自力式调节阀用途及工作原理
时间：2012-04-10 阅读：4787
1.1自力式调节阀的用途和适用范围
自力式调节阀是一种无需外来能源而只依靠被介质自身的压力变化进行自动调节压力的节能型产品，具有测量、执行、控制的综合功能。可用于非腐蚀性（zui高温度350℃）的液体、气体和蒸汽等介质的压力控制装置。自力式调节阀广泛适用于石油、化工、冶金、轻工等工业部门及城市供热、供暖系统。
1.2 自力式调节阀产品的结构及工作原理
a 产品结构
SENMI产自力式调节阀为直接作用自力式压力调节阀，由阀体、阀芯部件、阀盖、顶盘、上、下膜盖、膜片、弹簧、调节螺母等零部件所组成。
b 自力式调节阀工作原理
（1）自力式调节阀作阀后压力调节时的工作原理：
工艺介质的阀前压力P1经过阀芯、阀座的节流后，变为阀后压力P2，P2经过导压管输入到执行器的下膜室内作用在顶盘上，产生的作用力与弹簧的反作用相平横，决定了阀芯、阀座相对位置，控制阀后压力。当阀后压力P2作用在顶盘上的作用力也随之增加。此时，顶盘的作用力大于弹簧的反作用力，使阀芯关向阀座的位置，直到顶盘的作用力与弹簧反作用力相平衡为止。这时阀芯与阀座之间的流通面积减少，流阻变大，从而使P2降为设定值。同理，当阀后压力P2降低时，作用方向与上述相反，这就是阀后压力调节时的工作原理。
当需要改变阀后压力P2的设定值时，可调整调节螺母。
（2）自力式调节阀作用前压力调节时的工作原理：
工艺介质阀前压力P1通过阀芯、阀座节流后变为阀后压力P2，同时P1通过导压管输入到执行器的上膜室内作用在顶盘上，产生的作用力与弹簧的反作用力相平横，决定了阀芯、阀座的相对位置，控制阀前压力。当阀前压力P1增加时，P1作用在顶盘的作用力也随之增加。此时，顶盘上的作用力大于弹簧的反作用力，使阀芯向离开阀座方向移动，直到顶盘的作用力于弹簧反作用力相平衡为止。这时，阀芯与阀座之间流通面积变大，流阻变小，从而使P1降为设定值。同理，当阀前压力P1降低时，作用力方向与上述相反，这就是阀前压力调节时的工作原理。
当需要改变阀前压力P1的设定值时，可调整调节螺母。
（3）自力式调节阀作差压控制时的工作原理：
工艺介质通过阀节流后，进入被控设备，而被控设备的差压，分别引入阀的上、下膜室，在上、下膜室内产生推力，并与弹簧反力相平衡，从而确定了阀芯与阀座的相对位置，而阀芯与阀座的相对位置确定了差压值△P的大小。当被控差变化时，力的平衡被破坏，从而带动阀芯运动，从阀芯的运动改变了阀的阻力系数，即控制了被控差压值为设定值。这就是差压控制的工作原理。
当需要改变差压设定值时，可调整调节螺母。
1.3产品的型号、规格
| 类别 | 压力控制调节阀 | 差压控制调节阀 | ||||||
| 阀后压力调节阀 | 阀前压力调节阀 | 差压升阀关闭 | 差压上升阀开启 | |||||
| 硬密封 | 软密封 | 硬密封 | 软密封 | 硬密封 | 软密封 | 硬密封 | 软密封 | |
| 型号 | V230 D01 | V230 D01 | V230 D02 | V230 D02 | V230 D03 | V230 D03 | V230 D04 | V230 D04 |
| 规格 | DN15-250 | |||||||
1.4 自力式调节阀主要技术参数和性能指标
（1）控制阀主要技术参数
| 公称通径（mm） | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 | |
| 额定流量系数Kvs | 3.2 | 5 | 8 | 12.5 | 20 | 32 | 50 | 80 | 125 | 160 | 320 | 450 | 630 | |
| 公称压力（MPa） | 1.6；4.0 | |||||||||||||
| Z值 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.55 | 0.55 | 0.5 | 0.5 | 0.45 | 0.4 | 0.35 | 0.3 | 0.2 | 0.2 | |
| zui高工作温度 | V230 | 液体≤140；气体≤80 | ||||||||||||
| 硬密封V230 | 配隔离罐≤400 | 配隔离罐和加长件≤420 | ||||||||||||
