自力式控製閥(fá)又稱直接作用控製閥,是一種無需氣源或電源直接利用管道介質能(néng)源驅(qū)動的控製閥。它是一類把測量、控製和執行功能合為一體,利用(yòng)被(bèi)控對象本身能量帶動(dòng)其動作的調(diào)節閥,分為(wéi)直接作用式和(hé)帶(dài)指揮器作用式兩大類。直接作用的自力式控(kòng)製閥利用過程本身的壓力或壓差來(lái)驅動控製閥動作,也可用.溫包式檢測元件將溫度轉換(huàn)為壓力,然後驅動(dòng)控製閥動作。其特點是結構簡(jiǎn)單、操作方便(biàn),但會引起壓降,造成出口壓力的(de)非線性,通常,穩壓精度在10%一20%。帶指揮器(qì)作用的(de)自力式控製閥可適用於小(xiǎo)壓降和大流量的自力式控製場合,出口壓力變化範圍可小於設定壓力的10%。
由於自力式控製閥具有節能功能,因此,在(zài)一些控製要求不高的場合(hé)被廣泛應用。自力式控製閥(fá)執行機構膜頭的輸入信(xìn)號是控製閥(fá)前(qián)或閥(fá)後的壓力(lì)或閥兩端的壓差,或經溫(wēn)包轉換後的壓力信號。執行機構的結構(gòu)類似氣動薄膜執行機構。
自力式控製閥對被控介質有一定(dìng)要求,例如,自力式壓(yā)力控製閥的被控介質溫(wēn)度應低於某一規定值,介質應(yīng)幹淨,當介質溫度較高時,例如,用於蒸汽或(huò)150℃以上的液體時,應設置冷凝器,使(shǐ)進入(rù)執行機構內的介質溫度低於規定值。
1.自力式壓力、壓差和流量控製閥(fá)。自力式壓力控製閥根據取壓點位置分閥前和閥後兩類,取壓點(diǎn)在閥前時,用於控製閥前壓力恒定;取壓點在控製閥後時,用於控製閥後壓力恒定。對蒸汽介質,可采(cǎi)用冷(lěng)凝器將(jiāng)介質蒸汽冷凝,保護(hù)進(jìn)入膜頭(tóu)的介質溫度在現場(chǎng)環境溫度,避免使膜片損壞。對氣體介質,可直接將被控氣體送膜頭(tóu)。
(a)控製閥前壓力的自力式壓力控(kòng)製閥
(b)控製閥後壓力的自力(lì)式壓力控(kòng)製閥
圖2—16 自力式(shì)壓(yā)力控製閥
圖2—17 自力(lì)式壓差控製閥
當將閥前和閥後壓力同時引(yǐn)入執行機構的氣室兩側時,自力式(shì)壓差(chà)控製閥(fá)可以(yǐ)控(kòng)製控製(zhì)閥兩端的壓差恒定,也可將安裝在管道上孔板兩端的壓差引入氣動薄膜執行(háng)機構的氣室兩側,組成自(zì)力式流量控製,或用其他方式將流(liú)量檢測(cè)後用自力式壓差(chà)控製閥實現流量(liàng)控製。
圖2—17是自力式壓差控製閥。 圖中,流量(liàng)設定調整用於調節流(liú)阻。設定調整用於改變彈簧的初始(shǐ)預緊力,調(diào)節壓差的設(shè)定值(zhí)。圖中的壓差是用兩個薄膜執行機構輸出推力的比較來實現的,也可隻用一個薄膜執行機構。當(dāng)取(qǔ)壓點的信號來自同一管道上安裝的孔板兩側時,可用於控製流量。
帶指揮器(qì)的自力式控製閥與直接(jiē)作用自力式(shì)控製閥類似,其設定信號由指揮器的(de)設定彈(dàn)簧設置(zhì)。圖2—18是帶指揮器的自力式控製閥原理圖。圖示連接(jiē)用於閥後壓力控製。如果閥後(hòu)壓力升高,表(biǎo)示膜頭l下麵的壓力高於(yú)上麵壓力,閥芯(xīn)3上移,控製(zhì)閥的流通麵積減小,使閥後壓力下降。同時,作用在指揮器膜片4的壓力也升高(gāo),其作用-力大於由設定彈簧5提供的作用力,使指揮器組件6移(yí)動,擋板7。靠近噴嘴8,指揮器輸出壓力隨之減(jiǎn)小,即在膜頭l上麵壓力減小,使閥芯(xīn)3上移,直到閥後壓力(lì)與設定彈簧的作用力平衡為(wéi)止。針閥2用(yòng)於調節放大係數,過濾器9用於過濾介質中的顆粒(lì)雜(zá)質,防止(zhǐ)噴嘴被堵塞。
另有一種采用重錘作(zuò)為設定(dìng)的自力式壓力控製(zhì)閥。重錘經杠杆連接到閥(fá)杆,其重力經放大後作(zuò)用在閥杆(gǎn)上,而閥前或閥後壓力經薄膜(mó)轉換為推力同樣作(zuò)用在閥杆上,隻(zhī)有兩者平衡時,閥(fá)杆才不移動。由於其結構更簡單(dān),維護量少,在一(yī)些不重要或初級的壓力控(kòng)製係統中被采用例如(rú),蒸汽分壓缸的壓力控製等。
一些壓力泄放閥(包括蒸汽疏水器、排(pái)氣閥等)和壓力安全閥也屬於自力、式兩位閥門。
液位(wèi)控製可轉換為壓力或壓差控製,因此,也可采用自力式壓力或壓差控製閥實現。
2.自力式溫度控製閥。自力式溫度(dù)控製(zhì)閥的溫度信號來(lái)自溫(wēn)包,當溫度變化時,溫包內的氣體介質膨脹,使壓力(lì)變化,該壓力信號被用於作為控製信號,使自力式(shì)溫度控製閥動作。圖2—19是自力式溫度控製閥(fá)的示意圖。
圖2—18 帶指揮器自力式控製閥