1 自力式调节阀特点
自力式调节阀是一种无须外加驱动能源,依靠被测介质自身的能量,按设定值进行自动调节的控制装置。
它集检测、控制、执行诸多功能于一身,自成一个独立的仪表控制系统。具有以下特点:无需外加驱动能源,节能,运行费用低,适用于爆炸性危险环境;结构简单,维护工作量小,可以实现无人值守;集变送器、控制器及执行机构的功能于一体,价格低廉,节约工程投资。以油田常用的三相分离器为例,使用自力式调节阀工程投资仅为使用电动单元组合仪表的三分之一。
2 自力式调节阀种类
自力式调节阀种类很多,按被控参数可分为自力式压力(差压)调节阀、自力式液位调节阀、自力式温度调节阀、自力式流量调节阀等。
3 自力式调节阀原理
3.1 自力式压力调节阀原理
如图1所示,自力式阀前压力调节阀,其阀芯初始位置在关闭状态。阀前压力P1经阀芯、阀座节流后,变为阀后压力P2,同时P1经过取压管输入至上膜室内作用在膜片上,产生的作用力与弹簧的反作用力相平衡,决定了阀芯、阀座的相对位置,从而控制阀前压力。
当P1增加时,P1作用于膜片上的力也随之增加。此时膜片上的作用力大于弹簧的反作用力,使阀芯向离开阀座的方向移动,这时阀芯与阀座之间的流通面积变大,流阻变小,P1向阀后泄压,直到膜片上的作用力与弹簧反作用力相平衡为止,从而使P1降为设定值。同理,P1降低时,动作方向与上述相反,这就是阀前压力调节的工作原理。
阀后压力调节与阀前的相同,但阀芯反装。
可通过调节弹簧反作用力的大小来改变压力设定值。流量特性一般为快开。
3.2 自力式液位调节阀原理
自力式液位调节阀又称浮子液面调节器,其工作原理如图2所示,浮球通过连杆机构与调节阀的阀杆相连接。通过浮球和连杆机构的作用,调整阀门的开度来使液位保持在适当的高度上。当出液量减少,容器内液位升高时,说明进液量大于出液量,浮球随之升高,并通过连杆机构立即将阀门关小;反之,当液位降低时浮球通过连杆机构将阀门开大,直到进出液量相等,液位稳定为止。这就是进口控制的工作原理。
出口控制与进口控制原理相同,但阀芯反装。
这里,浮球是系统的检测元件,而连杆机构就是一个简单的调节器,阀就是最终执行元件,组成一个完整的液位自控系统。阀的流量特性有直线和等百分比可选。阀体有直通式和角式两种。
3.3 自力式温度调节阀、自力式流量调节阀
其工作原理与自力式压力调节阀大同小异,在此不再赘述。
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