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调节阀电动执行机构的选择

点击次数:484次  发布时间:2016-04-01

    为了使调节阀能正常工作,配用的执行机构要能产生足够的输出力来克服各种阻力,保证高度的密封或阀门的开启。

对于所用的气动、电液、电动执行机构,一般都没有复位弹簧。作用力的大小与它的运动方向无关,因此,选择执行机构的关键在于弄清zui大的输出力或电机大转动力矩。

对于单作用气动执行机构,输出力与阀门开度有关,调节阀上出现的力也将影响运动特性,因此,要求在整个调节阀的开度范围建立力平衡。如果执行机构的输出力为F,它的力平衡方程式为:


     其中主要是指作用在阀芯上的不平衡力和不平衡力矩。

(1)不平衡力和不平衡力矩

流体通过调节阀时,阀芯受到静压和动压的作用,产生使阀芯上下移动的轴向力和阀芯旋转的切向力。对于直线位移的调节阀来说,轴向力直接影响阀芯位移与执行机构信号力的关系,因此,阀芯所受到的轴向合力称为不平衡力。对于角位移调节阀,如蝶阀、球阀、偏旋阀等,影响其角位移的是阀板轴受到的切向合力矩,称之为不平力矩。

影响不平衡力和不平衡力矩的因素很多,例如,阀的结构类型、口径、流体物理状态等。如果工艺介质及调节阀都己确定,不平衡力和不平衡力矩主要与阀前后的压差有关,也与流体与阀芯的相对流向有关。

流体流向不同时,阀芯所受的不平衡力并不一样,下图表示较大口径的单座阀正装阀芯在两种不同流向下,压差不变时不平衡力与位移行程之间的关系曲线。图中假定使阀杆受压的不平衡力为“十”,使阀杆受拉伸的不平衡力为“-”。图中上面一种在流体流动时候使阀芯打开,称为流开状态。下面一种在流体流动时使阀芯关闭,称为流闭状态。


图中的曲线表明:阀芯在全关位置时的不平衡Ftzui大,随着阀芯开启而逐渐变小。

(2)调节阀的允许压差

调节阀两端的压差增大时,其不平衡力或不平衡力矩也随之增大。当执行机构的输出力小于不平衡力时,它就不能在全行程范围内实现输入信号和阀芯位移的准确关系。由于对确定的执行机构,其zui大输出力时固定的,故调节阀应限制在一定的压差范围内工作。

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