第六節十大類調節閥的功能優劣比較

 

48十大類調節閥中每一種閥具備九大功能的情況如何？

            將每種閥具備的九大功能匯總在表1-1中。  

49從表1-1中情況看，為什么單座閥、雙座閥、套筒閥在使用中常出問題？為什么角行程閥優于直行程閥？

 
      主導產品單座閥、雙座閥、套筒閥的佳功能僅有4個，故在使用中常出問題。從具有佳功能數量看：直行程閥——差；角行程閥——好。
 

50為什么蝶閥會有更多的應用？

 
      蝶閥是較好的產品，佳功能有7個，切斷蝶閥會有更多的應用，尤其是在要求大口徑的場合。因此，人們開發了球面硬密封切斷蝶閥，彌補了普通蝶閥泄漏大的不足。
 

51全功能超輕型閥為什么冠以全功能？

 
      由上表可見，全功能超輕型閥是在九大功能中都表現較佳的產品，故冠名為全功能。同時，全功能意味該閥可以適應大多數場合，但不是適應一切場合。由于適用范圍廣，它使原來上百個品種、上千個系列、上萬個規格的調節閥得到大大簡化，從而使調節閥應用更加簡化。
     通常全功能閥可適用于60%-70%的場合，而30%-40%的場合，全功能閥仍不能應用，這就是由于它的不足所引起的。
 

第七節全功能閥將是21世紀主流產品

 

52為什么全功能閥會成為21世紀主流產品？

 
     全功能超輕型調節閥，主要針對一般調節閥使用中存在的問題——一個類別的調節閥功能不齊全、可靠性差，而且太笨重，逐一進行攻關的結果。它是綜合了角行程閥的優點而產生的新品種，具有功能齊全(故稱全功能)、重量輕（比單座閥、雙座閥、套筒閥等老產品輕70%-80%，比20世紀80年代的精小型閥還輕40%-50%，故稱超輕型）、高可靠性的特點，是調節閥的重大突破，它將取代傳統的單座閥、雙座閥、套筒閥、CV3000、精小型閥，并能應用于球閥、偏心旋轉閥、蝶閥使用場合，成為21世紀的主流產品。
 

53為什么起直行程流阻大，Kv值小？而角行程閥流阻小，Kv值大？

 
     從圖1-10中可知，直行程閥（圖1-11）的介質流路簡單，因而流動阻力小，流通能力大，Kv值大（其Kv值約比直行程閥大1.5~3倍）。  

54流過直行程閥的介質為什么易沉淀，造成堵卡，而角行程閥卻“自潔”性能好？

 
       這是因為直行程閥中的介質流路復雜造成的旋渦死區大，使介質易沉淀在節流口附近，造成堵卡，出現閥芯關不死，打不開。由圖1-11可見，角行程閥中的介質基本直通，不易形成沉淀，防堵性能好，故其“自潔”性能好。
 

55為什么直行程閥外形尺寸較大，外形復雜，而角行程閥的外形尺寸較小，外形簡單？

 
    由圖1-10可見，由介質的S形流路決定的閥內腔較為復雜，尺寸較大，閥體外形也跟著復雜起來，閥體外形尺寸大，從而其重量也大。
    由圖1-11可見，由于角行程閥流路簡單，內腔和外形也簡單，尺寸也較小，因而重量也較輕。
 

56為什么直行程閥閥桿密封性能差，而角行程閥閥桿密封性能好？

 
    直行程的閥芯上下運動，容易把介質帶出，因而其閥桿密封性能差。角行程閥的閥桿轉動，介質不易向外滲漏，還可采用密封性能更好的填料，合角行程的密封性能比直行程提高2~3倍。
    填料在壓蓋壓迫下變形，緊緊擠壓閥桿，產生對閥桿的摩擦
F₁=Jf
式中   J——填料擠壓力；
            f——摩擦因數。
     對直行程閥而言，閥桿總的受力
F=F₁+F_t
式中   F_t——作用在閥芯上的不平衡力。
          因而需要輸出力大的執行機構。
          對角行程閥
M=M_t+M_f
式中   M_t——不平衡力矩；
           M_f——摩擦力矩。
          以偏心旋轉閥為例
M=M_t+M_f=F₂X+F₁r
式中   X——閥芯與轉軸的距離；
            r——閥芯轉軸半徑。
   由于X很小，r也不大，因而總的力矩不大，可用輸出力矩較小的執行機構。
 

57為什么直行程閥中單密封閥允許壓差小，角行程允許壓差大？

 
    由圖1-10可見，直行程閥中單密封閥不平衡式結構，流開情形下，壓差易把閥芯頂開，故允許壓差小；而角行程閥的閥芯轉動，不平衡力矩為“力x力臂”，因力臂小，力矩小，故允許壓差大。

