第六節十大(dà)類調節閥的功能優劣比較

 

48十大(dà)類調節閥中每一種閥具備九大(dà)功能的情況如何？

            将每種閥具備的九大(dà)功能彙總在表1-1中。  

49從表1-1中情況看，為(wèi)什麽單座閥、雙座閥、套筒閥在使用中常出問題？為(wèi)什麽角行(xíng)程閥優于直行(xíng)程閥？

 
      主導産品單座閥、雙座閥、套筒閥的佳功能僅有(yǒu)4個(gè)，故在使用中常出問題。從具有(yǒu)佳功能數(shù)量看：直行(xíng)程閥——差；角行(xíng)程閥——好。
 

50為(wèi)什麽蝶閥會(huì)有(yǒu)更多(duō)的應用？

 
      蝶閥是較好的産品，佳功能有(yǒu)7個(gè)，切斷蝶閥會(huì)有(yǒu)更多(duō)的應用，尤其是在要求大(dà)口徑的場(chǎng)合。因此，人(rén)們開(kāi)發了球面硬密封切斷蝶閥，彌補了普通(tōng)蝶閥洩漏大(dà)的不足。
 

51全功能超輕型閥為(wèi)什麽冠以全功能？

 
      由上(shàng)表可(kě)見，全功能超輕型閥是在九大(dà)功能中都表現較佳的産品，故冠名為(wèi)全功能。同時(shí)，全功能意味該閥可(kě)以适應大(dà)多(duō)數(shù)場(chǎng)合，但(dàn)不是适應一切場(chǎng)合。由于适用範圍廣，它使原來(lái)上(shàng)百個(gè)品種、上(shàng)千個(gè)系列、上(shàng)萬個(gè)規格的調節閥得(de)到大(dà)大(dà)簡化，從而使調節閥應用更加簡化。
     通(tōng)常全功能閥可(kě)适用于60%-70%的場(chǎng)合，而30%-40%的場(chǎng)合，全功能閥仍不能應用，這就是由于它的不足所引起的。
 

第七節全功能閥将是21世紀主流産品

 

52為(wèi)什麽全功能閥會(huì)成為(wèi)21世紀主流産品？

 
     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(gè)類别的調節閥功能不齊全、可(kě)靠性差，而且太笨重，逐一進行(xíng)攻關的結果。它是綜合了角行(xíng)程閥的優點而産生(shēng)的新品種，具有(yǒu)功能齊全(故稱全功能)、重量輕（比單座閥、雙座閥、套筒閥等老産品輕70%-80%，比20世紀80年代的精小(xiǎo)型閥還(hái)輕40%-50%，故稱超輕型）、高(gāo)可(kě)靠性的特點，是調節閥的重大(dà)突破，它将取代傳統的單座閥、雙座閥、套筒閥、CV3000、精小(xiǎo)型閥，并能應用于球閥、偏心旋轉閥、蝶閥使用場(chǎng)合，成為(wèi)21世紀的主流産品。
 

53為(wèi)什麽起直行(xíng)程流阻大(dà)，Kv值小(xiǎo)？而角行(xíng)程閥流阻小(xiǎo)，Kv值大(dà)？

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

54流過直行(xíng)程閥的介質為(wèi)什麽易沉澱，造成堵卡，而角行(xíng)程閥卻“自潔”性能好？

 
       這是因為(wèi)直行(xíng)程閥中的介質流路複雜造成的旋渦死區(qū)大(dà)，使介質易沉澱在節流口附近，造成堵卡，出現閥芯關不死，打不開(kāi)。由圖1-11可(kě)見，角行(xíng)程閥中的介質基本直通(tōng)，不易形成沉澱，防堵性能好，故其“自潔”性能好。
 

55為(wèi)什麽直行(xíng)程閥外形尺寸較大(dà)，外形複雜，而角行(xíng)程閥的外形尺寸較小(xiǎo)，外形簡單？

 
    由圖1-10可(kě)見，由介質的S形流路決定的閥內(nèi)腔較為(wèi)複雜，尺寸較大(dà)，閥體(tǐ)外形也跟着複雜起來(lái)，閥體(tǐ)外形尺寸大(dà)，從而其重量也大(dà)。
    由圖1-11可(kě)見，由于角行(xíng)程閥流路簡單，內(nèi)腔和(hé)外形也簡單，尺寸也較小(xiǎo)，因而重量也較輕。
 

