创作者：杨世忠邢晓梅
1简述
在控制系统中，调节阀门是其常见的电动执行器。操纵全过程是不是稳定在于调节阀门能不能精确姿势，使过程控制反映为原材料动能和数据流量的精准转变。因此，要依据不一样的必须选用差异的调节阀门。挑选合理的控制阀是管道设计方案的首要问题，也是确保调整系统优化和稳定运转的重要。
2调节阀门的构成
调节阀门由执行器和控制结构构成，接纳控制器或电子计算机的调节数据信号，用于更改被测物质的总流量，使被调主要参数保持在所需求的范畴内，进而做到过程控制的自动化技术。
2.1执行器
执行机构依照推动方式分成气动式、电动式和液控阀3种。气动执行器具备构造简易，姿势靠谱，特性平稳，价格便宜，维护保养便捷，防火安全防爆型等优势，在众多自动控制系统中得到了普遍地运用。电动执行器尽管不益于防火安全防爆型，但其驱动电源便捷可用，且数据信号传送速度快，有利于长距离传送，体型小，姿势靠谱，检修便捷，价格低。液控阀控制阀的推动力较大，调整高精度，速度快，运作稳定，但因为机器设备容积大，加工工艺繁杂，因此现在应用很少。
执行器无论是哪种种类，其导出力全是用以摆脱负载的有法律效力（关键就是指不平衡感和不平衡扭矩、滑动摩擦力、密封性力及作用力等相关力的作用）。因而，为了更好地使调节阀门正常的工作中，适用的电动执行器要能形成充足的輸出力来摆脱各种各样摩擦阻力，确保相对高度密封性和气动阀门的打开。对执行器导出力明确后。应按照加工工艺应用条件规定，挑选相对应的执行器。例如，针对当场有防火规定时，应取用气动执行器，且接线箱为隔爆型。要是没有防爆型规定，则气动式或电动执行器都可以采用，但从环保节能层面考虑到，应尽可能采用电动执行器。针对规定调整高精度，速度快和运转稳定的工作状况，应取用液控阀执行器。
综合性各种电动执行器的特性，控制系统广泛选用电动执行器。如构造简易、体型小的ZAZ直行程安排类及ZAJ角行程类，3610L（R）型电子式及SKD型多转电动执行器等。各种执行器虽然结构类型不完全一致，但基本上构造都包含放大仪、可逆电机、降速设备、推动力组织、机械设备定位部件、连轴器和部位意见反馈等构件（图1）。
电动执行器一般要求与伺服放大器配套设施，接纳控制器的数据信号，该信号通过伺服放大器变大后转化为三位继电子信号，操纵可逆电机正转或翻转，推动调整组织，使阀打开或关掉。
2.2调整组织
调节阀是调节阀门的控制组织，它依据操纵信息的需要而更改闸阀开启度的多少来控制总流量，是一个部分摩擦阻力可以改变的节流阀元器件。调节阀关键由左右单流阀、油路板、活塞阀、高压闸阀、填充料及销钉等构件构成。在控制系统中，闸阀关键的调整物质为水和蒸气等。在工作压力非常低，应用状况单一的情形下，常见的调节阀门有直达调节阀门、三通调节阀和阀门等。
直达阀有直通单阀阀和双坐阀之分。单阀阀构造简易，质优价廉，关掉时泄露量小，但因为高压闸阀前后左右存有的压力差对活塞阀造成的不平衡感比较大，因此适用低电压差的场所，例如供水管道或回水管中。双坐阀有两个活塞阀高压闸阀，在其关掉模式时，2个活塞阀的承受力可一部分相抵，活塞阀受到的不平衡感小，可是因为热涨冷缩效用，其与此同时关掉性较弱，工程造价也较高，只适用阀前后左右压力差较高但密闭式规定较低的场所，例如供电或智能回水中间的压差旁通阀。
三通阀有三个进出口与管路相接，总进水流量较稳定，适用定水流量系统软件中，并规定有确定的安裝方位，不适合反装，不适合温度差比较大场所。三通调节阀有污废阀与分离阀之分。污废阀是将来源于2个通道的液体混和至一个出入口。分离阀则是将一个通道的液体各自由两个口送出。
蝶阀结构较简易，由油路板、蝶板轴及水泵密封等部份构成，其行程安排为0°~90°。碟阀有二位式操纵和控制算法2种方法。碟阀的特性是摩擦阻力损害小，体型小，品质轻，组装便捷，而且打开闸阀和关掉闸阀的容许压力差比较大，但其调整特性和关阀密闭式特性较弱，通常用以压力差比较大但调整特性规定较低的场地。除作为两通阀外，还能够用2个碟阀组成，进行三通阀的作用。在控制系统中，开/关型电动蝶阀常见于凉水和开水体系中，做为水道的连通和关闭操纵。
3特性
3.1原理
依据流体动力学得知，调节阀门是一个部分摩擦阻力可以改变的节流阀元器件。对不能缩小液体，调节阀门的数据流量可表达为
（1）
式中：Q--调节阀门某一开度的总流量，mm3/s
P1--调节阀门进口的工作压力，MPa
P2--调节阀门出入口工作压力，MPa
A--节流阀截面，mm2
