如何選型和計算氣動比例調(diào)節(jié)閥

時間：2022-10-11瀏覽：1608次

　　1.氣動比例調(diào)節(jié)閥的選型和選材

　　調(diào)節(jié)閥的選型按照工藝和自控專業(yè)提出的各項要求進行。在選型中主要考慮以下各個方面：流體的性狀、靜壓、溫度、壓差、腐蝕性、對閥的泄漏要求、閥的動作方式、管道配置、以及流通能力和可調(diào)范圍等。

　　流體腐蝕性的影響主要體現(xiàn)在閥體和閥芯材料的選擇上。由于不能排除某些材料只許在某種特殊的閥型中使用的限制條件，因此并不是每種閥型均可任意選擇材料。閥體材料的選取主要考慮流體介質(zhì)的腐蝕性、靜壓和材料的許用溫度。閥芯材料的選取主要考慮流體介質(zhì)的腐蝕性、材料的許用溫度，以及材料耐沖蝕的性能（即考慮液體的阻塞流，閥壓差和流體的清凈程度）。阻塞與否在初選時尚不能確定，需待計算后再進行校核。同時滿足以上各項要求的材料方為合選者。

　　調(diào)節(jié)閥應(yīng)具有的公稱壓力等級是選型的必要條件。它可根據(jù)流體溫度，閥入口最大壓力，按照初選閥體材料在一定溫度條件下與許用壓力的對應(yīng)關(guān)系來確定。

　　選型，在步驟上可先以流體壓力、性狀和對閥的泄漏量要求作為考慮因素，規(guī)定出一些合適的閥型，然后按照這些閥型的優(yōu)選次序，逐一對以上其他各種因素進行校核。流通能力與可調(diào)范圍兩項在初選閥型時尚未確定，需待計算出結(jié)果后，在返回進行校核。定出初選的閥型后，即得該閥型的必要計算數(shù)據(jù)，如壓力恢復系數(shù)FL、最大有效壓差比XT、層流系數(shù)FS和可調(diào)范圍R等，提供以下各項計算使用初選閥型若不滿足流通能力要求時需另選閥型，反復計算。

　　2.氣動比例調(diào)節(jié)閥流通能力計算和尺寸選擇值

　　選擇調(diào)節(jié)閥尺寸大小的根本依據(jù)是閥的流通能力能否滿足工藝的要求。調(diào)節(jié)閥的額定流通能力和公稱通徑有一定的對應(yīng)關(guān)系，這是有產(chǎn)品技術(shù)標準所規(guī)定的。由此，必須按照工藝條件和初選閥型計算出流通能力，從初選的閥型中定出合適的公稱通徑。

　　+1）調(diào)節(jié)閥流通能力的計算（現(xiàn)以液體加以說明）

　　計算公式：CV值是用來表示調(diào)節(jié)閥的英制單位流量系數(shù)。其定義是，閥處于全開狀態(tài)，兩端壓差為1磅/英寸2（7KPa）的條件下，60℉（15.6℃）的清水，每分鐘通過閥的美加侖數(shù)。

　　CV＝Q√G/P1-P2+＝Q√G/△P（英制）

　　CV＝1.17Q+√G/P1-P2+＝1.17Q+√G/△P（公制）

　　式中：公制Q＝最大流 gpm（美加侖/分）

　　G＝比重（水＝1）

　　P1＝進口壓力Psia（最大流量時）

　　P2＝出口壓力Psia（最大流量時）

　　英制Q＝最大流量 m3/h

　　G＝比重（水＝1）

　　P1＝進口壓力 kgf/cm2（最大流量時）

　　P2＝出口壓力 kgf/cm2（最大流量時）

　　2）公稱通徑的選擇：

　　氣動比例調(diào)節(jié)閥公稱通徑選擇，是由最大Cv值、最小Cv值、額定Cv值、可調(diào)范圍，以及調(diào)節(jié)閥有足夠的調(diào)節(jié)余量，這幾個因素來決定的。

　　最大Cv值和最小Cv值是分別在最大流量和最小流量條件計算出的兩個數(shù)值。

　　a)最大Cv

　　鑒于額定Cv值之有+20％、-10％的調(diào)節(jié)誤差，建議等百分比閥在90-95％開度內(nèi)的值作為最大Cv值，線性調(diào)節(jié)閥在80-90％開度內(nèi)的值作為最大Cv值。

　　b)常用Cv值

　　常在低開度下工作，閥芯易于磨損，再從控制性能上考慮，希望閥在50-80％開度范圍工作。

　　c)+最小Cv值

　　閥的最小Cv值應(yīng)在固有的可調(diào)范圍之內(nèi)，實際上大多調(diào)節(jié)閥控制流體時，開度變化、閥上壓差也相應(yīng)變化。開度與流量之間的固有流量特性，變成了實際的流量特性，可調(diào)范圍也變小了。閥達到最小Cv值時，希望閥在10-20％開度上工作，如果要使閥在最小的開度范圍內(nèi)工作，應(yīng)選擇可調(diào)范圍較大的調(diào)節(jié)閥，或者改用一臺大，一臺小的切換閥，用這兩臺閥分程控制流量

　　3）調(diào)節(jié)閥可調(diào)范圍的驗算

　　為了保證調(diào)節(jié)閥在工藝要求的最大到最小流量的整個范圍內(nèi)滿意地調(diào)節(jié)，就必須進一步驗算可調(diào)范圍R。以往有用規(guī)定最小流量時的調(diào)節(jié)閥開度極限作為指標進行校驗的，但這種做法并不十分合適。應(yīng)采用以最小流量計算所得的最小Cv值作為校驗指標才為合理，如果最小Cv值滿足條件Cv+min≥2Cv/R，說明所選閥門滿足了可調(diào)范圍的要求，否則此閥應(yīng)慎用或采用分程控制。

　　3.調(diào)節(jié)閥流量特性選擇

　　調(diào)節(jié)閥的流量特性分固有特性和工作特性兩種。對調(diào)節(jié)系統(tǒng)有影響的是工作特性。閥本身只具備固有特性（在閥兩端壓差不變的情況下，不可壓縮流體通過調(diào)節(jié)閥的流量與開度之間的關(guān)系）。而工作特性是由閥的固有特性結(jié)合管路系統(tǒng)阻力情況得到的。因此，先按調(diào)節(jié)系統(tǒng)要求確定所需的工作流量特性，然后再確定與其相應(yīng)的固有流量特性。典型的固有流量特性有線性特性和等百分比特性。

　　選擇基本原則：

　　1)線性流量特性

　　a)壓差變化小，幾乎恒定。

　　b)整個系統(tǒng)的壓力損失大部分分配在閥上（開度變化，閥上壓差變化相對較小）。

　　c)外部干擾小，給定值變化小（可調(diào)范圍要求小的場合）。

　　d)工藝流程的主要參數(shù)的變化呈線性。

　　2）等百分比流量特性

　　a)要求大的可調(diào)范圍。

　　b)管道系統(tǒng)壓力損失大。

　　c)開度變化，閥上壓差變化相對較大。