56為(wèi)什麽直行(xíng)程閥閥杆密封性能差，而角行(xíng)程閥閥杆密封性能好？

 
    直行(xíng)程的閥芯上(shàng)下運動，容易把介質帶出，因而其閥杆密封性能差。角行(xíng)程閥的閥杆轉動，介質不易向外滲漏，還(hái)可(kě)采用密封性能更好的填料，合角行(xíng)程的密封性能比直行(xíng)程提高(gāo)2~3倍。
    填料在壓蓋壓迫下變形，緊緊擠壓閥杆，産生(shēng)對閥杆的摩擦
F₁=Jf
式中   J——填料擠壓力；
            f——摩擦因數(shù)。
     對直行(xíng)程閥而言，閥杆總的受力
F=F₁+F_t
式中   F_t——作(zuò)用在閥芯上(shàng)的不平衡力。
          因而需要輸出力大(dà)的執行(xíng)機構。
          對角行(xíng)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(wèi)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(hěn)小(xiǎo)，r也不大(dà)，因而總的力矩不大(dà)，可(kě)用輸出力矩較小(xiǎo)的執行(xíng)機構。
 

57為(wèi)什麽直行(xíng)程閥中單密封閥允許壓差小(xiǎo)，角行(xíng)程允許壓差大(dà)？

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

58為(wèi)什麽直行(xíng)程閥的雙密封洩漏大(dà)，而角行(xíng)程閥的洩漏小(xiǎo)？

 
       直行(xíng)程的雙密封閥有(yǒu)上(shàng)、下兩個(gè)閥座，介質作(zuò)用在上(shàng)、下閥芯上(shàng)的推力，方向相反而大(dà)小(xiǎo)接近相等，所以雙密封閥的不平衡力很(hěn)小(xiǎo)，故允許壓差大(dà)；但(dàn)雙密封閥的閥芯軸向尺寸與兩個(gè)閥座的軸向尺寸不可(kě)能做(zuò)到相等，總是上(shàng)閥芯、閥座接觸時(shí)，下閥芯、閥座還(hái)存在間(jiān)隙，或者是相反情況。因而，雙密封閥的洩漏大(dà)，加上(shàng)熱膨脹的影(yǐng)響，這種情況就更加嚴重。而角行(xíng)程閥，特别是球閥，因閥芯為(wèi)球面，與密封面相切，接觸良好，故洩漏小(xiǎo)（可(kě)小(xiǎo)1/100~1/10）。
 
59為(wèi)什麽直行(xíng)程閥的雙密封洩漏大(dà)，而角行(xíng)程閥的洩漏小(xiǎo)？
     在高(gāo)壓差情形下，直行(xíng)程閥內(nèi)的高(gāo)速流動介質直接對着閥芯頭部沖蝕，故其耐沖蝕性能差。在角行(xíng)程閥的閥芯可(kě)放在閥腔內(nèi)側，避免介質直接沖蝕，故其耐沖蝕性能好。
 
60為(wèi)什麽直行(xíng)程閥比角行(xíng)程閥易産生(shēng)共振?
     直行(xíng)程閥的閥芯上(shàng)下運動與閥的上(shàng)下振動同拍，在一定條件下易産生(shēng)共振；而角行(xíng)程閥的閥芯轉動， 與閥的上(shàng)下振動不同拍，故不易産生(shēng)共振。
 
61為(wèi)什麽直行(xíng)程閥的雙密封洩漏大(dà)，而角行(xíng)程閥的洩漏小(xiǎo)？
     從高(gāo)述的“結構-功能”分析，直行(xíng)程閥存在9個(gè)不足，而角行(xíng)程閥較好地彌補了這9個(gè)缺陷，将其歸納于表1-2中。預測21世紀調節閥的應用用正态分布曲線來(lái)描述，見圖1-12.
表1-2 直行(xíng)程閥與角行(xíng)程閥相比較存在的9個(gè)不足       由于全功能閥彙集了角行(xíng)程閥的各項優點，再加以創新改進，從而提高(gāo)和(hé)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世紀将以角行(xíng)程閥的應用為(wèi)主，而角行(xíng)程閥以全功能閥的應用為(wèi)主，以球閥、蝶閥應用作(zuò)為(wèi)補充。
 

第八節調節閥的标準

 

62新國标關于調節閥性能指标有(yǒu)哪些(xiē)規定？與舊(jiù)标準有(yǒu)何不同？

 
      新國标關于性能指标規定了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(qū)；                                  ⑩額定流量系數(shù)；
    ④始終點偏差；                      ⑪固有(yǒu)流量特性；
    ⑤額定行(xíng)程偏差；                  ⑫坑振動性；
    ⑥洩漏量；                               ⑬動作(zuò)；
    ⑦及其化連接處的密封性；   ⑭外觀。
    新舊(jiù)标準比較，主要的不同是新國标增加了“”指标。

63新國标對調節閥的項目有(yǒu)哪些(xiē)規定？舊(jiù)标準這方面有(yǒu)何不足?

