電動調節(jié)閥的組成

調節(jié)閥由執(zhí)行機構和調節(jié)機構組成。執(zhí)行機構可分解為兩部分：力或力矩轉換部件和位移轉換部件。將控制器輸出信號轉換為控制閥的推力或力矩的部件稱為力或力矩轉換部件；將力或力矩轉換為直線位移或角位移的部件稱為位移轉換部件。調節(jié)機構將位移信號轉換為閥芯和閥座之間流通面積的變化，改變操縱變量的數(shù)值。

執(zhí)行機構有不同的類型。按所使用能源，執(zhí)行機構分為氣動、電動和液動三類。氣動類 執(zhí)行機構具有歷史悠久、價格低、結構簡單、性能穩(wěn)定、維護方便和本質安全性等特點，因此，應用廣。電動類執(zhí)行機構具有可直接連接電動儀表或計算機，不需要電氣轉換環(huán)節(jié)的特點，但價格貴、結構復雜，應用時需考慮防爆等問題。液動類執(zhí)行機構具有推力(或推力矩)大的優(yōu)點，但裝置的體積大，流路復雜。通常，電液組合的方式應用于要求大推力(力矩)的應用場合。
按執(zhí)行機構輸出的移動方向，執(zhí)行機構分為正作用和反作用執(zhí)行機構。正作用執(zhí)行機構在輸入信號增加時，閥桿向外移動。反作用執(zhí)行機構在輸入信號增加時，閥桿向內移動。按執(zhí)行機構輸出位移的類型，執(zhí)行機構分為直行程執(zhí)行機構、角行程執(zhí)行機構和多轉式執(zhí)行機構。直行程執(zhí)行機構輸出直線位移。角行程執(zhí)行機構輸出角位移，角位移小于360°例如，轉動角度為90°或60°蝶閥的執(zhí)行機構。多轉式執(zhí)行機構與角行程執(zhí)行機構類似，但轉動的角位移可以達多圈。
按執(zhí)行機構組成部件的類型，氣動執(zhí)行機構分為薄膜執(zhí)行機構、活塞執(zhí)行機構、齒輪執(zhí)行機構、手動執(zhí)行機構、電液執(zhí)行機構等。
按執(zhí)行機構動作方式，執(zhí)行機構分為連續(xù)、離散兩類。連續(xù)類型執(zhí)行機構的輸出是連續(xù)變化的位移信號。離散類型執(zhí)行機構的輸出是開關變化的位移信號。電磁閥是常用的電動離散控制閥，安全放空閥也是常見的離散控制閥。
按執(zhí)行機構安裝方式，執(zhí)行機構分為直裝式、側裝式。直裝式執(zhí)行機構直接安裝在調節(jié)機構上。側裝式執(zhí)行機構安裝在調節(jié)機構的側面，它通過一個增力裝置來改變位移方向和作用力大小。
按執(zhí)行機構輸出和輸入的動作特性，執(zhí)行機構分為比例式、比例積分式等類型。比例式執(zhí)行機構的輸出與輸入信號之間成線性關系。比例積分式執(zhí)行機構的輸出是輸入信號的比例和積分作用之和。
按執(zhí)行機構輸入信號的類型，執(zhí)行機構分為模擬式執(zhí)行機構和數(shù)字式執(zhí)行機構。模擬式 執(zhí)行機構接收模擬信號，例如，20～100kPa的氣壓信號，4～20mA的標準電流信號等。數(shù)字式執(zhí)行機構接收數(shù)字信號，通常是一串二進制信號，用于開閉相應的數(shù)字閥。隨著現(xiàn)場總線技術的應用，接受現(xiàn)場總線數(shù)字信號的執(zhí)行機構正得到廣泛應用。
