【文章】調節閥的切斷功能怎么實現 智能氣動調節閥與普通調節閥的對比

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在使用時，調節閥往往會出現調節閥切斷不好，泄漏大等故障。除因堵卡、允許壓差過小而被頂開等原因造成的泄漏增加外，絕大部分都是由于調節閥的結構缺陷和選型不當造成的。而現代工業對調節閥的要求越來越高，在要求較高的應用場合都會對調節閥提出切斷要求，因此切斷功能是調節閥的一個重要的使用功能和內在質量指標（對切斷等級的劃分及標準見相關資料）。因此要格外注意。

一、結構型式的選擇

雙密封類調節閥（如雙座閥、雙密封套筒閥等）主要的缺點之一就是泄漏大。但上世紀80年代以前，盛行套筒閥，然而套筒閥有許多不足：零件多、可靠性差、備件難、維護難、切斷效果不理想等等。實際上，這是設計思路陷入了誤區，與其在閥體的“心臟”內作如此復雜的改動，倒不如通過外部調整來實現。因此， 應選擇單密封類調節閥。這樣，密封問題、可靠性問題、維修和備件問題均被一一解決了。 此時，解決矛盾的重點轉化為介質對閥的不平衡力增大的問題，解決它僅需配強力活塞執行 機構、加粗閥桿即可。這種通過外部來解決的辦法顯然比通過內部的復雜改進要容易得多， 與其說這是辦法問題，還不如說這是思路問題。 到九十年代時，人們開始尋找結構更簡單、密封更可靠的切斷閥。這時，發現角行程 閥比直行程閥（單座閥、套筒閥、閘閥）更具有優越性，于是產生了三偏心切斷蝶閥、全功能切斷閥、硬密封切斷球閥。

二、密封面的選擇

（1）面對面密封：

常見的柱塞閥芯，其密封面為60℃的小錐面，閥座也是60℃的小錐面，此小錐面的寬度通 常在0.5mm～2mm之間，要密封好就必須保證兩個錐面良好接觸。但事實上，它始終受到加工 誤差的影響(如同心度、不圓度、傾斜度等)，其密封效果不十分理想。這類閥的泄漏率通常為 10－4，經過精密的研磨可達10－6，只能達到較好的密封等級。

（2）球面密封：

利用閥芯的球面轉動與固定的閥座小錐面相切，它們之間為線接觸，這就比上述面對面密 封的效果好。華林公司推出的全功能超輕型閥、球面密封蝶閥等就是采用這一思路來制作的，其泄漏率可達10－6～10－8，高性能的三偏心蝶閥可高達10－8，以至零泄漏。

三、密封材料的選擇

（1）軟密封

除耐腐蝕的襯里閥門外，一般的軟密封閥指閥芯或閥座兩者之一采用非金屬材料（主要為聚四氟乙烯，還有橡膠等）的密封形式的閥。

（2）硬密封

硬密封再堆焊耐磨合金等是切斷閥的佳選擇。

（1）軟密封，切斷效果好，但不適宜用于含顆粒介質，一旦劃傷，泄漏會急劇增加。因此，條件允許時盡量選用硬密封。全功能超輕型閥硬密封可達10－7～10－8，三偏心蝶閥可達零 泄漏。

（2）對密封耐磨性的考慮：除選硬密封外，對泄漏要求10－6以上的切斷型調節閥，應該(或者說必須)堆焊耐磨合金以提高密封的耐磨性、耐沖蝕、耐劃傷的能力，提高閥的壽命。

（3）對高溫介質的切斷調節閥在室溫下組裝的，在高溫下工作，溫度變化幾百度。熱膨 脹會改變裝配時建立的密封比壓。過緊，密封面會卡住，運動時會嚴重擦傷，拉傷；過松， 密封壓不夠，兩種情況泄漏都會急劇增加。解決的好辦法是用彈性閥座來吸收這一變化造 成的差異。通常有三種彈性方案：①彈簧式；②薄片式柔性金屬環；③剛柔相濟的彈性閥座。 后者好，即有柔性克服熱膨脹，又有剛度并堆耐磨合金來提高耐磨面的可靠性。

（4）對含顆粒的沖蝕介質，要考慮閥芯避讓開高速介質的直接沖蝕。直行程閥、蝶閥都 不具備這一功能，而全功能超輕型閥偏心旋轉具有這一特點。遇此，應選后二種閥。

（5）對于硬密封，必須有足夠的硬度差，同一硬度材料“互不相讓”，容易擦傷。

（6）對所配執行機構應增大推力和剛度，使之動作自如。

五、切斷閥主要閥型

按上述分析，切斷閥的主要閥型如下，選擇切斷閥應綜合考慮泄漏率、介質種類、介質 溫度、流量系數等各種參數和性價比。在如下優選秩序中，先考慮硬密封調節，調節閥的切斷功能怎么實現再考慮軟密封。

（1）全功能超輕型調節閥

（2）三偏心金屬硬密封蝶閥

（3）雙偏心球面密封蝶閥

（4）球閥

（5）偏心旋轉閥

（6）單座閥

（7）單座套筒閥

（8）軟密封閥

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　 這類調節閥的結構與普通調節閥相同，因附帶智能閥門定位器而使調節閥具有智能化功能智能閥門定位器與普通閥門定位器的主要區別如下

　　 1.調節閥流量特性的實現方式不同。智能定位器的反饋部分采用線性反饋，所需調節閥流量特性是在設定回路實現的。普通定位器的反饋部分是不同形狀的凸輪，通過改變凸輪形狀來實現所需調節閥流量特性。詳見5.3節。

　　 2.輸入輸出方式不同。通常，智能閥門定位器是智能電氣閥門定位器。與一般電氣閥門定位器比較，智能電氣閥門定位器的輸入信號是標準的4～20mA或1～5V電信號，它需要經模數轉換后作為微處理器的輸入信號。而一般電氣閥門定位器輸入信號雖然是4—20mA或l～5V電信號，但它不需要經模數轉換，可直接送電磁線圈產生電磁力，實現力平衡。智能閥門定位器的輸出信號是數字信號，它通常送壓電閥組，通過壓電閥組的開關來調節送調節閥膜頭的氣壓，一般電氣閥門定位器的輸出信號是經氣動放大器放大后的氣信號。

　　 3.采用的控制方式不同。智能閥門定位器與一般的計算機控制裝置類似，采用離散控制方式，因此，在采樣間隔內，調節閥開度不變化。運行過程中，調節閥開度呈現階梯形變化。一般閥門定位器采用連續控制方式，因此，整個控制過程中，調節閥開度的變化是連續的(除了因死區造成的躍變外)。

　　 4.反饋信號檢測處理不同。智能閥門定位器中調節閥反饋信號需經模數轉換后送微處理器處理，而一般閥門定位器反饋信號直接作為反饋力(力矩)，不需要經模數轉換為電信號。一些智能閥門定位器輸入信號采用標準模擬信號，在同一導線還傳輸HART數字信號，組成混合信號的智能閥門定位器，它不屬于現場總線智能閥門定位器，但仍屬于智能閥門定位器。

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