创作者：杨世忠邢丽娟
1简述
在控制系统中，调节阀门则是常见的电动执行机构。控制过程是不是稳定在于调节阀门能不能精确姿势，使过程管理反映为原材料动能和数据流量的精准转变。因此，要依据不一样的必须选用不一样的调节阀门。选用合理的调节阀门是管路设计的主要问题，都是确保调整系统优化和稳定运转的核心。
2调节阀门的构成
调节阀门由执行器和调节机构构成，接收控制器或计算机的控制信号，用于更改被测物质的总流量，使被调基本参数保持在所规定的范围之内，进而做到过程管理的自动化技术。
2.1执行器
执行器依照驱动形式分成气动式、电动式和液控阀3种。气动执行器具备构造简易，姿势靠谱，性能稳定，价格便宜，维护保养便捷，防火防爆等优势，在很多自动控制系统中赢得了普遍地使用。电动执行器尽管不益于防火防爆，但其led驱动器便捷可用，且数据信号传输速率快，有利于远距离传输，体型小，姿势靠谱，检修便捷，价格低。液控阀电动执行机构的推动力较大，调整高精度，速度快，运作稳定，但因为机器设备体积大，加工工艺繁杂，因此现阶段应用很少。
执行器无论是什么种类，其导出力是用以摆脱负载的有法律效力（目的是为了指不平衡感和不均衡扭矩、滑动摩擦力、密封性力及作用力等相关力的作用）。因而，以便使调节阀门正常工作，选用的执行器能够造成充足的伤害力来摆脱各种各样摩擦阻力，确保相对高度密封性和气动阀门的打开。对执行器导出力明确后。应按照加工工艺使用场景规定，挑选对应的执行器。比如，针对当场有防爆要求时，应取用气动执行器，且接线箱为隔爆型。要是没有防爆要求，则气动式或电动执行器都可以采用，但从环保节能层面考虑到，应尽可能采用电动执行器。针对规定调整高精度，速度快和运作稳定的工作状况，应取用液控阀执行器。
综合性各种电动执行机构的特性，控制系统广泛选用电动执行器。如构造简易、体型小的ZAZ直行程安排类及ZAJ角行程类，3610L（R）型电子式及SKD型多转电动执行器等。各种执行器虽然结构类型不完全一致，但基本结构都包含放大仪、可逆电机、降速设备、推动力组织、机械设备定位部件、连轴器和部位意见反馈等构件（图1）。
电动执行器一般必须与伺服放大器配套设施，接纳控制器的数据信号，该数据信号通过伺服放大器变大后变换为三位继电子信号，操纵可逆性电机正转或翻转，推动调节机构，使阀打开或关掉。
2.2调节机构
调节阀是控制阀的调节机构，它依据控制信号的需要而更改阀门开度的高低来调节流量，是一个局部阻力能够转变的节流阀元器件。调节阀关键由左右单流阀、油路板、活塞阀、高压闸阀、填充料及销钉等构件构成。在控制系统中，闸阀关键的调整物质为水和蒸气等。在工作压力比较低，使用情况单一的情况下，常见的控制阀有直达调节阀门、三通调节阀和阀门等。
直通阀有直达单座阀和双坐阀之分。单座阀结构简易，质优价廉，关掉时泄漏量小，但因为高压闸阀前后左右存在的压力差对活塞阀造成的不平衡感比较大，因此适用低电压差的场所，比如供水管道或回水管中。双坐阀有2个活塞阀高压闸阀，在其关掉情况时，2个活塞阀的承受力可一部分相抵，活塞阀受到的不平衡感小，可是因为热涨冷缩效用，其与此同时关掉性较弱，工程造价也比较高，只适用阀先后压力差比较高但密闭式要求不高的场所，比如供电或智能回水中间的压差旁通阀。
三通阀有三个进出口与管路相接，总进水流量较稳定，适用定水流量系统软件中，并规定有固定不动的组装方位，不适合反装，不适合温度差比较大场所。三通调节阀有分离式道路阀与分流阀之分。分离式道路阀是由来源于2个通道的液体混和至一个出入口。分流阀则是由一个进口的液体各自由两个口送出去。
碟阀构造较简洁，由油路板、蝶板轴及水泵密封等部份构成，其行程安排为0°~90°。碟阀有二位式操纵和控制算法2种形式。碟阀的特点是摩擦阻力损害小，体型小，品质轻，组装便捷，而且打开闸阀和关掉闸阀的准许压力差比较大，但其调整特性和关阀密闭式特性较弱，一般用以压力差比较大但调整特性要求不高的场地。除作为两通阀外，还能够用2个碟阀组成，进行三通阀的作用。在控制系统中，开/关型电动球阀常用于冷水和热水系统软件中，做为水道的连接和关闭操纵。
3特性
3.1原理
依据流体动力学得知，调节阀门是一个局部阻力能够转变的节流阀元器件。对不可压缩流体，调节阀门的数据流量可表达为
（1）
式中：Q--调节阀门某一开多度总流量，mm3/s
P1--调节阀门进口的工作压力，MPa
P2--调节阀门出入口工作压力，MPa
