下面討論以下四點。

1調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)和類型

氣動控制閥由氣動執(zhí)行機構(gòu)和閥門組成。氣動執(zhí)行機構(gòu)接收輸入氣源信號，產(chǎn)生相應(yīng)的推力，使推桿位移，推動閥門動作;閥指管道連接。閥體的承受致動器的推桿推力的主體部分改變閥桿的位移，從而改變閥的開度并最終控制流體流量的變化。氣動控制閥根據(jù)其行程可分為直行程和角行程兩種，按結(jié)構(gòu)類型分別通過單座閥，直通雙座閥，高壓閥，角閥，套閥，隔膜閥，蝶閥，偏心旋轉(zhuǎn)閥等。

其中，直通閥比較普遍，單座閥的泄漏量較小，但閥前后壓差不能太大，而雙座閥正好相反。高壓閥適用于高靜壓和高壓差的介質(zhì)測量。但是，在高壓差的情況下，該流體具有嚴(yán)重的材料侵蝕和空蝕現(xiàn)象。通常應(yīng)考慮閥芯和閥座的材質(zhì)，以提高使用壽命。角閥可用于控制高壓差，高粘度含懸浮固體和顆粒物質(zhì)的流體。隔膜閥更適用于控制強腐蝕性介質(zhì)，如強酸和強堿。蝶閥適用于大流量，低壓力的氣體介質(zhì)。套筒閥采用平衡閥芯結(jié)構(gòu)，噪音低。它是廣泛使用的閥門之一。

氣動控制閥有兩種開啟和關(guān)閉的方式。確定調(diào)節(jié)閥開關(guān)方式的原則是：當(dāng)信號壓力中斷時，應(yīng)確保工藝設(shè)備和生產(chǎn)的安全。如果信號中斷后閥門處于打開位置，則流體不會中斷，并選擇最安全。如果閥門在信號壓力中斷并且流體沒有通過最安全的位置后處于關(guān)閉位置，則選擇閥門打開閥門。如加熱爐燃?xì)饣蛉加凸艿勒{(diào)節(jié)閥，應(yīng)使用空氣打開閥門，當(dāng)信號中斷時，閥門自動關(guān)閉，燃料切斷，以免爐溫過高，事故發(fā)生;鍋爐進(jìn)水管調(diào)節(jié)閥，應(yīng)使用空氣截止閥。當(dāng)信號中斷時，閥門會自動打開，并仍向鍋爐送水，以免鍋爐干燥。

2控制閥的流量特性

調(diào)節(jié)閥的流量特性是指作為閥芯的相對行程（閥門的相對開度）的函數(shù)的流過閥Q的介質(zhì)的相對流量：

Q = F（L）

當(dāng)調(diào)節(jié)閥兩端的壓差ΔP保持不變時，閥的流量特性稱為固有流量特性。固有的流量特性主要是線性的，等百分比（對數(shù)），折騰有4種類型的線和快速打開，如圖1所示。

閥門的內(nèi)在流動特性

圖1閥門的內(nèi)在流動特性

生產(chǎn)中閥門固有的流量特性是線性的，等百分比和快速開啟。 拋物線的特點是在直線和百分之一之間，通常被一百個特征取代。 快速開啟功能主要用于雙位置控制。

在正常情況下，閥門兩端的壓差不一定保持不變，閥門固有的流量特性會發(fā)生扭曲，實際工況下閥門的特性稱為工作流量特性。 此時，引入稱為閥阻力比的因子S以確定流動特性。

S =△P /ΣΔP

ΣΔP是系統(tǒng)的總壓差，是閥門，所有工藝設(shè)備和管道系統(tǒng)的壓差總和。

從以下三個方面分析了閥門的工作流程特點：

（1）控制系統(tǒng)控制質(zhì)量方面的分析對于一個簡單的控制系統(tǒng)，它由控制對象，變送器，調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)閥幾個基本步驟組成。系統(tǒng)的總放大系數(shù)為K = K1K2K3K4K5。

K1?K5分別代表發(fā)射器，調(diào)節(jié)器，執(zhí)行器，閥門和控制對象的放大系數(shù)。在負(fù)載變化的情況下，期望控制系統(tǒng)保持預(yù)定的控制指數(shù)，并且預(yù)期總控制系數(shù)在控制系統(tǒng)的整個工作范圍內(nèi)保持恒定。一般來說，在一定的系統(tǒng)中，K1?K3的系數(shù)是固定的，只有物體的放大系數(shù)K5隨著負(fù)載的變化而變化。為此，選擇適當(dāng)?shù)牧髁刻匦詠硌a償物體特性的變化。 K4K5的產(chǎn)品是一個常數(shù)，以確保系統(tǒng)的總放大系數(shù)K是一個穩(wěn)定的值。

