FAIRCHILD調(diào)節(jié)閥基本特性

　　FAIRCHILD調(diào)節(jié)閥與不是全開就是全閉的斷流閥不同，它可能有無(wú)數(shù)個(gè)工作位置。調(diào)節(jié)閥的節(jié)流作用與斷流閥的斷流作用在要求上是不同的。雖然調(diào)節(jié)閥可能有附加的斷流要求，但因?yàn)樵谠S多調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)中控制時(shí)主要目的，而斷流作用式次要的，所以調(diào)節(jié)閥并沒有良的斷流特性。因此，一般的作法是在一個(gè)系統(tǒng)中既裝上斷流閥，也裝上調(diào)節(jié)，保留各自不同的作用。

　　FAIRCHILD調(diào)節(jié)閥閥的主要類型

　　FAIRCHILD調(diào)節(jié)閥是由上閥蓋、下閥蓋、閥體、閥座、閥芯、閥桿、填料和壓板等零件組成的。閥芯和閥桿連接在一起，連接方法可用緊配合銷釘固定或螺紋連接銷釘固定。上、下閥蓋都裝有襯套，為閥芯移動(dòng)起導(dǎo)向作用；由于上、下都有導(dǎo)向作用，所以稱為雙導(dǎo)向。閥蓋的斜孔連通它的內(nèi)腔和閥后內(nèi)腔，當(dāng)閥芯移動(dòng)時(shí)，閥蓋內(nèi)腔電解質(zhì)很容易通過斜孔流入閥后，不會(huì)影響閥芯的移動(dòng)。

　　這種閥門的閥體內(nèi)只有一個(gè)閥芯和一個(gè)閥座，特點(diǎn)是泄漏量小，易于關(guān)閉，甚至切斷，因此，結(jié)構(gòu)上有調(diào)節(jié)型和切斷型，它們的區(qū)別在于閥芯形狀不同，前者為柱塞型，后者為平板型。它的另一個(gè)特點(diǎn)是介質(zhì)對(duì)閥芯推力大，即不平衡力，特別是在高壓差、大口徑時(shí)更為嚴(yán)重，所以僅適用于低壓差場(chǎng)合，否則應(yīng)該適當(dāng)選用推力大的執(zhí)行機(jī)構(gòu)或配以閥門定位器。

　　FAIRCHILD調(diào)節(jié)閥有正裝和反裝兩種類型，當(dāng)閥芯向下移動(dòng)時(shí)，閥芯與閥座之間流通面積減小，稱為正裝；反之，稱為反裝。調(diào)節(jié)閥的公稱直徑DN和閥座直徑dN 標(biāo)志著閥門規(guī)格的大小。

　　FAIRCHILD調(diào)節(jié)閥的流量特性

　　在選用流量調(diào)節(jié)閥時(shí)，重要的標(biāo)準(zhǔn)之一是它的流量特性。調(diào)節(jié)閥的流量特性取決于它固有的流量特性。固有的流量特性表示為在恒溫和閥門兩邊壓力降不變的情況下，通過閥門的流量與控制元件位置 (閥桿行程)的函數(shù)關(guān)系，即:

　　通常的流量特性有線性的、改進(jìn)線性的、等百分比的以及平萬(wàn)根 (快速開啟)的。這些特性曲線的比較見圖2-2

　　FAIRCHILD調(diào)節(jié)閥流量特性的比較

　　(1) 線性流量特性

　　FAIRCHILD調(diào)節(jié)閥線性流量特性閥門的流量與閥門位置成線性變化。對(duì)于線性控制閥來(lái)說，表示流量與閥門開啟度間函數(shù)關(guān)系的一般方程是:

　　流量與閥門開啟度成線性特性的圖形，在直角坐標(biāo)系上是一條直線。

　　(2)拋物線流量特性

　　FAIRCHILD調(diào)節(jié)閥拋物線流量特性是流量與控制元件位移的平方成正比。對(duì)于拋物線特性的控制閥來(lái)說表示流量與閥門開啟度函數(shù)關(guān)系的一般萬(wàn)程是:

　　拋物線流量特性中流量變化率與閥門開啟度的比值為常數(shù)。當(dāng)畫在對(duì)數(shù)?對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上時(shí)，拋物線特性為一直線。拋曲線流量特性的一般數(shù)學(xué)表達(dá)式是:式中n是任意實(shí)數(shù)。

　　(3)改進(jìn)的線性特性

　　有一種將拋物線特性與線性特性相結(jié)合的流量控制特性叫做改進(jìn)的線性特性。這種改進(jìn)的線性特性在閥門開啟度的前30%范圍內(nèi)是一條拋物形的特性曲線，但在這以后，直到接近于流量的80%或90%的范圍內(nèi)均是線性特性。從這里開始，直到全開位置，改進(jìn)的線性特性類似于乎方根特性。

　　(4)等百分比流量特性

　　等百分比流量特性也叫做指數(shù)或?qū)?shù)特性，是當(dāng)行程(開啟度)變化一個(gè)單位量時(shí)，流量變化的百分比相同的一種特性。這種形式的控制特性是在開啟度由10%變至70%時(shí)流量的變化為10%，而開啟度由60%變到70%時(shí)流量的變化同樣是10%。對(duì)于等百分比控制閥來(lái)說，表示流量與閥門開啟度間函數(shù)關(guān)系的一股方程是:

　　表示等百分比特性的流量與閥門開啟度的關(guān)系的圖形，當(dāng)流量作為對(duì)數(shù)縱坐標(biāo)劃在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上是一條直線，而畫在直角坐標(biāo)紙上是一條指數(shù)曲線。

　　(5)平方根(快速開啟)流量特性

　　平方根流量特性是流量與控制元件位移的平方根成正比的一種特性，表示流量與閥門開啟度間因數(shù)關(guān)系的一般方程是:

　　這種類型的特性通常叫做快速開啟特性。

　　2.3調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇

　　為了使調(diào)節(jié)閥能正常工作，配用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)要能產(chǎn)生足夠的輸出力來(lái)克服各種阻力，高度的密封或閥門的開啟。

　　對(duì)于所用的氣動(dòng)、電液、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一般都沒有復(fù)位彈簧。作用力的大小與它的運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)，因此，選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵在于弄清大的輸出力或電機(jī)大轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。

　　對(duì)于單作用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，輸出力與閥門開度有關(guān)，調(diào)節(jié)閥上出現(xiàn)的力也將影響運(yùn)動(dòng)特性，因此，要求在整個(gè)調(diào)節(jié)閥的開度范圍建立力平衡。如果執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力為F，它的力平衡方程式為:

　　其中主要是指作用在閥芯上的不平衡力和不平衡力矩。

　　(1)不平衡力和不平衡力矩

　　流體通過調(diào)節(jié)閥時(shí)，閥芯受到靜壓和動(dòng)壓的作用，產(chǎn)生使閥芯上下移動(dòng)的軸向力和閥芯旋轉(zhuǎn)的切向力。對(duì)于直線位移的調(diào)節(jié)閥來(lái)說，軸向力直接影響閥芯位移與執(zhí)行機(jī)構(gòu)信號(hào)力的關(guān)系，因此，閥芯所受到的軸向合力稱為不平衡力。對(duì)于角位移調(diào)節(jié)閥，如蝶閥、球閥、偏旋閥等，影響其角位移的是閥板軸受到的切向合力矩，稱之為不平力矩。