調節(jié)機構也有不同的類型。通常，將調節(jié)機構稱為閥。按結構分類，調節(jié)機構分為直通單座閥、直通雙座閥、三通閥、角形閥、高壓閥、隔膜閥、套筒閥、球閥、偏心旋轉閥、閘閥和蝶閥等。大多數(shù)普通的閥門可添加有關閥門附件，例如執(zhí)行機構、閥門定位器、閥門位置檢測傳感器等。
按流量特性，調節(jié)機構分為線性閥、等百分比閥和快開閥等。
按閥芯的形式，調節(jié)機構分為直行程和角行程閥芯等。
直行程閥芯，分平板式、柱塞式、 窗口式、多級式和套筒式等。
角行程閥芯分為偏心旋轉式、球式、V形切口式和蝶式等。
按調節(jié)機構上閥蓋的形式，調節(jié)機構分為普通型、散熱或吸熱型、波紋管密封型、長頸 型等。
其中，散熱型調節(jié)機構適用于高溫；吸熱型調節(jié)機構適用于低溫；對于深度冷凍的應 用，可長頸型調節(jié)機構；波紋管密封型適用于有毒性、易揮發(fā)或貴重流體介質的控制，可防止介質外漏損耗和造成傷亡事故。
按流向的不同，調節(jié)機構分為流開和流關、向外和外部向等。流開(flowopen)類調節(jié)機構中，在閥芯節(jié)流處流體流動方向與閥門打開的方向一致。流關(flowclose)類調節(jié)機構中，在閥芯節(jié)流處流體流動方向與閥門關閉的方向一致。向外(out-ward)類調節(jié)機構中，流體從套筒的向外流動。外部向(inward)類調節(jié)機構中，流體從套筒的外部向流動。
按閥桿移動時流通面積的變化不同，調節(jié)機構分為正體閥和反體閥。正體閥的閥桿移人閥體時，流通面積減小，流量減少。反體閥的閥桿移人閥體時，流通面積增加，流量增加。
按閥芯的導向方式不同，調節(jié)機構分為頂導向、頂?shù)讓颉㈤y桿導向、閥座導向和閥籠導向等。頂導向調節(jié)機構的閥芯導向由上閥蓋或閥體內一個導向軸完成；頂?shù)讓蛘{節(jié)機構的閥芯由上、下閥蓋的導向軸同時定向；閥桿導向是閥蓋上一個導向軸與閥座環(huán)對中，軸套對閥桿進行導向；閥座導向在小流量控制閥中使用，它通過閥座進行導向；閥籠導向調節(jié)構的閥芯與閥籠組成套筒結構，在整個行程范圍內，閥芯與閥籠內表面接觸，在閥籠上有閥籠孔，閥芯移動時改變閥籠孑L的流通面積。閥籠與閥蓋、閥座是自對中的，從而實現(xiàn)閥芯的導向。
按閥體是否分離，調節(jié)機構分為整體閥和閥體分離閥。整體閥的閥體是一個整體；閥體 分離閥的閥體可以分離，便于拆卸和進行內部清洗，進行內部襯里的更換等。按閥體的材質，調節(jié)機構分為鑄鐵閥、鑄鋼閥、黃銅閥、不銹鋼閥、熱塑料閥、鈦 閥等。
此外，按閥的應用場合，還有一些特殊的閥門，例如低噪聲閥、隔膜閥、防空化閥、耐 蝕閥、蒸汽控制閥、降壓閥等。
除了執(zhí)行機構和調節(jié)機構外，控制閥還可添加一些附件來配合控制閥的動作，包括閥門定位器、手輪機構、信號轉換裝置、閥位檢測、傳送裝置和自鎖裝置等，這些附件使控制閥 的功能更完善，使用更方便，應用更靈活，性能更*。
控制閥的分類 將控制閥的執(zhí)行機構和調節(jié)機構組合，可組成各種類型的控制閥。為了增強控制閥的功能，完善控制閥的性能，控制閥還可與一些控制閥附件組合，實現(xiàn)更高的控制精度，克服控制閥的死區(qū)等缺點，實現(xiàn)降級操作。下面介紹主要的控制閥類型。

