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流量調節閥的工作原理及特性

时间:2019-02-25     作者:鑫科閥門【原创】   阅读

一、流量調節閥簡介:


流量調節閥又名自力式流量控製閥,流量平衡閥,靜流量調節閥,靜態平衡閥,它是一種直觀簡便的流量調節控製裝置,管網中應用流量調節閥可直接根據設計來設定流量,閥門可在水作用下,自動消除管線的剩餘壓頭及壓力波動所引起的流量偏差,無論係統壓力怎樣變化均保持設定流量不變,該閥這些功能使管網流量調節一次完成,把調網工作變為簡單的流量分配,有效的解決管網的水力失調。


二、流量調節閥工作原理:


數顯流量調節閥是一種能顯示管網中瞬時流量的控製閥,它是在自力式流量調節閥的基礎上增設了顯示功能,使管網平衡調節更方便,更精確。為管網係統調節提供了重要的數字依據。該閥的這些功能使流量調節一次完成,把係統平衡調節變為簡單的流量分配。有效的解決管網的水力平衡失調。可節能百分之十五以上。

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三、流量調節閥分類:


1.小流量調節閥的特點


所謂小流量調節閥,顧名思義,就是流通能力很小的調節閥。閥門的流通能力是在統一條件下的閥門容量指標。我國用C 值表示 。其定義為:閥門全開時,當閥前後壓差為1公斤/厘米² ,介質重度為1克/ 厘米³ 時 ,每小時流過閥門的介質量(米³/時)。對於不可壓縮流體,在充分湍流的狀態下(雷諾數足夠大時,對於水Re>105 ;對空氣Re>5.5 ×10 4 )式中:△p——閥前後壓差(公斤/厘米² ) Υ——介質重度(克/厘米³ )Q 一 介質流量(米³ /時)美國等國家用C, 值表示 閥門的流通能力。國際上公認的,主要有關電的I、E、C標準中用Av 值表示 閥門的流通能力。三者換算關係如下:Cv =1.17C Cv =10 6 /24Av C=10 6 /28Av閥門的流通能力僅僅取決於閥本身的結構。在計算所需的閥門流通能力時,應注意介質不同或流動條件不同時, 閥內流動 狀態會有很大的差異。在小流量情況下,尤其是粘性流體和低壓下工作時,流體的主約束往往是層流或層流和湍流的混合態。層流時,經過閥門的介質流量和閥前後壓差呈線性關係。而在層流和湍流混合態下,隨著雷諾數的增加,即使壓差不變,流經閥門的介質量也會增加。在完全湍流時,流量才不隨雷諾數變化而變化。盡管如此,選擇小流量調節閥,仍然用傳統的方法和計算公式進行。但是其計算值和實際值偏離很大,據資料介紹在 Cv =0.01以下時,它隻是作為一個容量指標,具有參考意義而已。實際流通能力應根據經驗確定。 

隨著流通能力減小,閥門的可調比將下降。但最少也能保證10:l到15:1之間,如果可調比再小,就難以進行流量的調節。閥門在串聯使用時,隨著開度變化 ,閥前後壓差也有變化,因此使閥門的工作特性曲線偏離理想特性。如管路阻力大,直線性會變成快開特性 ,而喪失調節能力。等百分比特性將變成直線特性。小流量情況下,由於很少有管路阻力,上述特性畸變就不大了,對等百分比特性,實際上也就沒有必要。從製造的角度來說, Cv =0.05以下時,也不可能再產生等百分比的側麵形狀。因此,對小流量 閥主要 的問題是如何將流量控製在所需要的範圍之內。從經濟效果出發,使用者希望一個閥門可同時用於截流和調節,現在也是可以做到的。但對於調節閥來說,主要是實現對流量的控製,關閉是次要的。認為小流量閥本身流量很小,在關閉時很容易實現截流,是錯誤的。國外對小流量調節閥泄漏量一般也做了規定。當Cv 值為10 一 ,該閥門的泄漏量規定為:在3.5公斤/厘米。氣壓下,泄漏量為最大流量的1 % 以下。


2.小流量調節閥的種類


由於氣動調節閥具有本質防爆、性能可靠等優點,國內外調節閥仍以氣動為主。過去,國內正式生產的小流量調節閥。最高使用壓力可達100公斤/厘米² ,額定的流通能力C 值可以 從0.05到0.0012。其閥座孔徑為3毫米,閥芯為圓柱形,上麵刻有一道或數道V 型槽 ,閥杆行程6毫米,閥門 無配套 的定位器,因此控製精度較差。近年來,我國也引進了小流量調節閥。流通能力約為0.001,閥芯為帶有缺口的圓柱形。工作壓力為300公斤/厘米² 閥杆行程7/16英寸,閥芯為圓錐形,該閥門帶有摩爾公司 的頂裝定位器。上述這類閥門的特點是結構簡單,重量輕。常用的閥座孔徑為1/8~1/4英寸(約為3.175A-6.35毫米),閥杆行程為1/4~l/2英寸(合6.35~12.7毫米)。這類閥門的流量能力最小可以做到0.00006,以至更小。一般地說,圓柱開槽型的閥芯,在特性化方麵比圓錐形好,它可以通過改變 槽深來獲得 設計特性,但後者調節可*性好,因為通過閥門的流體,分布在閥芯截麵的整個圓周上。這種閥門常用在精度要求不很高的場合。但容量精度和特性的重現性較差。閥門流通能力,主要取決於流孔直徑,對於一個1/16英寸的流孔,理論上的 Cv 值約為0.06,或者說隻是接近小流量的上限。要進一步減小流量,必須從根本上減小閥芯的行程或約束流孔的開度