A--节流阀截面，mm2
ξ--调节阀门阻力系数
ρ--流体密度，kg/mm3
由式（1）得知，当A一定，ΔP=P1-P2也稳定时，根据阀的总流量Q随阻力系数ξ转变，即阻力系数ξ愈大，总流量越小。而阻力系数ξ则与阀的构造和开度相关。因此控制器输出信号控制阀门的开或关，可更改阀的阻力系数，因此更改被调物质的总流量。
♂
3.2流量特性
调节阀门的流量特性就是指被调物质穿过调节阀门的相应总流量与调节阀门的相对性开启度相互关系。其数学表达式为
（2）
式中：Qmax--调节阀门全开落总流量，mm3/s
L----调节阀门某一开多度行程安排，mm
Lmax--调节阀门全开落行程安排，mm
调节阀门的流量特性包含理想化流量特性和工作中流量特性。理想化流量特性就是指在调节阀门进出口贸易压力差固定不动不会改变状况下的流量特性，有平行线、等百分数、双曲线及快开4种特点（表1）。
表1调节阀门4种理想化流量特性
| 流量特性 | 特性 | 特性 |
| 平行线 |
调节阀门的相应总流量与相应开启度呈垂直关联，即单 位相对性行程安排转变导致的相应总流量转变是一个常量 |
①小月儿度时，总流量变化大，而大开度时总流量转变小 ②小负载时，调整特性过度灵巧而造成震荡， 大负载时调整缓慢而不及时 ③适应力较弱 |
| 等百分数 |
企业相对性行程安排的变动造成的相应总流量 转变与其点的相对性总流量正相关 |
①企业行程安排转变造成总流量转变的百分比是相同的 ②在全行程安排范围之内工作中都较稳定，特别是在在大开度时， 放大倍数也大。工作中更加灵巧合理 ③ 应用广泛，适应能力强 |
| 双曲线 |
特点处于平行线特点和等比例特点之 间，应用上仍以等比例特点代之 |
①特点处于平行线特点与等比例特点中间 ②调整特性较理想但活塞阀生产加工较艰难 |
| 快开 |
在阀行程安排较钟头，总流量就会有较为 大的提升，迅速达较大 |
①在小月儿度时总流量已非常大，由于行程安排的扩大，总流量迅速做到较大 ②一般适用于双位调整和系统控制 |
在真实系统软件中，闸阀两边的气体压力并非不变的，使之产生变化的缘故关键有2个层面。一方面，因为泵的特点，当系统软件总流量减少时由泵造成的系统压力提升。另一方面，当总流量减少时，风机盘管里的摩擦阻力也减少，致使比较大的泵压边加个闸阀。因而调节阀门进出口贸易的压力差一般是转变的，在这样的情况下，调节阀门相对性总流量与相应开启度相互关系。称之为工作中流量特性[1]。实际可分成串连管路时的工作中流量特性和并接管路时的工作中流量特性。
（1）串连管路时的工作中流量特性
调节阀门与管路串连时，因调节阀门开启度的转变会造成用户流量的转变，由流体动力学基础理论得知，管路的压力损害与总流量成平方米关联。调节阀门一旦姿势，总流量则更改，系统软件摩擦阻力也相对应更改，因而调节阀门压力降也对应转变。串连管路时的工作中流量特性与压力降分配比相关。阀上压力降越小，调节阀门开全总流量相对应减少，使梦想的平行线特点崎变为快开特点，理想化的等百分数特点崎变为平行线特点。在现实使用时，当调节阀门选对太大或生产制造处在非超负荷情况时，调节阀门则工作中在小开启度，有时候为了能使调节阀门有一定的开启度，而将阀门开度调小以提高管路摩擦阻力，使穿过调节阀门的总流量减少，实际上就是使压力降分派比率降低，使流量特性崎变，恶变了调整品质。
（2）并接管路时的工作中流量特性
调节阀门与管路并接时，一般由阀环路和旁通管支路构成，控制阀组装在阀环路管道路上。调节阀门在并接管路上，在系统软件摩擦阻力一定时，调节阀门开全总流量与主管最大流量比例伴随着并接管路的旁通阀逐渐开启而降低。这时，虽然调节阀门自身的流量特性无变化，但体系的可调节范畴大大的变小，调节阀门在工作中情况下能够调节的数据流量转变范畴也大大的减少，乃至起不了缓冲作用。使得调节阀门有不错的控制使用性能，一般认为旁通总流量较多不得超过流量的20%。
♂
4调节阀门的挑选
4.1流量特性挑选
流量特性[2]的选取方式有二种，一种是通过计算能力的分析方法，另一种要在具体工程项目中汇总的工作经验法。因为分析方法既繁杂又费时间，因此一般工程项目上面选用工作经验法。从总体上，应当从调整品质、工作状况标准、负载及特点好多个层面考虑到。
（1）依据自动调节系统软件的控制品质