| 配隔离罐和散热片≤420 | ||||||||||||||
| 压力平衡元件 | 波纹管 | 滚动膜片 | ||||||||||||
| 法兰标准 | DIA（亦可按用户要求提供法兰标准） | |||||||||||||
| 阀体材质 | 铸钢（工作温度≤425℃）铬钼钢≤550℃ | |||||||||||||
| 阀芯材质 | 不锈钢；软密封为不锈钢镶嵌橡胶圈 | |||||||||||||
| zui高工作压力 | 公称压力 （注意△Pmax及工作压力与工作温度的关系） | |||||||||||||
（2）自力式调节阀执行器主要技术参数
| 型号 | V230 D01（D03） | V230 D02（D04） | ||||||
| 有效面积cm2 | 32※ | 80※ | 250 | 630 | 32※ | 80※ | 250 | 630 |
| 压力设定范围MPa | 0.3-1.2 | 0.1-0.6 | 0.015-0.15 | 0.005-0.035 | 0.3-1.2 | 0.1-0.6 | 0.015-0.15 | 0.005-0.035 |
| 0.8-1.6 | 0.05-0.3 | 0.01-0.07 | 1.0-1.6 | 0.05-0.25 | 0.01-0.06 | |||
| 保证压力阀正常工作zui小压差△P MPa | ≥0.05 | ≥0.04 | ≥0.01 | ≥0.005 | ≥0.05 | ≥0.04 | ≥0.01 | ≥0.05 |
| 允许上、下膜室zui大压差MPa | 2.0 | 1.25 | 0.4 | 0.15 | 2.0 | 1.25 | 0.4 | 0.15 |
| 行程mm | 18 | 18 | 23 | 23 | 18 | 18 | 23 | 23 |
| 材质 | 膜片：EPDM或FKM夹纤维；膜盖；钢板镀锌 | |||||||
| 控制管线、接头 | 铜管或钢管10×1；卡套式接头R1/4” | |||||||
注：1、※该压力设定范围不适合于DN150-250
2、EPDM适合于水、蒸汽和气体介质，FKM适合于油、水、蒸汽及气体介质，定货时应注明介质种类。
（3）性能指标
| 控制精度 | | ±8% | ||
| 允许泄漏量 （在规定试验条件下） 1/h | 硬密封 | 4×10-4×阀额定容量 | ||
| 软密封 | DN15-50 | DN65-100 | DN125-250 | |
| 10气泡/min | 20气泡/min | 40气泡/min | ||
1.5 自力式调节阀 外形尺寸
（1） V230控制阀尺寸及重量
| 公称通径（mm） | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 |
| L （mm） | 130 | 181 | 184 | 200 | 222 | 254 | 276 | 298 | 352 | 410 | 451 | 600 | 670 |
| B （mm） | 212 | 212 | 238 | 238 | 240 | 240 | 275 | 275 | 380 | 380 | 430 | 430 | 450 |
| 大约重量 Kg | 6.2 | 6.7 | 9.7 | 13 | 14 | 17 | 29 | 33 | 60 | 70 | 90 | 160 | 260 |
（2） D02（D04） 执行器尺寸及重量
| 公称通径（mm） | 20－50 | 65－100 | 125－200 | 250－400 |
| D （mm） | 235 | 235 | 235 | 235 |
| H （mm） | 450 | 470 | 490 | 510 |
| 大约重量 Kg | 7.5 | 7.5 | 13 | 28 |
（3） D01（D03） 执行器尺寸及重量
| 公称通径（mm） | 20－50 | 65－100 | 125－200 | 250-400 |
| D （mm） | 195 | 195 | 195 | 195 |
| H （mm） | 450 | 470 | 490 | 510 |
| 大约重量 Kg | 7.5 | 7.5 | 13 | 28 |
