自力式调节阀

nxyouz · 发表于 2008-9-29 15:59

几种常用的温度自力式调节阀结构介绍

自力式调节阀发展的比较早，按用途与结构分类主要有压力自力式调节阀、自力式差压调节阀、自力式温度调节阀、自力式液位调节阀和自力式流量调节阀等。温度自力式调节阀适用于以蒸汽为加热介质的各种加热器中，对被加热物质（油、水等）的温度进行自动调节。也可用于以冷水为冷却介质的各种冷凝器中被冷却物质的温度自动调节。

温度自力式调节阀和自力式压力、差压调节阀一样，也有直接作用型和指挥器操作型两种，而指挥器操作型又可分为组装式和整体式两种，下面分别将目前国内外常见的几种结构型式作一简单的介绍。

1、直接作用型温度调节阀

（1）滑油温度调节阀

滑油温度调节阀主要由壳体、感温系统和保险装置三部分组成（见图1）。

图1 滑油温度调节阀

1-壳体 2-衬套 3-套筒阀门 4-波纹管 5-拉伸弹簧 6-套环 7-保险器 8-垫片 9-螺母 10-下盖
11-安全弹簧 12-输出油管 13-冷却油管 14-旁通
感温系统主要由套简阀门3、波纹管4和拉伸弹簧5等构成。保险装置主要由套环6、保险器7、下盖10和安全压缩弹簧11等构成。旁通14内通以循环用润滑油(较热)，而冷却油管13内通以冷却后的补充滑油（较冷），两者在壳体1内混合，其混合后的温度由感温系统检测。
充以低沸点介质的波纹管4随着被测滑油温度的改变产生汽化膨胀力，带动套筒阀门3位移，在拉伸弹簧5的给定力平衡下，使套筒阀门3处于与工作温度相对应位置，即控制旁边管14的流量，保证出油管12的滑油温度恒定在给定温度范围内。拉伸弹簧5用以改变给定温度之用。

保险装置的作用：
当感温系统受意外破坏时，波纹管4内压力下降，拉伸弹簧5压缩波纹管4；套筒阀门3向下拉移，直到接触保险器7跳开套环6的肩缘，此时，在安全弹簧11作用下推动套筒阀门3向上位移，自动关闭旁通管14，而保证柴油机不致因滑油温度过高而损坏。
（2）金属膨胀式温度调节阀

这种温度调节阀主要由双金属感温系统、环形阀调节机构以及能源稳定系统三部分组成（图2）。

图2 金属膨胀式温度调节阀

1-入口 2-腔室 3-硬芯 4-膜片 5-出口 6-弹簧 7-球芯 8-硬铝 9-铟瓦 10-阀座 11-壳体 12-腔室

双金属感温系统由膨胀系数差异较大的铟瓦钢片9及硬铝片8组成，用焊接或铆接方法将它们固定在一起，硬铝片8的一端与壳体11以螺纹相连，铟瓦钢片9的一端固定着球芯7。

   球形阀调节机构由球芯7及阀座10构成。球芯7直接由铟瓦钢带动。

   能源稳定系统同由硬芯3、膜片4、弹簧6和腔室12等组成。作为温度调节器能源使用的介质由入口1进入调节器腔室2且作用在膜片4上，而膜片4的另一边承受弹簧6的作用。当膜片4左右两边作用力相等时，硬芯3与壳体中小孔a处于一定的开启度。所以，介质由入口1进入调节器腔室2中的一部分经小孔a排入大气；另一部分由硬芯3上的孔进入腔室12而由出口5排到热交换器中去。当被控对象的温度未变，而介质的能源压力波动时，例如压力增加时，此时膜片4连同硬芯3向右移动，腔室2内更多的介质由孔a排入大气，使腔室2内压力下降，从而使流经硬芯上小孔排入出口5的压力基本保持不变。同理，能源压力减小时，膜片4连同硬芯3向左移动，关闭了壳体中的小孔a，使腔室2内压力不至于继续降低，仍使流经硬芯上小孔排入出口5的压力基本保持不变。以上就是稳定系统的工作的原理。

