Wouter Pronk,世偉洛克高級現場工程師
調壓閥在許多工業流體和儀表系統中起著至關重要的作用,其有助于保持或控制所需的壓力和流量,響應系統變化。選擇合適的調壓閥對于系統保持安全運行以及按預期運行非常重要,錯誤的選擇可能導致系統效率低下、性能差、頻繁故障排除以及潛在的安全隱患。
懂得如何選擇合適的調壓閥需要了解不同類型的調壓閥,它們是如何工作的,以及如何能夠利用它們來滿足您的系統需求。繼續閱讀,更多地了解調壓閥及其功能,以及如何確定可滿足您系統需求的合適之選。
● 什么是調壓閥?
從基本層面上講,調壓閥是一種機械裝置,旨在控制上游或下游壓力,響應系統中的變化。這些變化可能包括在常規系統運行期間發生的流量、壓力、溫度或其他因素的波動。調壓閥的作用是保持所需的系統壓力。重要的是,調壓閥與閥門不同,后者控制系統流量并且不能自動調節。調壓閥控制壓力,而不是流量,并且可自動調節。
● 調壓閥類型
調壓閥主要有兩種類型:減壓閥和背壓閥。
· 減壓閥通過感應出口壓力并控制自身下游壓力來控制流向工藝的壓力
· 背壓型調壓閥通過感應進口壓力并控制來自上游的壓力來控制來自工藝的壓力
您理想的調壓閥選擇取決于您的工藝要求。例如,如果您需要在系統介質到達主工藝前將來自高壓源的壓力降低,減壓閥可以執行此工作。相比之下,背壓閥可在系統條件導致壓力高于所需水平時,通過釋放多余的壓力來幫助控制和保持上游壓力。如果在正確的環境中使用,每種類型均可幫助您在整個系統中保持所需的壓力。
減壓閥 工藝 背壓閥
● 調壓閥工作原理
調壓閥包含三個可幫助它們實現壓力調節的重要部件:
· 控制元件,包括閥座和提升閥芯。閥座有助于控制壓力并防止在關閉流體時流體泄漏到調壓閥的另一側。在系統正在流動的同時,提升閥芯與閥座共同完成密封過程。
· 傳感元件,一般為隔膜或活塞。傳感元件可使提升閥芯在閥座中升降,從而控制進口或出口壓力。
· 加載元件.根據應用,調壓閥可以是彈簧加載調壓閥,也可以是圓頂加載調壓閥。加載元件會在隔膜頂部施加向下的平衡力。
(圖1)
這些元件共同工作,以創建所需的壓力控制?；钊蚋裟た筛袘嫌?進口)壓力和下游(出口)壓力。然后傳感元件嘗試尋找與來自加載元件的設定力之間的平衡,設定壓力由用戶通過手柄或其他轉動機構進行調節。傳感元件將使提升閥芯能夠從閥座打開或關閉。這些元件共同工作,以保持平衡并達到設定壓力。如果一個力發生變化,其他一些力也必須發生變化才能恢復平衡。
在減壓閥中,必須平衡四種不同的力,如圖 1 所示。這包括加載力 (F1)、進口彈簧力 (F2)、出口壓力 (F3) 和進口壓力 (F4)?？偧虞d力必須等于進口彈簧力、出口壓力和進口壓力的組合。
背壓閥運行方式相似。它們必須平衡彈簧力 (F1)、進口壓力 (F2) 和出口壓力 (F3),如圖 2 所示。在這里,彈簧力必須等于進口壓力和出口壓力的合力。
● 作出正確的調壓閥選擇
通過了解調壓閥的如何運行,您能夠更好地評估如何將不同的調壓閥特性與您的系統需求相匹配。要考慮的一些重要特征包括:
系統流動
安裝合適大小的調壓閥是保持所需壓力的關鍵。合適的大小一般取決于系統中的流量 – 較大的調壓閥可處理更高的流量,同時有效控制壓力,而對于較低的流速,較小的調壓閥非常有效。確定調壓閥部件的尺寸大小也是很重要的。例如,使用更大的隔膜或活塞來控制更低壓力的應用會更有效。所有部件需要基于您系統的要求恰當的確定尺寸。
(圖2)
系統壓力
由于調壓閥的主要功能是管理系統壓力,因此確保您的調壓閥選型適合最大、最小和系統運行壓力是至關重要。調壓閥產品規范中通常會突出強調壓力控制范圍,這對于選擇合適的調壓閥非常重要。
系統溫度
工業流程可能有很寬的溫度范圍,您應相信所選的調壓閥能夠經受住預期的典型工作條件。環境因素是需要考慮的方面之一,此外還有流體溫度以及焦耳-湯姆遜效應等因素,焦耳-湯姆遜效應會因壓力下降而導致快速冷卻。
工藝敏感性
在調壓閥中確定控制模式的選擇,工藝敏感性發揮著重要作用。如上所述,大多數調壓閥為彈簧加載調壓閥或圓頂加載調壓閥。彈簧加載調壓閥是由操作員通過轉動外部旋轉手柄來控制的,該旋轉手柄可控制傳感元件上的彈簧力。相比之下,圓頂加載調壓閥利用系統內部的流體壓力提供作用在傳感元件上的設定壓力。盡管彈簧加載調壓閥更常見,并且操作員往往對其更加熟悉,但圓頂加載調壓閥可在需要它的應用中幫助提高精度,并有益于自動調壓應用。
系統介質
調壓閥的所有元件與系統介質之間的材料兼容性對于部件使用壽命和避免停機非常重要。盡管橡膠和彈性體部件會出現一些自然退化,但某些系統介質可能會導致退化加速和調壓閥過早出現故障。您可以在我們的材料科學培訓課程中了解有關彈性體密封件和其他調壓閥部件的化學兼容性的更多信息。
隨著對可用調壓閥類型及其運行方式的更深入了解,您將能夠更好地作出合適的選擇。調壓閥供應商應能夠為您提供尺寸信息、壓力和流量要求、溫度范圍,以及可滿足您系統需求的正確控制模式。您可以通過將不同應用中的不同調壓閥與我們的調壓閥流量曲線生成器進行比較來開始調壓閥選擇過程,然后與當地壓力控制專家聯系,獲取更多信息。
若您系統的特定需求遠遠超出了本文的內容。我們提供培訓,可幫助流體系統專業人員更深入地了解合適的調壓閥如何能夠提高效率和安全性。
此外,調壓閥供應商應能夠了解您的系統要求,引導您作出正確的選擇。我們經驗豐富的專家可提供這種幫助,利用全面的應用知識和工程支持,作出適合您系統的選擇。如果您對優化調壓閥性能感興趣,請聯系我們的壓力控制專家團隊,開始進行交談。