依据自动控制原理里的特点补偿原理，以便使系统软件保持稳定的控制品质，期待开环增益总放大系数与各个环节放大系数之积维持常量。那样，适度选择阀的特点，以阀的放大系数转变来赔偿目标放大系数的转变，因此使系统软件的总放大系数保持一致。
（2）依据管道系统压力降转变状况
调节阀门的损耗比S界定为该调节阀门可操纵的最大流量所相匹配闸阀进出口贸易气体压力ΔP1m和系统软件气体压力ΔP比例
（3）
调节阀门流量特性与压力降比S有密切的关系（表2）。
表2管道系统压力降挑选调节阀门特点
| 管道系统压力降比S | 1~0.6 | 0.6~0.3 | 0.3~0 |
| 实际工作流量特性 | 平行线 等百分数 | 平行线 等百分数 | 调整不适合 |
| 选定流量特性 | 平行线 等百分数 | 等百分数 等百分数 |
（3）依据负载转变
垂直阀在小月儿度时总流量变化大，调整过度灵巧，易震荡。在大开度时，缓冲作用又看起来薄弱，导致调整不及时，失灵。因而在压力降比S较小，负载变化大的场所不适合选用平行线阀。等比例阀在贴近关掉时工作中缓解稳定，而贴近开全情况时，放大系数大，工作中灵巧合理，所以它适用负载变化幅度大的场所。快开特点阀在行程安排较钟头，总流量就比较大，由于行程安排的扩大，总流量迅速做到较大，它一般用以双位调整和控制系统的场所。
（4）依据调整的对象的特点
一般有自平衡能力的调整目标都可以挑选等百分数流量特性的调节阀门，不具备自平衡能力的调整目标则挑选平行线流量特性的调节阀门。
4.2规格挑选
调节阀门规格是依据工艺标准的商品流通工作能力明确的，要依据出示的工艺条件测算出调节阀门的商品流通工作能力，再根据其商品流通工作能力挑选调节阀门的规格。商品流通能力是指当调节阀门开全，阀两边压力差为9.81×104Pa，液体的相对密度为1g/cm3时，一小时流过控制阀的总流量值，该值以m3/h或kg/h为企业。调节阀门的商品流通能力是有效挑选闸阀及阀门规格的一个关键主要参数，根据对调节阀门商品流通工作能力的测算，比照生产厂家供应的性能参数明确闸阀规格的尺寸。针对控制系统而言，水为流过控制阀的常用的物质之一，因此以水是例详细介绍调节阀门的商品流通工作能力C
（4）
具体工程项目中，闸阀规格是等级分类的，C值一般也不是持续值（计算公式的C值是持续的）。不一样生产商的同种类商品有不一样的C值与规格相匹配表。在预估出希望的C值后，就能够查看制造商的相对应商品数据分析表来选择需要的闸阀规格。选择闸阀规格的标准应尽量达到或超过数值，不可低于数值。
4.3采用常见问题
（1）调节阀门立即依照接手管经选择是不合理的。闸阀的控制质量与接手流动速度或管经没有关系，闸阀的控制质量仅与水的摩擦阻力及数据流量相关。亦即一旦系统设备明确以后，科学上合适该体系的闸阀仅有一种理想化的规格，而不容易发生多种多样挑选。
（2）调节阀门规格不可以过小。挑选的闸阀规格过小，一方面会提高系统软件的摩擦阻力，乃至会有闸阀规格100%打开时，体系仍不能做到设置的容积规定，造成严重危害。另一方面闸阀将必须经过系统软件给予很大的压力差以保持充足的总流量，加剧泵的负载，闸阀易受损，对阀体的使用寿命产生影响。
（3）调节阀门规格不可以太大。挑选的闸阀规格太大，不但提升工程成本，同时还会继续造成闸阀常常运作在低百分数范围之内，造成调整精密度减少，使操纵特性下降，并且易使系统软件受影响和震荡。
（4）为了确保控制系统质量，最好的方法要在系统软件容许的范围之内挑选能得到比较大气体压力的闸阀规格，使阀体在运行情况下气体压力的转变值尽量小。闸阀开全情况下的气体压力占全泵压百分数越大，则闸阀气体压力相对性转变值越小，气动阀门的组装特点就会越贴近其中在特点。
（5）自动控制系统中调节阀门应尽量工作中于稳定的气体压力标准下，由于闸阀是不是配对风机盘管取决于它本质特点和总流量因素，而这种闸阀主要参数在于稳定的闸阀气体压力。
5结束语
设计方案调节阀门时，规定对调节阀门的构成、归类和特点有一个清晰的了解，请在此基础上把握正确的选择方式。并且，针对一个具体系统设置调节阀门时，还要对全部管路环城路开展详细的剖析，充分考虑多种要素。仅有那样，才可以正确地挑选调节阀门，确保调节系统的调节品质。
论文参考文献
[1]李小华.控制系统中控制阀的设计方案[J].中基肥.2002（1）.43-46.
[2]张九根，马小军，朱顺兵.建筑工程设备自动化技术设计方案[M].北京市：人民邮电出版社.2003，60-66.
