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那些工矿适用自力式调节阀

作者:自力式调…     发布日期:2015-1-8      点击:   


[摘要] 介绍自力式流量控制阀和自力式压差控制阀的结构与工作原理,分析其适用条件和与电动阀、平衡阀的配合使用问题。
[关键词] 流量控制阀压差控制阀适用条件
引言
自力式调节阀是一个新的调节阀种类。相对于手动调节阀,它的优点是能够自动调节;相对于电动调节阀,它的优点是不需要外部动力。应用实践证明,在闭式水循环系统(如热水供暖系统、空调冷冻水系统)中,正确使用这种阀门,可以很方便地实现系统的流量分配,可以实现系统的动态平衡,可以大大简化系统的调试工作,可以稳定泵的工作状态等。因此,自力式调节阀在供热空调工程中有着广阔的应用前景。由于这种阀门在我国出现时间不长,所以对其适用条件还研究不够,本文试作一些分析,权当参与讨论这个问题之管见。
按照自力式调节阀的控制参量可以分为四类:控制网路中某个部分的流量;控制网路中某个部分的压差;控制热交换装置的出水温度;($)控制供暖或空调房间的温度。本文以前两种自力式调节阀为讨论对象。自力式调节阀的结构和工作原理
自力式流量控制阀
    自力式流量控制阀的作用是在阀的进出口压差变化的情况下,维持通过阀门的流量恒定,从而维持与之串联的被控对象(如一个环路、一个用户、一台设备等,下同)的流量恒定。自力式流量控制阀的名称较多,如自力式流量平衡阀、定流量阀、自平衡阀、动态流量平衡阀等。各种类型的自力式流量控制阀,结构各有所异,但工作原理相似。这里以型自力式流量控制阀为例,介绍其结构和工作原理。 型自力式流量控制阀从结构上说,是一个双阀组合,即由一个手动调节阀组和自动平衡阀组组成,如图! 所示。手动调节阀组的作用是设定流量,自动平衡阀组的作用是维持流量恒定。对于手动调节阀组来说,流量 式中12为手动调节阀阀口的流量系数,为手动调节阀阀口两侧的压差。12的大小取决于开度,开度固定,12即为常数,那么只要不变,则流量/ 不变,而的恒定是由自动平衡阀组控制的。如进出口压差增大,则通过感压膜和弹簧的作用使自动平衡阀组关小,使增大,从而维持的恒定;反之减小,则自动平衡阀组开大,使3!减小,维持的恒定。图. 型自力式流量控制阀结构图手动调节阀组的每一个开度对应一个流量,开度和流量的关系由试验台试验标定,并配有开度的显示和锁定装置。
 自力式压差控制阀 自力式压差控制阀的作用是维持施加在被控对象上的压差恒定。这里介绍,4$’ 型自力式压差控阀的结构和工作原理。型自力式压差控制阀按照安装位置不同,分为供水式、回水式和旁通式共三种安装方式。这种阀门由阀体、双节流阀座、阀瓣、感压膜、弹簧及压差调整装置组成。图(5为阀门结构图,图(6 为回水式安装图。当网路的供回水压差3! ) 3%增大,则感压膜带动阀瓣

不变,而图(6 所示的环路内部阻力发生变化,比如某一支路关断,则环路的总阻力增大,在这个瞬间3(减小增大;但随之感压膜的受力平衡被打破,阀瓣下移,压差控制阀的阻力增大,从而使3(又回升到原来的大小,即不变。可见,无论是网路压力出现波动,还是被控对象内部的阻力发生变化,自力式压差控制阀均可维持施加于被控对象的压差恒定。! 系统的运行调节方式与自力式调节阀的选择
    当系统的运行调节采用集中量调节(比如水泵的变速调节等)时,不能采用自力式流量控制阀和自力式压差控制阀。因为这种调节是通过改变流量实现的,调节时改变了系统的水力工况。所以若采用自力式调节阀,势必造成有的阀能正常工作,但被控对象流量过大,超过此时的热负荷所对应的流量;有的阀全开仍达不到流量要求,因两端压差达不到启动压差而不能正常工作,从而出现流量分配的混乱。这时若采用手动调节阀(比如平衡阀),则系统总流量增减时,各支路、各用户的流量可以同比例增减,即系统的集中量调节可以满足系统负荷变化时对流量分配的要求。
(!)当系统的运行调节为质调节时,可以采用自力式流量控制阀和自力式压差控制阀。因为这种调节方式只改变供水温度,而与系统的水力工况无关,即在不改变系统的水力工况的情况下,如采用自力式流量控制阀,可以吸收网路的压力波动,维持被控负载的流量恒定;如采用自力式压差控制阀,则可以吸收网路的压力波动,并克服内扰(被控环路内部的阻力变化),以维持施加于被控环路上的压差恒定。当系统采用分阶段改变流量的质调节时,虽然每个阶段流量不变。但若采用自力式调节阀,则每个流量阶段要对控制流量或控制压差进行重新设定,这将给运行管理带来很大不便,所以不宜采用。

