溫度調節閥
用途與特點
自力式電控溫度調節閥(適用於較大口徑及導熱油控制),該閥最大的特點只需普通220V電源,利用被調介質自身能量,直接對蒸汽、熱水、熱油與氣體等介質的溫度實行自動調節和控制,亦可使用在防止對過熱或熱交換場合,該閥結構簡單,操作方便,選用調溫範圍廣、回響時間快、密封性能可靠,並可在運行中隨意進行調節,因而廣泛套用於化工、石油、食品、輕紡、賓館與飯店等部門的熱水供應。
結構與原理
調節閥由主閥、智慧型執行器與感測器三部分組成,根據用戶需要,分別有加熱型與冷卻型兩種結構。
1、 加熱型調節閥的結構與原理,見附圖示:
工作前主閥芯處於半開位置,感測器處於自然狀態。接上電源,主閥芯全開。介質由箭頭方向流入主閥體、經閥芯對儲熱箱進行加熱。當溫度升到相應設定值時,感測器即產生相應線性信號輸入一體化智慧型執行機構,隨即驅動閥桿、閥芯產生位移,關閉主閥芯停止加熱。當溫度低於設定值時,感測器即產生線性信號輸入執行機構,驅動閥芯漸開,使介質按拋物線特性流入儲熱箱,進行加熱直至設定值。這樣被控介質始終在設定溫度範圍內被控制,從而達到控溫目的。
外型示意圖
(1)智慧型型執行器
(2)主閥體
(3)感測器
(4)毛細管
(5)手動機構
備註︰常說的加熱型、冷卻型。在此閥中只要更換閥芯結構即可以實現。
主要參數表
公稱通徑 (毫米) | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 |
公稱壓力 PN兆帕 | 1.0、1.6、2.5、 4.0 | | | | | | | | | | | |
流量能力 立方米/時 | 5 | 7 | 10 | 16 | 25 | 40 | 63 | 100 | 160 | 250 | 400 | 630 |
額定行程 毫米 | 6 | 8 | 10 | 14 | 20 | 30 | 30 | 40 | | | | |
溫度調節範圍 攝氏度 | 0~120 : 100~250 | | | | | | | | | | | |
調節精度 (攝氏度) | ± 1 ~ ± 5 | | | | | | | | | | | |
使用介質 | 蒸汽、水、油、氣體 | | | | | | | | | | | |
允許泄漏量 | 硬密封 | 10 -4 X 閥額定容量 | | | | | | | | | | |
軟密封 | “ 0 ” | | | | | | | | | | | |
毛細管長度 | 3m 、 5m 、 10m | | | | | | | | | | | |
溫包扦入深度 | 270 、 430 、 630 | | | | | | | | | | | |
聯接螺紋 | 3/4 ” 1 ” | | | | | | | | | | | |
注意四個方面
溫度調節與控制是自控執行中的難題,溫度調節閥有四個方面需要注意:
1、熱膨脹,冷收縮的影響
高溫閥與常溫閥的結構及閥內件有很大的差異,如導向間隙、閥板轉動間隙、軸承方式 等。除了從設計、製造方面控制外,從閥型結構的選擇上來減少熱膨脹、冷收縮的影響的方 式更為可取。實踐證明擋板式蝶閥是一種非常好的溫度閥,擋板與閥體內腔間的間隙為3~6 mm,可徹底解決閥板與閥體內腔高溫中卡阻的問題,並可達到較高的切斷性能(5×10-4)。
對於介質溫度高於400℃的場合普通的定位導向 結構是不可靠的。此時應採用外部軸承結構來保證 閥板的定位與支撐,這樣可以避免內部高溫對導向 結構的影響。 華林公司發明的“日”字型專利定位系統,該 系統可起到非常好的定位、支撐和保護作用,能保 證閥板在縱向的準確定位,避免閥板因重力而下垂 造成的堵卡。同時,由於定位系統承受了閥板、閥 桿的重力,從而減輕了執行機構負載,減輕了外部 軸承負載,避免了常規蝶閥水平安裝使用時易出現 的單邊卡阻現象,可垂直安裝。
2、密封方式的選擇
在高溫條件下實現較高的切斷性能是很困難的,很多常規的高性能密封方式是不可取的(如 O 形圈、四氟 材料、彈性金屬材料等)。在500℃以內,可採用特種復 合石墨閥座軟密封方式。典型的產品有華林的軟密封高 溫O型切斷球閥、V型球閥和軟密封高溫全功能超輕型調 節閥等。在500℃以上的條件下,只能採用金屬對金屬硬 密封方式(一般採用蝶閥結構)。為防止因高溫中材料 膨脹,而產生的卡阻的問題,密封間隙通常留得較大。 從而導致泄漏率較大。為解決這一問題,華林公司開發 了高溫擋板式蝶閥,它採用平面檔板(閥板)落於閥體 凸台(一體化)之上的工藝,形成圓線密封面,達到很 好的密封效果,泄漏率僅為10-3~10-4。同時在密封面上堆 焊的耐磨合金使閥具有了較好的密封可靠性,使用壽命 也得以延長。
3、填料的耐溫性能
標準的聚四氟乙烯填料僅能用於200℃以下場合,如需用於中高溫場合則必須採用伸長型閥 蓋以防止填料受到極高溫度的影響。但較長較細的閥桿在高溫條件下強度較差,易出現彎曲現象。 因此,高溫條件下應採用耐溫性能優異(可達600℃)的柔性石墨填料,還可以大大降低伸長型閥 蓋的高度。同時配以“旋轉類閥 + 粗閥桿”的方式提高閥整體強度,從而較好地解決這一問題。
4、閥體及閥內件材料的選擇問題
用於450℃以上的環境中的調節閥,在設計和選用時必須考慮溫度、壓力條件對材料機械 強度的影響,如在鍋爐給水系統和過熱旁路系統高溫條件下,常規閥體及閥內件材料是不適 用的(例如O 形圈、四氟材料、彈性材料和標準墊片等)。因此,必須選用更加耐用的材料。 一般材料可使用的最高溫度為500℃左右。對於高於 538℃的場合,閥體通常採用鉻-鉬鋼。對 於最高溫度達1035℃左右的場合,通常選用SUS310S型不鏽鋼,而且材料含碳量必須控制在 0.04 ~0.08%之間。對於更高的溫度,建議採用內襯非金屬耐熱材料(可用於1200℃的高溫場合) 或特殊的耐高溫高強度合金(如發動機燃燒室用耐高溫高強度合金,可直接用於 1000℃高溫 場合)。