(1)直通單座閥

直通單座控制閥有一個閥芯和一個閥座。閥桿與閥芯連接，當執(zhí)行機構作直線位移時，通過閥桿帶動閥芯移動。上蓋板用于壓緊填料，上閥蓋與閥體用螺栓連接，用于閥桿和閥芯的定位。閥座與上閥蓋一起，用于保證閥芯與閥座的定位，并在閥芯移動時，改變流體的流通面積，從而改變操縱變量，實現(xiàn)調節(jié)流體流量的功能。圖中的閥芯導向頂導向方式。一些直通單座閥頂?shù)讓蚍绞?，提高導向度。一些小流量直通控制閥常閥座導向方式。直通單座控制閥只有一個閥芯和一個閥座，是一種常見的控制閥。
其特點如下：
1.泄漏量小，容易實現(xiàn)嚴格的密封和切斷，例如，可金屬與金屬的硬密封，或金屬與聚四氟乙烯或其他復合材料的軟密封，標準泄漏量為0.0l％C(C是額定流量系數(shù))。
2.允許壓差小，例如，DNl00閥的允許壓差僅120kPa。
3.流通能力小，例如，DNl00的直通閥的流通能力僅為100。
4.由于流體介質對閥芯的推力大，即不平衡力大，因此，在高壓差、大口徑的應用場合，不宜這類控制閥。
近年來，閥籠結構的直通控制閥由于其具有維護簡單、改變閥座可改變閥門流量特性的優(yōu)點而得到廣泛應用。為了降低閥芯所受到不平衡力的影響，可大推力的執(zhí)行機構，直通雙座閥結構，也可圖3所示平衡閥芯的閥籠式結構。圖中，在閥芯上部和閥籠缸體之間石墨潤滑的滑動活塞環(huán)，用于閥芯與閥籠之間的密封。閥籠與上閥蓋之間也閥帽墊片、螺旋墊片等進行密封，保證上游高壓流體不會進入下游低壓腔內。此外，流體經(jīng)閥芯頂部的平衡連接孔，同時作用在閥芯的底部和頂部，消除了大部分靜態(tài)不平衡力，并具有一定的阻尼作用，減小流體流動引發(fā)的振動等擾動的影響。通常，平衡結構的直通單座控制閥如圖3所示的外部向的流向。

(2)套筒閥

套筒閥又稱籠式閥，它是閥內件閥芯和閥籠(套筒)的控制閥。套筒可以是直通單座閥，也可以是雙座閥或角形閥等。套筒閥用閥籠內表面導向，用閥籠節(jié)流幾滿足所需流量特性。套筒閥的特點如下。
1.安裝維護方便。閥座通過閥蓋緊壓在閥體上，不螺紋連接，安裝和維護方便。
2.流量特性更改方便。套筒閥中流體從套筒向外流出，稱為向外流向，反之，稱外部向流向。是外部向流向的直通套筒閥結構圖。在套筒上對稱地分布3、4或6個節(jié)流開孔，節(jié)流開孔形狀與所需流量特性有關，因此，可方便地更換套筒(節(jié)流開的形狀)來改變控制閥的流量特性。
3.降噪和降低空化影口向。為降低控制閥噪聲，套筒和閥芯也可開多個小孔，利用小孔 增加阻力，將速度頭轉換為動能，使噪聲降低。通常，套筒閥可降低噪聲10dB以上，因此，在需降噪場合被廣泛應用。為降低控制閥噪聲，也可多級降壓方法，例如多級閥芯和套筒結構。由于控制閥兩端的總壓降被分配到各級，使各級都不會造成流體發(fā)生閃蒸和空化，從而使控制閥的噪聲降低，并能夠削弱和防止閃蒸和空化造成的沖刷和磨損。套筒閥閥芯底部為平面，如發(fā)生汽蝕，氣泡破裂產(chǎn)生的沖擊不作用到閥芯，而被介質自身吸收，因此，套筒閥的汽蝕影響小，使用壽命長。
4.泄漏量較單座閥大，由于套筒與閥芯之間有石墨活塞環(huán)密封，長期運行后，密封環(huán)的磨損使套筒閥的泄漏量比單座閥大o
5.互換性和通用性強。更換不同套筒，可獲得不同流量系數(shù)和不同流量特性。
6.減小不平衡力影響。通常，套筒閥閥芯上開有平衡孔，使閥芯上所受不平衡力大為減小，同時，它具有阻尼作用，對控制閥穩(wěn)定運行有利。因此，這類控制閥常用于壓差大、要求低噪聲的應用場合。

