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各种控制阀的结构和特点
控制阀也称调节阀,一般由执行机构和阀门两部分组成,其控
制原理就是执行机构驱动阀杆阀芯动作, 改变阀芯和阀座间的流通面
积,以达到控制流体流量的目的。其流量公式如下:
A 2
Q P P
1 2
式中: Q―流体体积流量
A ―流通面积
―阻力系数
―流体密度
P , P ―阀前,阀后压力
1 2
控制阀的种类繁多, 按其执行机构的动力源分类, 可分为气动和电动,
气动又分为薄膜式和活塞式;电动又分为直行程和角行程两种。
按阀体结构形式来分,可分为单座阀、双座阀、蝶阀、角阀、偏
心旋转阀(也称凸轮挠曲阀) 、球阀、套筒阀、隔膜阀、快速切断阀
等。
一、 单座阀 ( 直行程 )
阀体内只有一个阀芯和一个阀座,其阀芯一般为柱塞形,改变阀
芯形状,可改变阀的流量特性。执行机构驱动阀芯上下移动,改变流
通面积以控制流量。流体对阀芯的推力较大,尤其在高压差、大口径
时,不平衡力更大,所以单座阀不适用于高压差的场合,否则必须选
1
用大推力的执行机构,体积大、造价高。
图 1 带气动薄膜执行器的单座阀
特点:单座阀结构简单,维护方便,切断性能好,泄漏量小,调
节性能也很好,故被广泛采用,可用于小流量和微小流量的控制,但
不平衡力大,不适用于大压差和大口径的场合。
P1 (左边)P2 (右边) 流开型,较稳定,常用
如果从 P2进 P1 出,为流闭型。
流路简单,流量特性准确。
二、 双座阀(直行程)
2
图 2 气动薄膜直通双座阀
阀内有两个阀芯和两个阀座,阀杆做上下移动时,带动阀芯上下
移动,改变阀芯和阀座间的流通面积,从而改变流量。
双座阀一般采用双导向结构, 正装可方便的改为反装, 从而改变气开
气闭的作用方式。
特点: 由于流体作用在上下两个阀芯上的推力,方向相反,大小
也很接近,因此双座阀的不平衡力很小,所以允许的压差较大,流通
能力也比同口径的单座阀大。 两个阀芯阀座很难做到同时关闭, 因此
泄漏量较大,尤其在高温和低温场合,更会引起严重泄漏。由于阀体
流路较复杂, 不适用于高粘度和易结晶的流体。 调节精度也比单座阀
差。
流量特性有线性和等百分比特性,改变阀芯形状可改变流量特
性。
3
流路复杂,流通能量大,同样流量可能比单座阀小一级。
不平衡力很小, 泄漏量大 (泄漏量是指阀全关时通过阀芯阀座泄
漏的量,)。
三、 蝶阀(角行程)
图 3 蝶阀
蝶阀由阀体、阀板和执行机构组成,流路比单双座阀简单,阻力
较小,且有自清洗作用,适用于悬浮颗粒物和混浊浆状流体,特别适
用于大口径。大流量、低压差的场合。
蝶阀的流量特性较差,其转角在 0~70°之间为近似等百分比特性,
4
在 70°之后则转矩加大, 工作不稳定, 所以蝶阀常在 0~60°转角范
围内使用。
特点:结构简单,紧凑,体积小,重量轻,阻力小,流通系数大,
维修量小, 造价低, 在口径大于等于 150 的大口径调节阀选
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