58為什么直行程閥的雙密封泄漏大，而角行程閥的泄漏小？

 
       直行程的雙密封閥有上、下兩個閥座，介質作用在上、下閥芯上的推力，方向相反而大小接近相等，所以雙密封閥的不平衡力很小，故允許壓差大；但雙密封閥的閥芯軸向尺寸與兩個閥座的軸向尺寸不可能做到相等，總是上閥芯、閥座接觸時，下閥芯、閥座還存在間隙，或者是相反情況。因而，雙密封閥的泄漏大，加上熱膨脹的影響，這種情況就更加嚴重。而角行程閥，特別是球閥，因閥芯為球面，與密封面相切，接觸良好，故泄漏小（可小1/100~1/10）。
 
59為什么直行程閥的雙密封泄漏大，而角行程閥的泄漏小？
     在高壓差情形下，直行程閥內的高速流動介質直接對著閥芯頭部沖蝕，故其耐沖蝕性能差。在角行程閥的閥芯可放在閥腔內側，避免介質直接沖蝕，故其耐沖蝕性能好。
 
60為什么直行程閥比角行程閥易產生共振?
     直行程閥的閥芯上下運動與閥的上下振動同拍，在一定條件下易產生共振；而角行程閥的閥芯轉動， 與閥的上下振動不同拍，故不易產生共振。
 
61為什么直行程閥的雙密封泄漏大，而角行程閥的泄漏小？
     從高述的“結構-功能”分析，直行程閥存在9個不足，而角行程閥較好地彌補了這9個缺陷，將其歸納于表1-2中。預測21世紀調節閥的應用用正態分布曲線來描述，見圖1-12.
表1-2 直行程閥與角行程閥相比較存在的9個不足       由于全功能閥匯集了角行程閥的各項優點，再加以創新改進，從而提高和完善了調節、切斷、克服壓差、防漏、防堵、耐蝕、耐溫等功能，并且其超輕、美觀，所以，21世紀將以角行程閥的應用為主，而角行程閥以全功能閥的應用為主，以球閥、蝶閥應用作為補充。
 

第八節調節閥的標準

 

62新國標關于調節閥性能指標有哪些規定？與舊標準有何不同？

 
      新國標關于性能指標規定了14項：
    ①基本誤差；                          ⑧氣室的密封性
    ②回差；                                  ⑨耐壓強度；
    ③死區；                                  ⑩額定流量系數；
    ④始終點偏差；                      ?固有流量特性；
    ⑤額定行程偏差；                  ?坑振動性；
    ⑥泄漏量；                               ?動作；
    ⑦及其化連接處的密封性；   ?外觀。
    新舊標準比較，主要的不同是新國標增加了“”指標。

63新國標對調節閥的項目有哪些規定？舊標準這方面有何不足?

 
      新國標將基本誤差、回差、死區、始終點偏差、額定行程偏差分為A、B、...、H 8個等級，以便根據不同閥滿足不同功能的要求，選擇性能成本比佳 的指標等級。舊標準針對每種閥只確定一個對應的指標，缺乏靈活性。
 

64新國標對泄漏量有何規定？舊標準這方面有何不足?

 
     新國標將泄漏量規定為A、B、C、....、F  6個等級，F級以每分鐘氣泡數計。舊標準只有一個等級，高壓閥規定泄漏量為0是不符合實際的。
 

65新國標對流量特性誤差考核方法有何規定？對基本誤差、回差的測試點有何規定？

 
      新國標在流量特性誤差考核方法中增加了按斜率法考核。將基本誤差、回差的測試點由舊標準中分為10個測試點改為5個測試點。
 

66新國標關于閥的流量系數有何規定？

 
       新將舊標準中流通能力改稱流量系數。其數值舊標準做了統一規定，新國標由制造廠自行確定，更方便新產品的設計定型。
 

67新國標對撥動調節閥的氣源和環境溫度有何要求？

 
      新國標要求：氣源應為清潔、干燥的空氣，不含有的腐蝕性氣體、溶劑或其化液體；帶定位器的調節閥，其氣源所含固體微粒數量應少于0.1g/m3，且微粒直徑應大于3μm，含測量應小于1ppm（1x10^-6）。
      調節閥環境溫度為-25~+55℃或-40~+70℃。
      定位器氣源不干凈是造成定位器工作不正常的主要原因，占故障率的1/3以上，所以應特別注意這一點。
 

第九節國定標準中有關泄漏量的規定

 
 