ξ--调节阀门阻力系数
ρ--流体密度，kg/mm3
由式（1）得知，当A一定，ΔP=P1-P2也稳定时，根据阀的总流量Q随阻力系数ξ转变，即阻力系数ξ愈大，总流量越小。而阻力系数ξ则与阀的结构特征和开启度相关。因此控制器导出信息操纵阀体的开或关，可更改阀的阻力系数，进而更改被调物质的总流量。
♂
3.2总流量特点
调节阀门的总流量特点就是指被调物质穿过调节阀门的相对性总流量与调节阀门的相对性开启度相互关系。其数学课公式为
（2）
式中：Qmax--调节阀门全开时总流量，mm3/s
L----调节阀门某一开度的行程安排，mm
Lmax--调节阀门全开时行程安排，mm
调节阀门的总流量特点包含理想化总流量特点和工作中总流量特点。理想化总流量特点就是指在调节阀门进出口贸易压力差固定不动不会改变状况下的总流量特点，有平行线、等百分数、双曲线及快开4种特点（表1）。
表1调节阀门4种理想化总流量特点
| 总流量特点 | 特性 | 特点 |
| 平行线 |
调节阀门的相对性总流量与相对性开启度呈平行线关联，即单 位相对性行程安排转变导致的相对性总流量转变是一个参量 |
①小开启度时，总流量变动大，而大开启度时总流量转变小 ②小负载时，调整特性过度灵巧而发生震荡， 大负载时调整缓慢而不立即 ③适应力较弱 |
| 等百分数 |
企业相对性行程安排的变动导致的相对性总流量 转变与此点的相对性总流量正相关 |
①企业行程安排转变造成总流量转变的百分比是相同的 ②在全行程安排范畴内工作中都较稳定，特别是在在大开启度时， 变大倍率也大。工作中更加灵巧合理 ③ 运用普遍，适应能力强 |
| 双曲线 |
特点处于平行线特点和等百分数特点之 间，应用上常以等百分数特点代之 |
①特性处于平行线特点与等百分数特点中间 ②调整特性比较理想但活塞阀生产加工较艰难 |
| 快开 |
在阀行程安排较钟头，总流量就会有较为 大的提升，迅速达较大 |
①在小开启度时总流量已非常大，伴随着行程安排的扩大，总流量迅速做到较大 ②一般用以双位调整和系统控制 |
在真实体系中，闸阀两边的气体压力并非稳定的，使其产生变化的因素主要是有两个层面。一方面，因为泵的特点，当系统软件总流量减少时由泵造成的体系工作压力提升。另一方面，当总流量减少时，风机盘管上的压力也减少，造成很大的泵压边加个闸阀。因而调节阀门进出口贸易的压力差通常是转变的，在这样的情况下，调节阀门相对性总流量与相对性开启度相互关系。称之为作业总流量特点[1]。实际可分成串连管路时的工作中总流量特点和并接管路时的工作中总流量特点。
（1）串连管路时的工作中总流量特点
调节阀门与管路串连时，因调节阀门开启度的变动会造成总流量的转变，由流体动力学基础理论得知，管路的压力亏损与总流量成平方米关联。调节阀门一旦姿势，总流量则更改，系统软件摩擦阻力也对应更改，因而调节阀门压力降也对应转变。串连管路时的工作中总流量特点与压力降分派比相关。阀上压力降越小，调节阀门开全总流量相对减少，使理想化的平行线特点失真为快开特点，理想化的等百分数特点失真为平行线特点。在具体应用中，当调节阀门选对过大或生产制造处在非超负荷情况时，调节阀门则工作中在小开启度，有时候为了能使调节阀门有一定的开启度，而将闸阀开启度调小以提高管路摩擦阻力，使穿过调节阀门的总流量减少，事实上便是使压力降分派比率降低，使总流量特点失真，恶变了调整品质。
（2）并接管路时的工作中总流量特点
调节阀门与管路并接时，一般由阀环路和旁通阀管环路构成，调节阀门组装在阀环路管道路上。调节阀门在并接管路上，在系统软件摩擦阻力一定时，调节阀门开全总流量与主管较大总流量之比伴随着并接管路的旁通阀逐渐开启而降低。这时，虽然调节阀门自身的总流量特点无转变，但体系的可调节范畴极大变小，调节阀门在作业环节中能够操控的总流量转变范畴也大大的减少，乃至起不上缓冲作用。要使调节阀门有良好的调整特性，一般觉得旁通总流量较多不超过流量的20%。
♂
4调节阀门的挑选
4.1总流量特点挑选
总流量特点[2]的挑选方式 有二种，一种是根据数学计算的分析方法，另一种是在具体项目中汇总的工作经验法。因为分析方法既繁杂又费时间，因此一般工程项目上面选用工作经验法。从总体上，应当从调整品质、工作状况标准、负载及特点好多个层面考虑到。
（1）依据自动调节系统软件的调整品质