(3)直通雙座閥

直通雙座控制閥有兩個閥芯和兩個閥座。流體從圖示的左側流人，經(jīng)兩個閥芯和閥座后，匯合到右側流出。由于上閥芯所受向上推力和下閥芯所受向下推力基本平衡，因此，整個閥芯所受不平衡力小。直通雙座閥的特點如下。
1.所受不平衡力小，允許的壓降大，例如，DNl00 雙座閥允許壓差280kPa。
2.流通能力大，與相同口徑的其他控制閥比較，雙座閥可流過更多流體，同口徑雙座閥流通能力比單座閥流通能力約大20％～50％。例如，DNl00雙座閥流通能力達160。因此，為獲得相同的流通能力，雙座閥可選用較小推力的執(zhí)行機構。
3.正體閥和反體閥的改裝方便。由于雙座閥頂?shù)纂p導向，因此，只需將閥芯和閥座反過來安裝就能將正體閥改為反體閥，反體閥改為正體閥，而不需要改選執(zhí)行機構的正作用或反作用類型。圖4所示的雙座閥結構只需將閥體反裝，并與閥桿連接即可完成。
4.泄漏量大。雙座閥的上、下閥芯不能同時保證關閉，因此，雙座閥的泄漏量較大，標準泄漏量為0．1％C。雙座閥的閥芯和閥座不同材料或者用于低溫或高溫場合時，由于材料線膨脹量不同，造成的泄漏量會更大。5.抗沖刷能力差。閥內流路復雜，在高壓差應用場合，受到高壓流體的沖刷較嚴重，并在高壓差時造成流體的閃蒸和空化，加重了對閥體的沖刷，因此，雙座閥不適用于高壓差的應用場所。由于流路復雜，它也不適用于含纖維介質和高黏度流體的控制。
由于帶平衡的套筒閥能夠消除大部分靜態(tài)不平衡力，雙座閥的優(yōu)點已不明顯，而它的泄漏量大的缺點更為顯現(xiàn)，因此，在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中，原來雙座閥的場合，可用帶平衡結構、的套筒閥代替，國外制造商也整體結構的雙座直通閥來減小泄漏量的產(chǎn)品。

