值得收藏！调节阀流量特性、工作原理动作及口径选择全解析！

日期：2019-08-23 来源：

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调节阀的流量特性

调节阀流量特性主要有直线、等百分比、快开和抛物线四种流量特性。

安装在实际的控制过程中时，阀门差压会随流量的变化而变化。即小流量时配管部分的压力损失较小，阀门差压会变大，而流量大时阀门差压变小。这种有别于固有特性的阀门特性称为有效的流量特性。

快速启动特性的内阀为盘状，主要用于开启/关闭动作。

调节阀阀芯曲面形状

阀门的流量控制特性由阀门的流量特性和工艺配管、泵等的组合情况决定，根据各控制对象和系统中阀门压损所占比率在下表中进行选择。

控制对象 阀门的流量特性 系统中阀门压损所占比例

流量控制或

液位控制 等百分比 40%以下

流量控制或

液位控制 线性 40%以上

压力控制或

温度控制 等百分比 50%以下

压力控制或

温度控制 线性 50%以上

由于配管的压力损失是与流量的平方成比例增加，如果阀门本体的特性呈简单线性变化，流量小时阀门差压增大，稍微开启阀门流量就会很大，流量大时阀门压差减小，流量不能与阀门的开度成正比。为此，加入配管和泵的特性，实现与流量大小无关，仅与阀门开度成比例变化的流量控制是设计等百分比特性的目的所在。

配管系统和压力损失

调节阀的动作

根据驱动装置与阀体的组合可选择调节阀动作。

驱动装置与阀体的组合以及阀动作(单座阀的示例)

阀动作包括正动作、逆动作、保持型动作3种方式。隔膜式和气缸式等气动式驱动的正动作方式是通过气压信号的增加使阀门关闭的方法，又称为“AIR TO CLOSE”。逆动作方式是通过气压信号增加使阀门开启的方法，又称为“AIR TO OPEN”或“AIRLESS TO CLOSE”。电操作信号可通过定位器转换为气压信号。操作信号中止或空气源中断及停电时，请考虑程序的安全性、合理性选择阀门关闭或开启。

例如，在水与酸混合的程序中通过阀控制酸量时，若在电信号线断线或空气信号配管泄漏、空气源中断以及停电时，关闭酸控制阀是安全及合理的做法，应采用逆动作阀。

调节阀口径选择

阀门口径选择是根据流体的特性及使用条件，通过计算选出最合适的口径，计算出必须的流量的容量系数Cv值，对照需要的阀门口径与阀门容量系数Cv值进行选择。

1、Cv值的定义

阀门差压为1psi(0.07kg/cm2=7kPa)，常温水以每分钟1加仑(3.785升)的速度流动时，将流量容量系数Cv的值定义为1。

2、Cv值的计算

①液体Cv值的计算

②气体Cv值的计算

③蒸汽Cv值的计算

3、SI单位系中的定径方式

定义Av值、Cv值。但是，目前使用比较广泛的是Cv值。

4、阀门Cv值的计算方法

Cv值分为要求Cv和阀Cv两种。要求Cv根据阀门差压和流体条件进行计算。阀Cv是指阀门流通能力，是由阀门的形状与口径决定的。选择阀口径，要选择阀Cv比要求Cv略大的阀门。对于Cv无须进行精确的计算。

①Cv的计算

流体为液体时 

②阀门Cv值的简单估算法

1英寸球形阀的Cv值约为10。Cv值随阀门口径倍数的平方上下变动，所以2英寸的Cv值约为40。

③计算示例

我们打开水龙头洗手时的流量大约为5L/min(0.3m3/h)，水压为0.05MPa左右，开方后约为0.22，所以:

口径为13mm的阀门的Cv值约为3，口径为8mm的阀门的Cv值约为1，所以可以确保提供充足的水量。自来水管道通常使用13mm(1/2inch)管和8mm(1/3inch)管，可见，这是能够取得平衡的合适口径。

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