依据自动控制原理中的特点赔偿基本原理，为了更好地使系统软件保持稳定的调整品质，期待开环增益总放大系数与各阶段放大系数之积维持参量。那样，适度挑选阀的特点，以阀的放大系数转变来赔偿目标放大系数的转变，进而使体系的总放大系数保持一致。
（2）依据管路系统软件压力降转变状况
调节阀门的压力降比S界定为该调节阀门可操纵的最高总流量所相匹配闸阀进出口贸易气体压力ΔP1m和系统软件气体压力ΔP比例
（3）
调节阀门总流量特点与压力降比S有紧密的关联（表2）。
表2管路系统软件压力降挑选调节阀门特点
| 管路系统软件压力降比S | 1~0.6 | 0.6~0.3 | 0.3~0 |
| 具体工作中总流量特点 | 平行线 等百分数 | 平行线 等百分数 | 调整不适合 |
| 选定总流量特点 | 平行线 等百分数 | 等百分比 等百分数 |
（3）依据负载转变
平行线阀在小开启度时总流量变动大，调整过度灵巧，易震荡。在大开启度时，缓冲作用又看起来薄弱，导致调整不立即，失灵。因而在压力降比S较小，负载改变大的场所不可以选用平行线阀。等百分数阀在贴近关掉时工作中缓解稳定，而贴近开全情况时，放大系数大，工作中灵巧合理，因而它适用负载变化幅度大的场所。快开特点阀在行程安排较钟头，总流量就比较大，伴随着行程安排的扩大，总流量迅速做到较大，它一般用以双位调整和控制系统的场所。
（4）依据调整目标的特点
一般有自均衡功能的调整目标都可以挑选等比例总流量特点的调节阀门，不具备自均衡功能的调整目标则挑选平行线总流量特点的调节阀门。
4.2规格挑选
调节阀门规格是依据技术规定的商品流通工作能力确认的，要依据出示的技术标准测算出调节阀门的商品流通工作能力，再根据其商品流通工作能力挑选调节阀门的规格。商品流通能力是指当调节阀门开全，阀两头压力差为9.81×104Pa，液体的相对密度为1g/cm3时，每钟头流过调节阀门的总流量值，该值以m3/h或kg/h为企业。调节阀门的商品流通工作能力是有效挑选闸阀及阀门规格的一个关键主要参数，根据对调节阀门商品流通工作能力的测算，比照生产厂家带来的性能参数明确闸阀规格的尺寸。针对控制系统而言，水为流过调节阀门的常用的物质之一，因此以水为例子详细介绍控制阀的商品流通工作能力C
（4）
具体项目中，闸阀规格是分类的，C值通常也不是持续值（计算公式的C值是持续的）。不一样厂家的同类别商品有不一样的C值与规格相匹配表。在预估出期待的C值后，就可以查看制造商的相对应商品数据分析表来决策需要的闸阀规格。选择闸阀规格的标准应尽量贴近或超过数值，不可低于数值。
4.3采用常见问题
（1）调节阀门立即依照接手管经选择是不规范的。闸阀的调整质量与接手流动速度或管经没有关系，闸阀的调整质量仅与水的压力及总流量相关。亦即一旦系统软件机器设备明确以后，理论上合适该体系的闸阀仅有一种理想化的规格，而并不会发生多种多样挑选。
（2）调节阀门规格不可以过小。挑选的闸阀规格过小，一方面会提高体系的摩擦阻力，乃至会发生闸阀规格100%打开时，系统软件仍没法到达设置的容积规定，造成严重危害。另一方面闸阀将必须经过操作系统给予很大的压力差以保持充足的总流量，加剧泵的负载，闸阀易受损，对阀体的使用寿命危害非常大。
（3）调节阀门规格不可以过大。挑选的闸阀规格过大，不但提升工程成本，并且也会造成闸阀常常运转在低比例范畴内，造成调整精密度减少，使操纵特性下降，并且易使系统软件受影响和震荡。
（4）为了确保控制系统质量，最好是的办法是在系统软件容许的范畴内挑选能得到比较大气体压力的闸阀规格，使闸阀在运行操作过程中气体压力的转变值尽量小。闸阀开全情况下的气体压力占全泵压百分数越高，则闸阀气体压力相对性变动值越小，闸阀的组装特点就越贴近其中在特点。
（5）自动控制系统中调节阀门应尽量工作中于稳定的气体压力标准下，由于闸阀是不是配对风机盘管取决于它的内部特点和总流量因素，而这种闸阀主要参数在于稳定的闸阀气体压力。
5结束语
设计方案调节阀门时，规定对调节阀门的构成、归类和特点有一个清晰的了解，并在这个基础上把握恰当的挑选方式 。并且，针对一个具体系统设置调节阀门时，还必须对全部管路环城路开展详细的剖析，充分考虑多种要素。仅有那样，才可以准确地选用调节阀门，确保调整体系的调节品质。
论文参考文献
[1]李小华.控制系统中调节阀门的设计方案[J].中氮肥.2002（1）.43-46.
[2]张九根，马小军，朱顺兵.建筑工程设备自动化技术设计方案[M].北京市：人民邮电出版社.2003，60-66.
咨询需求