注：直接作用式自力式调节阀的总高及总重量为控制阀与执行器高度及重量之和。
附件型号、种类及外形尺寸
隔离罐 DN150 DN200 DN250
（用于气体、蒸汽温度＞80℃； 加长件（用于气体、蒸汽温度＞80℃；液体温度＞140℃；）
液体温度＞140℃；）
1.6 工作温度与作用介质压力的关系
（1） 工作温度与作用介质压力的关系
| 材料 | 公称压力MPa | 介质工作温度℃ | |||||||||||||
| | | | | | | | | | | | | | | ||
| 0.6 | 0.6 | 0.49 | 0.44 | | | | | | | | | | | | |
| HT200 | 1.6 | 1.6 | 1.27 | 1.09 | | | | | | | | | | | |
| 4.0 | | 4.0 | 3.7 | 3.3 | 3.0 | 2.8 | 2.3 | 1.8 | | | | | | | |
| ZG230-450 | 6.4 | | 6.4 | 5.9 | 5.2 | 4.7 | 4.1 | 3.7 | 2.9 | | | | | | |
| 0.6 | | 0.6 | | 0.56 | | 0.5 | | | 0.45 | 0.4 | 0.36 | 0.32 | 0.28 | 0.25 | |
| ZG1Cr19Ni9Ti ZG0Cr18Ni12Mo2Ti | 1.6 | | 1.6 | | 1.4 | | 1.25 | | | 1.1 | 1.0 | 0.9 | 0.8 | 0.7 | 0.64 |
| 4.0 | | 4.0 | | 3.6 | | 3.2 | | | 2.8 | 2.5 | 2.2 | 2.0 | 1.8 | 1.6 | |
| 6.4 | | 6.4 | | 5.6 | | 5.0 | | | 4.5 | 4.0 | 3.6 | 3.2 | 2.8 | 2.5 | |
（2） 主要零件材料的使用温度范围
| 材料 | 温度范围℃ | 备注 |
| HT200 | -20～200 | |
| QT400-18、QT400-15 | -20～350 | |
| ZG230-450 | -40～450 | |
| ZG1Cr19Ni9Ti ZG0Cr18Ni12Mo2Ti | -250～550 | |
| 2Cr13 | -20～450 | |
| 1Cr18Ni9 | -196～550 | |
| 0Cr18Ni12Mo2Ti | -196～600 | |
| 聚四氟乙烯 | -40～200 | |
| 碳纤维 | -120～350 | |
| 柔性石墨 | -200～600 | |
| 5860胶夹480D551棉纶帆布 | -40～80 | |
1.7 自力式调节阀安装示例
下面列举若干个安装示例供用户参考
示例1 安装在分站上 示例2 安装在蒸汽发生器上
示例3 安装在差压和流量控制场合 示例4 安装在差压控制场合
示例5 直接连接的供热系统（供水安装） 示例6 间接连接的供热系统（回水安装）
2、安装
2.1 自力式调节阀安装前注意事项
a 现场安全：安装自力式调节阀的管道事先不应有压力，压力阀前后的切断阀应关闭。在进行焊接前，应采取适当的防火措施。
b 控制性能：配管系统的压力损失应与计算压力阀尺寸的所考虑的损失一致。进出口应尽量保证一定的直管段（一般为5D～10D），以保证所需的控制性能。
C 安装位置：应有足够的空间，便于操作人员安装，调整压力阀，以及保证压力阀和附件的就地拆装和维护的可能性。
d 过虑器：为保证压力阀的正常使用，安装时，应在压力阀前安装过滤器，并定期清洗。在有蒸汽的厂房内，应有足够的排水和通风系统。
e 压力阀组：一般在工艺过程配管中均安装切断阀和旁路阀配成阀组，以适应设备连续操作的需要。当维修和出现意外情况时，用切断阀隔离，用旁路阀调节。推存下面图5布置方式。
f 自力式调节阀用于煤气、天燃气压力调节，在室内安装使用时，如果无漏气报警装置，应在执行器加接引流管通到室外并不得堵塞，以保证安全。（阀后压力调节，接在上膜盖接头上，阀前压力调节，接在下膜接头上）
g 用于减压或泄压的压力阀，使用时不得将膜盖上的无接管的接头堵塞，否则自力式调节阀无法工作。