68國標對泄漏量有何規定？

 
     GB/T 4213-92給泄漏量規定了6個等級，其具體規定見表1-3。其中低級別為級，不要求測試；別是VI級，即為氣泡級。當泄漏量大于0.5%Kv值時，可免于測試。
表1-3 泄漏等級
注：1、△p以kPza為單位。
       2、D為閥座直徑，以mm為單位。
       3、對于可壓縮流體體積流量，為壓力為101325kPa和溫度為273K的標準狀態下的測定值。
       4、試驗程序“1”表示△p=0.35MPa、介質為水；試驗程序"2"表示△p等于工作壓差、介質為水或氣體。
 

69泄漏等級為VI級時，標準規定的泄漏量是多少？

 
  隨閥座直徑變化，大允許泄漏量（ml/min或每分種氣泡數）列于表1-4.
表1-4 VI大允許閥座泄漏量 注：1、每分鐘氣泡數是用外徑6mm、壁厚1mm的管子垂直浸入水下5~10mm深度的條件下測得的，管端表面應光滑、無倒角和毛兩刺。
       2、如果閥座直徑與表列值之一相差2mm以上，則泄漏系數可假設泄漏量與閥座直徑的平方成正比的情況下通過類推法取得。
 

70表1-3中的額定容量如何計算？

 
    表1-3中的額定容量按表1-5所列公式計算。

71美國的泄漏標準是如何規定的？

 
   為便于比較，把美國ANSI 316、ANSI 104-1976調節閥的漏泄量標準列于表1-6.
表1-6 調節閥泄漏量  

72為什么要進行泄漏標準再細分？

 
    上述標準分還不夠細膩，特別是IV級密封和V級密封，其泄漏率由10^-4突然躍到10^-7。為此，認為應將泄漏標準與切斷的關系進一步細分。切斷的等級與對應的泄漏率見表1-7.
表1-7 切斷等級與對應泄漏率       為了便于現場，應建立一個宣的概念。現舉例Kv=100(雙座閥DN100、單座閥DN80~DN100、套筒閥DN100、V形球閥DN50、全功能超輕型調節閥DN50時的Kv值為100)時，試驗△p=0.35MPa，介質為水，每分鐘在不同切斷等級時的泄漏量(g/min)也列舉在表1-7中。
 

第十節電動調節閥

 

73我國電動調節閥的電動執行機構的發展歷程怎樣？

 
       我國電動調節閥起步也較晚，20世紀50年代中期主要是仿制前蘇聯的產品，制造有觸點的電動執行機構，20世紀60年代才開始研制無觸點的電動執行機構。經過20多年的發展，目前已經有許多廠家專門生產電動調節閥，生產各種無觸點的DKZ型直行程電動執行機構和DKJ型角行程電動執行機構。在近20年，主要開發了一些新的產品，例如DDZ-Ⅱ型和DDZ-Ⅲ型電動執行機構。但是這些產品已經到了更新換代的時候，它們存在著的缺點，如死區大、工作溫度范圍窄（-10～55℃）、力矩保護和性能保護差、絕緣等級不高。因此，目前國內各廠家都致力于產品的革新，研制新型的電動執行機構。
 

74目前電動執行機構的情況如何？

 
        隨著電子產品不斷進步，尤其是可靠性的進一步提高 ，使得20世紀90年代后國外的電動執行機構產生了質的飛躍。國內一些獨資或合資企業也生產與國外同水平的產品，其突出的表現是：
       ①可靠性極高，可以在5~10年內免維修；
       ②重量幅度下降，比老式的DKZ、DKJ的電動執行機構輕70%~80%；
       ③外觀也得到了極大的改善；
       ④性能提高、調整簡化，使用更加方便、簡單。
 

75用電動調節閥取代“氣動閥+電氣閥門定位器+氣源”的組合方式，將帶來什么好處?

 
     由于電動執行機構的可靠性得到了根本上的解決，配上高可靠性的全功能超輕型調節閥，使得調節閥成為了真正意義上的第二代產品。除上述高可靠、全功能、超輕型的特點外，還將帶來如下好處。
      ①用電源既方便又節約，省去了建立氣源站的一系列費用。
      ②用“氣動閥+電氣閥門定位器+氣源”的復雜方式，不只是增加了費用，而且使可靠性下降（環節越多，可靠性差的因素增加）。
      ③從經濟性上看，除省去氣源站的費用外，還省去電氣閥門定位器的費用。現在一臺好的進口的電氣閥門定位器，通常在5000~6000元以上，更好的在8000~10000元的價位上，而這個價位基本上可購回上述高可靠的電子式執行機構。
      ④環節減少了，相應減少了維修工作量，也有利于可靠性的提高。

76從節能角度看，使用電動執行機構如何？

 
     使用氣動執行機構，要始終保持一定氣壓才能動作，這樣，一年下來所消耗的能源很多。如果用電動執行機構，只需在改變閥門開充時供電，當閥門達到所需的開度就停止供電。如此看來，電動執行機構具有的節能優點。