 

    被控对象的内部调节与自力式调节阀有内部调节如图’ 所示,在一个环路入口处装设自力式流量控制阀,则环路流量恒定。环路中如某支路进行流量调节,其调节量必然全部转到其他支路上去。比如支路! 关闭,则支路和支路’ 的流量增大,两支路的流量增量即原支路! 的流量。显然,装设自力式流量控制阀使各支路间出现较大的调节干扰,环路的水力稳定性很差。若如图!) 所示,在环路入口处装设自力式压差控制阀,图’ 装设自力式流量控制阀的环路图由于可以保持环路的压差恒定,将大大减弱各支路间的调节干扰。如果环路中干管的阻力相对于支路的阻力可以忽略不计,则可把干管视为静压箱,各支路的调节互不干扰,即一个支路的流量调节对另外支路的流量不产生影响。实际上,由于干管阻力的存在,使得各支路间的调节干扰不可避免,但在设计合理的情况下,这种干扰是微弱的。系统设计时对于被控环路的干管采用相对较大的管径,且在干管上不再装设其它阀门,尽可能减小干管的阻力,可以使各支路间的调节干扰降到最低程度,使环路具有较好的水力稳定性。

 

   对于分户热计量的供暖系统,强调用热调节的自主性,而又必须从设计上考虑尽可能减轻各用户间的调节干扰,所以宜采用自力式压差控制阀。无内部调节
   在被控制对象无内部调节时,因为内部阻力不变,所以压差恒定必然流量恒定,因而装设自力式压差控制阀和装设自力式流量控制阀,具有同样的效果,都可以起到吸收网路的压力波动,保持被控对象流量恒定的作用。这种情况下,二者可以互换。
    对于采用集中质调节的供暖系统,一个支路上连接多个用户,无疑在支路入口处可以装设自力式压差控制阀。但如果用户的调节是不经常的、无规律的以及相对于支路的总流量来说调节所产生的影响是轻微的,则也可以把支路的流量视为恒定,采用自力式流量控制阀。对于二者均可采用的场合,推荐采用自力式流量控制阀,因为流量控制阀可以直接设定和显示流量,且无需连接导压管。
  自力式压差控制阀与电动二通调节阀的配合使用电动二通调节阀的选型遵循两个原则:(!)系统为设计工况时,阀门全开的流量要稍大于设计流量,文献[!]认为,相当设计流量的开度应定在"阀权度足够大,文献[!]认为不能小于文献[]认为不能小于 (。对于第条往往难以满足,因为同一种电动阀相邻两种口径的流通能力(即全开时的流量系数)大约相差)#$,所以往往找不到流通能力恰好符合要求的口径,而只好选偏大的口径。那么对于口径偏大的电动阀,一是可能造成较多的时间阀在较小开度甚至接近于关闭的状态下工作,使阀的控制不稳定和不精确;二是全开状态不可避免(比如系统启动时,以及大的扰动出现时),而全开将使被控环路出现过流,同时使其他环路流量不足。对于这种情况,一个简单的解决办法是在电动阀前串联一个平衡阀,消耗一部分压力,从而使电动阀在接近全开时流量为设计流量,但这样处理又可能使阀权度过小,即不符合第条要求。如图*+ 所示,负载(可以是一个环路,一个用户或一台设备等)入口压差为,设计流量为,设计工况下负载的压力损失为。则所选电动阀在设计工况下的压降应是,流通能力应为‘