 
      新國标将基本誤差、回差、死區(qū)、始終點偏差、額定行(xíng)程偏差分為(wèi)A、B、...、H 8個(gè)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 的指标等級。舊(jiù)标準針對每種閥隻确定一個(gè)對應的指标，缺乏靈活性。
 

64新國标對洩漏量有(yǒu)何規定？舊(jiù)标準這方面有(yǒu)何不足?

 
     新國标将洩漏量規定為(wèi)A、B、C、....、F  6個(gè)等級，F級以每分鍾氣泡數(shù)計(jì)。舊(jiù)标準隻有(yǒu)一個(gè)等級，高(gāo)壓閥規定洩漏量為(wèi)0是不符合實際的。
 

65新國标對流量特性誤差考核方法有(yǒu)何規定？對基本誤差、回差的測試點有(yǒu)何規定？

 
      新國标在流量特性誤差考核方法中增加了按斜率法考核。将基本誤差、回差的測試點由舊(jiù)标準中分為(wèi)10個(gè)測試點改為(wèi)5個(gè)測試點。
 

66新國标關于閥的流量系數(shù)有(yǒu)何規定？

 
       新将舊(jiù)标準中流通(tōng)能力改稱流量系數(shù)。其數(shù)值舊(jiù)标準做(zuò)了統一規定，新國标由制(zhì)造廠自行(xíng)确定，更方便新産品的設計(jì)定型。
 

67新國标對撥動調節閥的氣源和(hé)環境溫度有(yǒu)何要求？

 
      新國标要求：氣源應為(wèi)清潔、幹燥的空(kōng)氣，不含有(yǒu)的腐蝕性氣體(tǐ)、溶劑或其化液體(tǐ)；帶定位器(qì)的調節閥，其氣源所含固體(tǐ)微粒數(shù)量應少(shǎo)于0.1g/m3，且微粒直徑應大(dà)于3μm，含測量應小(xiǎo)于1ppm（1x10^-6）。
      調節閥環境溫度為(wèi)-25~+55℃或-40~+70℃。
      定位器(qì)氣源不幹淨是造成定位器(qì)工作(zuò)不正常的主要原因，占故障率的1/3以上(shàng)，所以應特别注意這一點。
 

第九節國定标準中有(yǒu)關洩漏量的規定

 
 

68國标對洩漏量有(yǒu)何規定？

 
     GB/T 4213-92給洩漏量規定了6個(gè)等級，其具體(tǐ)規定見表1-3。其中低(dī)級别為(wèi)級，不要求測試；别是VI級，即為(wèi)氣泡級。當洩漏量大(dà)于0.5%Kv值時(shí)，可(kě)免于測試。
表1-3 洩漏等級
注：1、△p以kPza為(wèi)單位。
       2、D為(wèi)閥座直徑，以mm為(wèi)單位。
       3、對于可(kě)壓縮流體(tǐ)體(tǐ)積流量，為(wèi)壓力為(wèi)101325kPa和(hé)溫度為(wèi)273K的标準狀态下的測定值。
       4、試驗程序“1”表示△p=0.35MPa、介質為(wèi)水(shuǐ)；試驗程序"2"表示△p等于工作(zuò)壓差、介質為(wèi)水(shuǐ)或氣體(tǐ)。
 

69洩漏等級為(wèi)VI級時(shí)，标準規定的洩漏量是多(duō)少(shǎo)？

 
  随閥座直徑變化，大(dà)允許洩漏量（ml/min或每分種氣泡數(shù)）列于表1-4.
表1-4 VI大(dà)允許閥座洩漏量 注：1、每分鍾氣泡數(shù)是用外徑6mm、壁厚1mm的管子垂直浸入水(shuǐ)下5~10mm深度的條件下測得(de)的，管端表面應光滑、無倒角和(hé)毛兩刺。
       2、如果閥座直徑與表列值之一相差2mm以上(shàng)，則洩漏系數(shù)可(kě)假設洩漏量與閥座直徑的平方成正比的情況下通(tōng)過類推法取得(de)。
 

70表1-3中的額定容量如何計(jì)算(suàn)？

 
    表1-3中的額定容量按表1-5所列公式計(jì)算(suàn)。

71美國的洩漏标準是如何規定的？

 
   為(wèi)便于比較，把美國ANSI 316、ANSI 104-1976調節閥的漏洩量标準列于表1-6.
表1-6 調節閥洩漏量  

72為(wèi)什麽要進行(xíng)洩漏标準再細分？

 
    上(shàng)述标準分還(hái)不夠細膩，特别是IV級密封和(hé)V級密封，其洩漏率由10^-4突然躍到10^-7。為(wèi)此，認為(wèi)應将洩漏标準與切斷的關系進一步細分。切斷的等級與對應的洩漏率見表1-7.
表1-7 切斷等級與對應洩漏率       為(wèi)了便于現場(chǎng)，應建立一個(gè)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(shí)的Kv值為(wèi)100)時(shí)，試驗△p=0.35MPa，介質為(wèi)水(shuǐ)，每分鍾在不同切斷等級時(shí)的洩漏量(g/min)也列舉在表1-7中。
 

