1. 自力式調(diào)節(jié)閥的分類
自力式調(diào)節(jié)閥依靠流經(jīng)閥內(nèi)介質(zhì)自身的壓力、溫度作為能源驅(qū)動閥門自動工作,不需要外接電源和二次儀表。自力式調(diào)節(jié)閥分為直接作用式和間接作用式兩種。
①. 直接作用式調(diào)節(jié)閥。直接作用式調(diào)節(jié)閥又稱為彈簧負載式調(diào)節(jié)閥,其內(nèi)有彈性元件,如彈簧、波紋管、波紋管式的溫包等,利用彈性力與反饋信號平衡的原理來調(diào)節(jié)壓力、溫度或流量。
②. 間接作用式調(diào)節(jié)閥。間接作用式調(diào)節(jié)閥,增加了一個指揮器(先導閥),它起到對反饋信號的放大作用,然后通過執(zhí)行機構,驅(qū)動主閥閥瓣運動達到改變調(diào)節(jié)閥開度的目的。根據(jù)反饋信號的不同又可分為以下幾種。
a. 如果是壓力調(diào)節(jié)閥,稱為自力式壓力調(diào)節(jié)閥,反饋信號就是閥的出口壓力,通過信號管引入執(zhí)行機構。
b. 如果是流量調(diào)節(jié)閥,稱為自力式流量調(diào)節(jié)閥,閥的出口處就有一個孔板(或者是其他阻力裝置),由孔板兩端取出壓差信號引入執(zhí)行機構。
c. 如果是溫度調(diào)節(jié)閥,稱為自力式溫度調(diào)節(jié)閥,閥的出口就有溫度傳感器(或者溫包)通過溫度傳感器內(nèi)介質(zhì)的熱脹冷縮驅(qū)動執(zhí)行機構。
2. 自力式壓力調(diào)節(jié)閥的分類及工作原理
自力式壓力調(diào)節(jié)閥是不需要任何外加能源的,它是利用被調(diào)介質(zhì)自身能量而自動調(diào)節(jié)的執(zhí)行產(chǎn)品。其最大特點就是能在無電、無氣的場所使用,同時又節(jié)約了能源。壓力設定在一定范圍內(nèi)隨意可調(diào)。自力式壓力調(diào)節(jié)閥用于沒有腐蝕性且黏度低的液體、氣體、蒸汽等介質(zhì)的壓力控制,如輕質(zhì)油品、水、水蒸氣、空氣等。
①. 自力式壓力調(diào)節(jié)閥的分類
a. 按閥后、閥前控制分為兩類:自力式閥后(減壓)控制閥;自力式闕前(泄壓)控制閥,見圖2.173。
b. 按是否帶指揮器分為兩大類:直接作用型自力式調(diào)節(jié)閥;指揮器操作型自力式調(diào)節(jié)閥。
②. 自力式閥后壓力調(diào)節(jié)的工作原理。閥前壓力p1經(jīng)過閥芯、閥座的節(jié)流后,變?yōu)殚y后壓力p2。P2經(jīng)過管線輸人上膜室內(nèi)作用在頂盤上,產(chǎn)生的作用力與彈簧的反作用力相平衡,決定了閥芯、閥座的相對位置,控制閥后壓力。當增加時,p作用在頂盤上的作用力也隨之增加。此時,頂盤上的作用力大于彈簧的反作用力,使閥芯關向閥座的位置。這時,閥芯與閥座之間的流通面積減小,流阻變大,降低,直到頂盤上的作用力與彈簧反作用力相平衡為止,從而使p2降為設定值。同理,當p2降低時,作用方向與上述相反,這就是閥后壓力調(diào)節(jié)的工作原理。
③. 自力式壓力調(diào)節(jié)閥選用注意事項
a.不宜在往復泵出口壓力、流量調(diào)節(jié)方案中使用。由于往復泵輸出流量是周期性脈動,造成該閥在設定值附近處于周期性脈動,因而達不到穩(wěn)定壓力的作用,使整個控制系統(tǒng)無法正常工作。
b. 閥前、閥后壓力及設定值條件應接近實際工藝條件。自力式壓力調(diào)節(jié)閥對工藝條件的要求較一般控制閥要嚴謹。工藝參數(shù)確定后,不允許有較大范圍的更改。
c. 自力式壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)精度為士5%,流量特性為快開特性,因此只適用無外來能源和調(diào)節(jié)品質(zhì)要求不高的場合。
d. 自力式壓力調(diào)節(jié)閥的允許壓差值較小。這是由于該產(chǎn)品輸出力小及波紋管內(nèi)外允許壓差小,導致允許壓差較普通調(diào)節(jié)閥小,且無法像普通調(diào)節(jié)閥那樣可通過提高供氣壓力來增大壓差。
3. 自力式壓力調(diào)節(jié)閥的布置
①. 閥在蒸汽或高黏度液體介質(zhì)中使用時,通常自力式壓力調(diào)節(jié)閥為倒立安裝在水平管上。如圖2.174所示,取壓點應取在調(diào)壓閥適當位置:閥前調(diào)壓應大于2倍管道直徑,閥后調(diào)壓應大于6倍管道直徑。
②. 閥在氣體或低黏度液體介質(zhì)中使用時,通常自力式壓力調(diào)節(jié)閥為直立安裝在水平管上,如圖2.175所示,當位置空間不允許時才倒裝或斜裝。當確認介質(zhì)很潔凈時,過濾器可不安裝。
③. 安裝方式與介質(zhì)、溫度的關系
a. 自力式壓力調(diào)節(jié)閥安裝方式原則上宜采用:氣體介質(zhì)正立安裝(執(zhí)行機構在上、閥體在下),液體與蒸汽介質(zhì)倒裝(執(zhí)行機構在下、閥體在上)。
b. 氣體介質(zhì)溫度高于70℃、低于140℃,液體介質(zhì)溫度高于140℃時,自力式壓力調(diào)節(jié)閥除采用倒裝外,還應在引壓管路上加裝隔離罐,并在引壓管路、隔離罐、膜頭處注滿冷介質(zhì),以防膜片受高溫老化。
c. 氣體介質(zhì)溫度高于70℃、低于140℃時,若仍采用正立安裝,應在設計文件(設備表)中注明采用高溫膜片(如乙丙橡膠膜片、硅橡膠膜片等),否則會造成普通膜片老化。
④. 冷凝器應高于自力式壓力調(diào)壓閥的執(zhí)行機構而低于閥前后接管。使用前冷凝器應灌滿冷水,以后約3個月灌水一次。
⑤. 自力式壓力調(diào)節(jié)閥根據(jù)計算通徑可以小于管道直徑,而截止閥、切斷球閥、旁通閥、過濾器通徑則不能小于管道直徑。
工程應用:自力式壓力調(diào)節(jié)閥的布置設計錯誤
某蒸汽管道上的自力式壓力調(diào)節(jié)閥,投入使用才兩個月,大量蒸汽從調(diào)節(jié)閥膜頭的排汽孔中排出,噪聲極大。事故原因是調(diào)節(jié)閥頭朝上安裝,導致較高溫度的蒸汽沒經(jīng)過冷凝,直接進入膜頭,燒壞了膜片。
用于蒸汽管道的自力式壓力調(diào)節(jié)閥,安裝時必須在執(zhí)行器和管道之間加一個冷凝罐,不能讓蒸汽直接進入執(zhí)行器膜頭,調(diào)節(jié)閥必須頭朝下安裝,冷凝罐要高于膜頭,初次使用,一定要將冷凝罐和膜頭中加滿水。