 

根据文献中给出的67. 型电动阀的参数表,的流通能力为!的流通能力为%#,所以只能选67.,流量特性按线性考虑,则设计流量对应的开度只有如图: 所示,串联一个平衡阀,使二通电动阀在全开时达到设计流量(为了分析和计算的方便,这里姑且以全开时达到设计流量考虑),则由可算得,此时电动阀的压降为平衡阀的压降为,电动阀的阀权度为.显然阀权度太小。 阀权度过小将导致阀工作时的压差变动范围较大,阀的工作特性严重偏离理论特性,使控制的精确度变差。此时可如图 所示,与电动阀串联装设一个自力式压差控制阀(此图是 型压差控制阀供水式安装的连接方法)。压差控制阀既可以代替平衡阀的作用,使电动阀在接近全开时达到设计流量,又可以保证电动阀上的压差恒定,即阀权度接近于!,阀的工作特性与理论特性基本吻合,使电动阀工作稳定,控制精确。本例中仍按电动阀全开达到设计流量考虑,电动阀的设定压差应为。压差控制阀可以保证电动阀始终在这个压差下工作,剩余压差、网络的压力波动及负载的压降变化,均由压差控制阀吸收。

" 平衡阀与自力式调节阀的配合使用一般而言,装设了自力式调节阀的地方,不需再装设手动平衡阀,但在如下两种情况可以考虑二者串联装设,配合使用上海申弘阀门有限公司主营阀门有:减压阀(气体减压阀,可调式减压阀,波纹管减压阀,活塞式减压阀,蒸汽减压阀,先导式减压阀,空气减压阀,氮气减压阀,水用减压阀,自力式减压阀,比例减压阀)、安全阀、保温阀、低温阀、球阀、截止阀、闸阀、止回阀、蝶阀、过滤器、放料阀、隔膜阀、旋塞阀、柱塞阀、平衡阀、调节阀、疏水阀、管夹阀、排污阀、排气阀、排泥阀、气动阀门、电动阀门、高压阀门、中压阀门、低压阀门、水力控制阀、真空阀门、衬胶阀门、衬氟阀门。应用在矿山井下供水系统中。
   每一种自力式调节阀都有其可以正常工作的压差范围,超出这个范围,就不能很好发挥应有的功能,甚至不能工作,所以当作用于自力式调节阀的压差过大时,可串联一个平衡阀,吸收一部分压差,以保障自力式调节阀的正常工作。
手动平衡阀一个很重要的功能就是可以进行流量的测定(实际上是测压差,结合阀的特性算流量),所以手动平衡阀可以说是一个“诊断”工具。因而对流量的精确程度要求较高的系统,为了监测被控对象的流量,监测自力式调节阀的工作是否正常,从而做出相应的调整,可以与自力式调节阀串联一个平衡阀。并且,平衡阀的关断和泄水功能也是自力式调节阀所不具有的。


结论
对于质调节系统可根据恒定流量和恒定压差的需要,选用自力式流量控制阀或自力式压差控制阀。对于量调节系统,因运行调节时改变了系统的水力工况,所以不能采用自力式流量控制阀和自力式压差控制阀。若采用手动平衡阀,系统总流量变化时,各支路、各用户、各末端装置的流量同比例变化,系统的集中量调节可以满足系统负荷变化时对流量分配的要求。

(B)当被控对象有内部调节时,装设自力式流量控制阀,
将使被控对象内部的各支路间出现较大的调节干扰。而装设自力式压差控制阀,既可吸收网路的压力波动、又可以使被控对象内部各支路间的调节干扰大大减弱。因而被控对象有内部调节时,可装设自力式压差控制阀,不可装设自力式流量控制阀。对于分户热计量的质调节供暖系统,在一个向多户供暖的支路入口处,宜装设自力式压差控制阀。
(A)被控对象无内部调节时,装设自力式流量控制阀和自力式压差控制阀,具有相同的效果,二者可以互换。当二者均可采用时,推荐采用自力式流量控制阀。
(C)自力式压差控制阀可与电动阀配合使用,以维持电动阀上的压差恒定,从而使电动阀工作稳定,控制精确。
(D)有时平衡阀与自力式调节阀可串联装设,配合使用。

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