第十節電(diàn)動調節閥

 

73我國電(diàn)動調節閥的電(diàn)動執行(xíng)機構的發展曆程怎樣？

 
       我國電(diàn)動調節閥起步也較晚，20世紀50年代中期主要是仿制(zhì)前蘇聯的産品，制(zhì)造有(yǒu)觸點的電(diàn)動執行(xíng)機構，20世紀60年代才開(kāi)始研制(zhì)無觸點的電(diàn)動執行(xíng)機構。經過20多(duō)年的發展，目前已經有(yǒu)許多(duō)廠家(jiā)專門(mén)生(shēng)産電(diàn)動調節閥，生(shēng)産各種無觸點的DKZ型直行(xíng)程電(diàn)動執行(xíng)機構和(hé)DKJ型角行(xíng)程電(diàn)動執行(xíng)機構。在近20年，主要開(kāi)發了一些(xiē)新的産品，例如DDZ-Ⅱ型和(hé)DDZ-Ⅲ型電(diàn)動執行(xíng)機構。但(dàn)是這些(xiē)産品已經到了更新換代的時(shí)候，它們存在着的缺點，如死區(qū)大(dà)、工作(zuò)溫度範圍窄（-10～55℃）、力矩保護和(hé)性能保護差、絕緣等級不高(gāo)。因此，目前國內(nèi)各廠家(jiā)都緻力于産品的革新，研制(zhì)新型的電(diàn)動執行(xíng)機構。
 

74目前電(diàn)動執行(xíng)機構的情況如何？

 
        随着電(diàn)子産品不斷進步，尤其是可(kě)靠性的進一步提高(gāo) ，使得(de)20世紀90年代後國外的電(diàn)動執行(xíng)機構産生(shēng)了質的飛躍。國內(nèi)一些(xiē)獨資或合資企業也生(shēng)産與國外同水(shuǐ)平的産品，其突出的表現是：
       ①可(kě)靠性極高(gāo)，可(kě)以在5~10年內(nèi)免維修；
       ②重量幅度下降，比老式的DKZ、DKJ的電(diàn)動執行(xíng)機構輕70%~80%；
       ③外觀也得(de)到了極大(dà)的改善；
       ④性能提高(gāo)、調整簡化，使用更加方便、簡單。
 

75用電(diàn)動調節閥取代“氣動閥+電(diàn)氣閥門(mén)定位器(qì)+氣源”的組合方式，将帶來(lái)什麽好處?

 
     由于電(diàn)動執行(xíng)機構的可(kě)靠性得(de)到了根本上(shàng)的解決，配上(shàng)高(gāo)可(kě)靠性的全功能超輕型調節閥，使得(de)調節閥成為(wèi)了真正意義上(shàng)的第二代産品。除上(shàng)述高(gāo)可(kě)靠、全功能、超輕型的特點外，還(hái)将帶來(lái)如下好處。
      ①用電(diàn)源既方便又節約，省去了建立氣源站(zhàn)的一系列費用。
      ②用“氣動閥+電(diàn)氣閥門(mén)定位器(qì)+氣源”的複雜方式，不隻是增加了費用，而且使可(kě)靠性下降（環節越多(duō)，可(kě)靠性差的因素增加）。
      ③從經濟性上(shàng)看，除省去氣源站(zhàn)的費用外，還(hái)省去電(diàn)氣閥門(mén)定位器(qì)的費用。現在一台好的進口的電(diàn)氣閥門(mén)定位器(qì)，通(tōng)常在5000~6000元以上(shàng)，更好的在8000~10000元的價位上(shàng)，而這個(gè)價位基本上(shàng)可(kě)購回上(shàng)述高(gāo)可(kě)靠的電(diàn)子式執行(xíng)機構。
      ④環節減少(shǎo)了，相應減少(shǎo)了維修工作(zuò)量，也有(yǒu)利于可(kě)靠性的提高(gāo)。

76從節能角度看，使用電(diàn)動執行(xíng)機構如何？

 
     使用氣動執行(xíng)機構，要始終保持一定氣壓才能動作(zuò)，這樣，一年下來(lái)所消耗的能源很(hěn)多(duō)。如果用電(diàn)動執行(xíng)機構，隻需在改變閥門(mén)開(kāi)充時(shí)供電(diàn)，當閥門(mén)達到所需的開(kāi)度就停止供電(diàn)。如此看來(lái)，電(diàn)動執行(xíng)機構具有(yǒu)的節能優點。