3.三種類型的短行程調節閥


其一,閥芯是一顆人造藍寶石球。閥座 是一個硬質金屬小孔,用膜頭頂端的螺絲可以調整薄膜的最大行程,執行機構具有可變的氣動反饋,因此對應於3~15磅/時 的信號壓力,流通能力可以從0.07~0.00007( Cv 值)。另一種形式的短行程調節閥,可用於高壓條件,它的閥芯是錐形的.由執行機構的驅動臂,通過一個轉動另件旋轉帶螺紋的閥杆轉一個角度,從而達到縮短行程的目的。 導向螺紋的螺距為每英寸 ll ~32牙,轉動杆旋轉角度一般是15~60°,閥芯行程一般為 0.02--0.005英寸(合0.508~1.27毫米)。因為在不同溫度下熱膨脹不同,閥芯會產生顯著誤差,因此這種 閥限製 使用在300"F以下,為保證閥位精度 ,閥門裝有定位器。


4.高壓差對閥芯、閥座的要求


對於高壓小流量調節閥,還必須考慮由主於高壓和高壓差帶來的一係列問題。如執行機構必須具有足夠的輸出力,以克服介質的不平衡力,閥門零件強度問題,高壓密封問題,而 最關鍵的是閥芯、閥座的材質和加工問題。高壓調節閥閥芯、閥座損壞原因很複雜,這裏麵的理論不盡相同,但普遍引起重視的是高速液(氣)流相對閥芯、閥座運動引起的衝刷現象(亦 稱速度 效應)和液體介質在高壓差下的氣蝕現象 。前者損壞形式是與流線有一定關係的衝刷痕跡,後者則是海綿狀孔洞。在有氣蝕產生的場合下,如果閥芯,閥座材質選用不當,少則幾天,多則幾個月,閥門就將報廢。解決氣蝕問題應從求避免氣蝕的方法和耐氣蝕 的材料著手,避免氣蝕的方法有幾種。1.改進閥芯,閥座設計,使其具有合理的液流速度分布和壓力分布。如小流量調節閥采用狹長通道式閥芯、閥座。閥芯、閥座孔都有很小的錐度,適用於在恒定的上遊壓力條件下精確地控製流量。由於這種 結構具確吸收 能量,減小氣蝕的功能,據資料報導,它曾用於4200公斤/厘米²的壓降下。2、在 條件充許的情況下,在液流中充氣,以局部地或全部地消除低壓區。3。閥門串聯使用,以減小每個閥的壓降。4.使閥前後壓差低於該介質在調節閥入口溫度下產生汽蝕現象的最大允許壓差。5.介質在“流開”狀態下工作,允許壓差比“流閉”狀態大三倍多

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四、流量調節閥特性:


1.可按設計或實際要求設定流量,避免了盲目調節,把複雜的調網工作簡化為簡單的流量分配;2.徹底克服係統冷熱不均現象提高供熱供冷品質;3.減少設計工作量,不需要在管網進行繁瑣的水力平衡計算;4.免除多熱源,管網熱源切換時的流量再分配工作;5.流量機芯轉子部分采用瑪瑙軸承耐磨不生鏽;6.閥體上傳訊器及傳感器無電源,顯示器采用全密封結構使用壽命長;7.不工作時自動休眠節省電源,設計使用壽命十年以上;8.顯示器4秒鍾刷新一次,顯示平穩。 [1] 

可按設計或實際要求設定流量, 能自動消除係統的壓差波動,保持流量不變。克服係統冷熱不均現象,提供熱(供冷)質量。徹底解決近端壓差大,遠端壓差小的矛盾。減少係統循環水量,降低係統阻力。減少設計工作量,不需要對管網進行繁瑣的水力平衡計算。降低調網難度,把複雜的調網工作簡化為簡單的流量分配。免除多熱源管網熱源切換時的流量再分配工作。流量顯示值均為測試台上隨機標定,流量

 

五、流量調節閥應用


流量調節閥主要應用於:集中供熱(冷)等水係統中,使管網流量按需分配,消除水係統水力失調,解決冷熱不均問題,可節能、節電15%-20%。


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