡阀、流量平衡阀,是一种直观简便的流量调节控制装置,管网中应用流量调节阀可直接根据设计来设定流量,阀门可在水作用下,自动消除管线的剩余压头及压力波动所引起的流量偏差,无论系统压力怎样变化均保持设定流量不变,该阀这些功能使管网流量调节一次完成,把调网工作变为简单的流量分配,有效的解决管网的水力失调
 
   一、小流量调节阀的特点
 
  所谓小流量调节阀,顾名思义,就是流通能力很小的调节阀。
 
  阀门的流通能力是在统一条件下的阀门容量指标。我国用C值表示。其定义为:阀门全开时,当阀前后压差为1公斤/厘米 2 ,介质重度为1克/ 厘米 3 时 ,每小时流过阀门的介质量(米3/时)。对于不可压缩流体,在充分湍流的状态下(雷诺数足够大时,对于水Re>10 5 ;对空气Re>5 .5 ×10 4)
 
  式中:
 
  △p——阀前后压差(公斤/厘米 2 ) Υ——介质重度(克/厘米3)
 
  Q 一 介质流量(米 3 /时)
 
  美国等国家用C,值表示阀门的流通能力。国际上公认的,主要有关电的I、E、C标准中用Av 值表示 阀门的流通能力。三者换算关系如下:
 
  Cv =1 .17 C Cv =10 6 /24Av C=106/28Av
 
  阀门的流通能力仅仅取决于阀本身的结构。在计算所需的阀门流通能力时,应注意介质不同或流动条件不同时,阀内流动状态会有很大的差异。
 
  在小流量情况下,尤其是粘性流体和低压下工作时,流体的主约束往往是层流或层流和湍流的混合态。层流时,经过阀门的介质流量和阀前后压差呈线性关系。而在层流和湍流混合态下,随着雷诺数的增加,即使压差不变,流经阀门的介质量也会增加。在完全湍流时,流量才不随雷诺数变化而变化。尽管如此,选择小流量调节阀,仍然用传统
 
  的方法和计算公式进行。但是其计算值和实际值偏离很大,据资料介绍在Cv=O.01以下时,它只是作为一个容量指标,具有参考意义而已。实际流通能力应根据经验确定。
 
  随着流通能力减小,阀门的可调比将下降。但蕞少也能保证10:l到15:1之间,如果可调比再小,就难以进行流量的调节。
 
  阀门在串联使用时,随着开度变化,阀前后压差也有变化,因此使阀门的工作特性曲线偏离理想特性。如果管路阻力大,直线性会变成快开特性,而丧失调节能力。等百分比特性将变成直线特性。小流量情况下,由于很少有管路阻力,上述特性畸变就不大了,对等百分比特性,实际上也就没有必要。从制造的角度来说,Cv=O.05以下时,也不可能再产生等百分比的侧面形状。因此,对小流量 阀主要 的问题是如何将流量控制在所需要的范围之内。
 
  从经济效果出发,使用者希望一个阀门可同时用于截流和调节,现在也是可以做到的。但对于调节阀来说,主要是实现对流量的控制,关闭是次要的。认为小流量阀本身流量很小,在关闭时很容易实现截流,是错误的。国外对小流量调节阀泄漏量一般也做了规定。当Cv值为10一 ,该阀门的泄漏量规定为:在3 .5 公斤/厘米。气压下,泄漏量为蕞大流量的1 % 以下。
 
  二、小流量调节阀的种类
 
  由于气动调节阀具有本质防爆、性能可靠等优点,国内外调节阀目前仍以气动为主。
 
  过去,国内正式生产的小流量调节阀。蕞高使用压力可达100公斤/厘米2 ,额定的流通能力C 值可以 从0.05 到O·0012。其阀座孔径为3毫米,阀芯为圆柱形,上面刻有一道或数道V 型槽,阀杆行程6毫米,阀门 无配套的定位器,因此控制精度较差。
 
  近年来,我国也引进了小流量调节阀。流通能力约为0·001,阀芯为带有缺口的圆柱形。工作压力为300公斤/厘米2阀杆行程7/16英寸,阀芯为圆锥形,该阀门带有摩尔公司 的顶装定位器。
 
  上述这类阀门的特点是结构简单,重量轻。常用的阀座孔径为1/8~1/4英寸(约为3·175A-6.35毫米),阀杆行程为1/4~l/2英寸(合6 . 35~12 .7毫米)。这类阀门的流量能力蕞小可以做到O.00006,以至更小。
 
  一般地说,圆柱开槽型的阀芯,在特性化方面比圆锥形好,它可以通过改变槽深来获得设计特性,但后者调节可*性好,因为通过阀门的流体,分布在阀芯截面的整个圆周上。这种阀门常用在精度要求不很高的场合。但容量精度和特性的重现性较差。
 
  阀门流通能力,主要取决于流孔直径,对于一个1/16英寸的流孔,理论上的Cv值约为0·06,或者说只是接近小流量的上限。要进~步减小流量,必须从根本上减小阀芯的行程或约束流孔 的开度 。
 
  文献中报导过三种类型的短行程调节阀。其一,阀芯是一颗人造蓝宝石球。阀座是一个硬质金属小孔,用膜头顶端的螺丝可以调整薄膜的蕞大行程,执行机构具有可变的气动反馈,因此对应于3~15磅/时 2的信号压力,流通能力可以从0 .07 ~0.00007(Cv值)。另一种形式的短行程调节阀,可用于高压条件,它的阀芯是锥形的.由执行机构的驱动臂,通过一个转动另件旋转带螺纹的阀杆转一个角度,从而达到缩短行程的目的。导向螺纹的螺距为每英寸ll ~32牙,转动杆旋转角度一般是15~60°,阀芯行程一般为 0·02--0·005英寸(合O.508~1.27毫米)。因为在不同温度下热膨胀不同,阀芯会产生显著误差,因此这种 阀限制 使用在300"F以下,为保证阀位精度,阀门装有定位器。
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