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调节阀为什么不能在下开度下工作

流程工业 2024-03-29

调节阀是用于调节工业自动化过程控制领域中的介质流量、压力、温度、液位等工艺参数。根据自动化系统中的控制信号，自动调节阀门的开度，从而实现介质流量、压力、温度和液位的调节。

调节阀是用于调节工业自动化过程控制领域中的介质流量、压力、温度、液位等工艺参数。调节阀可根据流程的要求，根据管道中入口介质的性质以及压力、流量、出口的压力和预设的条件，阀门自动的由驱动装置的动作来改变阀芯在阀座中的位置，从而改变阀芯与阀座间隙的面积在改变形成流量、压力的变化，达到流程的要求。

阀的结构

执行机构

根据操作信号以及驱动源消失时的动作方向和流量特性，执行机构和阀体可以有多种不同的结构，此处仅对其中具有代表性的结构进行说明。

调节阀执行机构有气动式、电动式及电液联动式，气动式装置又分为隔膜式及气缸式。根据操作信号和驱动源消失时的动作不同，执行机构有正向型、逆向型、无定向型和保持型。正向型在操作信号和驱动源消失时阀门轴会上升，而逆向型则会下降。

执行机构结构原理示意图

为什么调节阀不能在小开度下工作？

调节阀在小开度工作时存在着急剧的流阻、流速、压力等变化，会带来如下问题：

1️⃣节流间隙最小，流速最大，冲刷最厉害，严重影响阀的使用寿命;

2️⃣急剧的流速、压力变化，超过阀的刚度时，阀稳定性，甚至产生严重振荡;

3️⃣对于流闭状态下工作的阀，会产生跳跃关闭或跳跃启动现象，调节型阀在这个开度内无法进行调节;

4️⃣开度小，阀芯密封面离节流口近，有损于阀芯密封面;

5️⃣有些阀不适于小开度工作，如果蝶阀，小开度时不平衡力矩大，会产生跳开跳关现象，再如双座阀，两个阀芯一个处于流开，一个处于流闭，小开度时稳定性差，易产生振荡。

综上所述，为了提高阀的使用寿命、稳定性、正常调节等工作性，调节阀应避免在小开度工作，通常应大于 10%~15%。但对高压阀、双座阀、蝶阀、处于流闭状态的调节阀来说，应大于 20%（线性阀）~30%（对数阀）。

当阀选大了或工艺条件变化时，调节阀经常在小开度下工作，此时如何加以解决？

1️⃣降低阀上压差ΔP 。由方程式 Q=C√Δ P/ P 可知，当 ΔP 减小时，Q 也减小，为了保持通过调节阀的流量不变，就要增大阀的开度，这样可避免阀在小开度下工作。具体方法如下：

①在阀后加限流孔板消耗一部分压降;

②关闭管路上串联的手动阀，至调节阀获得较大理想的工作开度为止。

这两种办法都是增大管路上的压降，以减小阀上压降，因为系统总压降 ΔP 系统=阀上压降ΔP 阀+管路压降ΔP管路。由于 ΔP 系统不变，当 ΔP 管路增大时， ΔP 阀必然减小。

2️⃣缩小口径由 Q=C√Δ P/ P 可知，C 值减小，Q 也减小，为保持通过阀的流量不变，就必然要加大开度，这样也可避免阀在小开度工作。C 值与阀的口径 DN、阀座直径 dN 有关。减小 C值的办法是：

①换一台小档口径的阀，如将 DN32 换成 DN25;

②阀体不变，换小档 dN 的阀芯阀座，如将 dN10 换成 dN8。

文章内容来源电仪小助手、流程工业，责任编辑：胡静，审核人：李峥

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