(4)三通閥

三通閥按流體的作用方式分為合流閥和分流閥兩類。合流閥有兩個人口，合流后從一個出口流出。分流閥有一個流體人口，經(jīng)分流成兩股流體從兩個出口流出。
1.三通閥有兩個閥芯和閥座，結構與雙座閥類似。但三通閥中，一個閥芯與閥座間的流通面積增加時，另一個閥芯與閥座間的流通面積減少。而雙座閥中，兩個閥芯和閥座間的流通面積是同時增加或減少的。
2.三通閥的氣開和氣關只能通過選擇執(zhí)行機構的正作用和反作用來實現(xiàn)。
雙座閥的氣開和氣關的改變可直接將閥體或閥芯與閥座反裝米買現(xiàn)。
3.三通閥用于需要流體進行配比的控制系統(tǒng)時，由于它代替一個氣開控制閥和一個氣關控制閥，因此，可降低成本并減少安裝空間。　
　4.三通閥也用于旁路控制的場所，例如，一路流體通過換熱器換熱，另一路流體不進行換熱。當三通閥安裝在換熱器前時，分流三通閥；當三通閥安裝在換熱器后時，合流三通閥。由于安裝在換熱器前的三通閥內流過的流體有相同溫度，因此，泄漏量較??；安裝在換熱器后的三通閥內流過的流體有不同的溫度，對閥芯和閥座的膨脹程度不同，因此，泄漏量較大。通常，兩股流體的溫度差不宜過150℃。三通閥閥籠結構，帶平衡孔，閥籠導向。因此，可大大降低不平衡力。早期的三通閥圓筒薄壁窗口，用閥芯側面導向，雖然可減小不平衡力，但在一股流體接近關閉(流關流向)時，仍有較大的不平衡力，而且，隨閥門開度的變化，不平衡力變化，圖示帶平衡孔的閥籠結構，可使不平衡力消除，并有阻尼作用，有利于控制閥的穩(wěn)定運行。
由于三通閥的泄漏量較大，在需要泄漏量小的應用場合，可兩個控制閥(和二通接 管)進行流體的分流，或合流，或進行流體的配比控制。(5)角形閥：角形閥適用于要求直角連接的應用場合，可節(jié)省一個直角彎管和安裝空間。由于流路比直通閥簡單，因此，適用于高黏度、含懸浮物和顆粒的流體控制。
與直通閥的另一區(qū)別是角形閥只能單導向，因此，不能通過反裝閥芯實現(xiàn)氣開或氣關作用方式的轉換，只能選用正作用或反作用執(zhí)行機構來實現(xiàn)作用方式的轉換。
角形閥的流體一般從底部流人，從閥側面流出。因此，流體中的懸浮物或顆粒不易在閥內沉積，可避免結焦和堵塞，具有自凈能力，便于維護和清洗，但對閥芯的沖刷較大。
側進底出的流向，可改善對閥芯的沖刷損傷，但在小開度時，由于是流關流向，容易發(fā)生根切現(xiàn)象，根切現(xiàn)象是小開度時，由于流體流動?造成不平衡力方向變化，使閥芯振蕩的不穩(wěn)定現(xiàn)象。
為降低不平衡力和改善閥芯的沖刷，可圖示帶平衡孔的套筒式結構。
角形閥的流路阻力小，因此，可降低閥兩端壓降，具有一定的節(jié)能效果。

(6)高壓閥

高壓閥適用于高靜壓和高壓差的應用場合。
國內高壓閥通常角形單座結構，國外高壓閥也有整體鍛造結構。
與角形閥的區(qū)別是高壓閥的上閥蓋與閥體整體鍛造，下閥蓋與閥體分離，而角形閥的上閥蓋與閥體分離，下閥蓋與閥體是整體結構，國內高壓閥額定工作壓力可達32MPa，國外高壓閥額定工作壓力可達42MPao整體鍛造結構時，與單座閥類似，上閥蓋與填料腔是一個整體。
為防止高壓差時流體閃蒸和空化使閥芯和閥座損傷，近年有多級降壓閥芯的高壓閥問世。通常，高壓控制閥公稱通徑在DN40一DNl00，大壓差小于16MPa時兩級降壓閥芯；公稱通徑小于DN40，大壓差小于32MPa時， 高壓控制閥，四級降壓閥芯。
多級閥芯進行降壓相當于多個控制閥串聯(lián)連接，因此，不僅可大大節(jié)省安裝空間和降低成本，而且可大大降低控制閥噪聲。
在高壓差時，為減小不平衡力影響，通常平衡式結構。平衡式結構適用于柱塞形閥 芯，也適用于套筒形閥芯。
多級閥芯結構級閥芯進行關閉，與單座閥相當，通常，泄漏等級為Ⅳ級。