（2）分析控制閥始終與流程管道條件下的管道和設(shè)備一起使用。管道阻力閥門的存在將不可避免地導(dǎo)致閥門具有不同的操作特性和固有特性。因此，根據(jù)對象的特點，選擇合適的工作特性，然后根據(jù)管道狀況選擇相應(yīng)閥門的固有流量特性。在考慮過程管道時，參考表1選擇閥門的固有特性。

從表1可以看出，當(dāng)S = 1?0.6時，所選擇的固有流動特性和工作流動特性是相同的。當(dāng)S <0.3時，特性曲線失真不應(yīng)嚴(yán)格控制。

（3）負(fù)荷特性變化的分析線性特性控制閥在小開度時流量變化量比較大，過于敏感，易引起振蕩，閥座易損壞。因此，不適用于S值小，負(fù)載變動大的應(yīng)用。使用。當(dāng)閥門行程增加時，等百分比閥門放大系數(shù)增加，并且流量的相對變化是恒定的。

3調(diào)節(jié)閥的直徑

閥徑的確定基于閥流量系數(shù)CV的計算。流量系數(shù)的定義是，在閥門完全打開的情況下，閥門兩端的壓差ΔP為100kPa，當(dāng)流體密度為ρ= 1g / cm3時，流體體積流過閥為Q（m3 / h），其節(jié)流公式為：

公式1）

C是比例系數(shù)，它與流量系數(shù)的關(guān)系是m倍，即CV = mC。 當(dāng)流量特性為線性時，m = 1.63，當(dāng)流量特性等百分比時，m = 1.97。 公式（1）是當(dāng)測量介質(zhì)是液體時的計算方法。 當(dāng)測量介質(zhì)是氣體時，應(yīng)考慮溫度和壓力對介質(zhì)體積的影響。 C值的計算分為兩種情況：當(dāng)閥壓差ΔP<閥前P1壓力的0.5倍時，即△P <0.5P1：

式（2）

在公式（2）中，P2是閥門后面的壓力。

當(dāng)△P≥0.5P1時：

式（3）

另外，當(dāng)介質(zhì)是過熱蒸汽時，在計算C值時考慮蒸汽的過熱度。 CV值確定后，檢查調(diào)節(jié)閥的開度。當(dāng)需要最大流量時，閥門開度≤90％，最小流量≤10％。在正常情況下，閥門開度應(yīng)在15％到85％之間。最后，根據(jù)CV值確定閥門直徑。

4控制閥材料和輔助裝置

調(diào)節(jié)閥的閥體通常由鑄鐵制成。其壓力等級，工作溫度范圍，耐腐蝕性等方面不應(yīng)低于工藝管道的要求，但在介質(zhì)易燃易爆時應(yīng)特別考慮。閥芯和閥座材料的選擇應(yīng)考慮流體磨損中產(chǎn)生的固體顆粒是否磨損以及氣蝕對閥芯的影響。通常對于非腐蝕性流體，經(jīng)常使用不銹鋼;對于高腐蝕性液體，可以使用哈氏合金;對于沖擊，振動和嚴(yán)重磨損的流體，可以使用表面堆焊合金或噴涂材料。另外，當(dāng)運行介質(zhì)溫度> 200°C時，選擇帶有散熱器的上部閥蓋。

調(diào)節(jié)閥的輔助裝置主要包括閥門定位器，電磁閥，反饋開關(guān)，過濾減壓器，安全閥等。閥門定位器是調(diào)節(jié)閥的重要附件有氣動閥門定位器和電動閥門定位器兩種。它主要用于：

高壓差的場合;

高壓，高溫或低溫介質(zhì)應(yīng)用;

介質(zhì)含有固體懸浮液或粘性流體;

當(dāng)閥門直徑較大時;

實現(xiàn)分割控制;

改善調(diào)節(jié)閥的流量特性。

電磁閥的作用是迅速切斷并打開供氣，使閥門處于完全打開和關(guān)閉的位置，主要用于安全排氣閥。當(dāng)控制室實時監(jiān)控閥門位置時選擇混響開關(guān)。位置閥的選擇基于工藝條件。當(dāng)氣源關(guān)閉時，閥門位置需要保持在某個位置，但這種情況很少見。

5結(jié)論

調(diào)節(jié)閥是自動控制系統(tǒng)的重要組成部分。如果計算不準(zhǔn)確，不允許使用和維護(hù)，將直接影響控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量，甚至造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。為此，必須高度重視調(diào)節(jié)閥的正確選擇，安裝和維護(hù)。

隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，對氣動控制閥的要求越來越高。這些要求包括：新結(jié)構(gòu)，新材料，高性能，與電腦的溝通以及卓越的動作國家表現(xiàn)等等。 因此，新型調(diào)節(jié)閥的研究和研究是一項艱巨而重要的任務(wù)。