这种金属膨胀式温度调节阀的工作原理如下：

当置于被控制对象中的感温系统感受到变化的温度时，例如温度增加，此时杆9带动球芯向右移动，使阀座10与球芯7之间的流通面积增大，腔室12中的介质通过壳体中孔b流入大气中的部分增大，而由出口5流出的介质减小，反之，当温度减小时，球芯7与阀座10间的流通面积减小，由孔b排入大气中的介质减小，而由出口5流出的介质增加，出口5流出的介质迅速引起温度的变化，从而能使被控对象保持一定的温度。

温度调节范围和控制点，取决于铟瓦钢9和硬铝8材料的线膨胀量以及球芯7和阀座10的初始位置。在材料及几何尺寸决定后，可调节硬铝片8与壳体11间螺纹旋入深度以达到调节球芯7和阀座10的相对初始间隙，就可实现改变控制点的目的。

上面两种自力式温度调节阀属于直接作用型，且利用弹簧或是球芯与阀座间的初始间隙来改变控制温度，下面介绍一种变更温包体积来改变控制温度的温度调节阀。

   （3）液体膨胀式温度调节阀

   如图3所示为用调节温包体积来改变控制温度的液体膨胀式温度调节器。

图3 液体膨胀式温度调节阀

1-调节波纹管 2-调节手轮 3-操作波纹管

   图3中温包内有一调节波纹管，调节波纹管外腔、毛细管和操作波纹管外腔间形成密闭系统，密闭系统内充满液体。当旋转调节手轮2时，调节波纹管在温包内收缩或扩张，从而使密闭系统容积改变，假设体积膨胀增量仍要不变的话，则可得到不同的给定温度了。
   2、指挥器操作型温度调节阀

（1）HJ-71型自力式温度调节阀

   HJ-71型自力式温度调节阀，是一种带有指挥器操作的温度调节阀，且指挥器与被其操作的调节机构是一种整体式结构型式。

   图4为HJ-71型温度调节阀外形及结构原理图

图4 HJ-71型自力式温度调节阀

1-主阀弹簧 2-阀芯 3-小孔 4-活塞 5-指挥器弹簧 6-指挥器 7-反馈膜片 8-压座
9-顶杆 10-弹簧螺母 11-调整弹簧 12-温包 13-储液盘 14-毛细管 15-测量膜片

该调节阀是由感温系统、给定元件（调整弹簧11）、指挥器、活塞式执行机构（活塞4）和直通单座调节阀五部分组成。感温系统是内充温包液的温包12、毛细管14、储液盘13和测量膜片15组成的密闭系统。该调节器的其他部分都与整体式指挥器操作型压力调节阀相同。
因此它们的运用原理大致相同，所不同的是：整体式指挥器操作型压力调节阀中测量膜片13接受的是由导压管接头14引入的阀后压力；而图4中的测量膜片15接受的是感温系统内随温包12周围温度而变化的温包液压力。上述调节器适用于以蒸汽为加热介质的各种加热器中，若要用到以冷水为冷却介质的各种冷却器时，需要用图5所示的LQ-72型冷却温度调节阀。图5所示结构是在图4的基础上加上感温系统组成的。因此，它的作用原理不难理解的，这是不再叙述。

图5 LQ-72型冷却温度调节阀

（2）ZZW型自力式温度调节阀

（a）组成及作用原理

ZZW型自力式温度调节阀是用组装的方法将温度检测器、指挥器、过滤器、针形阀和主阀等组合而成的指挥器操作型调节阀（图6）。

图6 ZZW型自力式温度调节阀

由图6可见，它和ZZY型压力自力式调节阀有许多相似之处，仅仅增加了一个温度检测器。

温度检测器1是内充低沸点液体的温包、毛细管和波纹管组成的密闭系统（参见下图）。密闭系统内液体的压力随着温包周围介质温度而变化并通过波纹管传递给指挥器2的测量膜片。指挥器2的给定弹簧是用来调整给定值用的。指挥器测量膜片测得的力和给定弹簧的给定力相比较，控制指挥器输往主阀5的压力，以改变主阀的开度。从而保证了通到加热器去的蒸汽量而维持一事实上的温度之目的。

例如当温度升高时，温度检测器1即可感受到此升高的温度变化，其内压力上升，指挥器2的测量膜片上受的力增大，故指挥器活动组件向右移动，使挡板靠近喷嘴，指挥器的输出减小，从而主阀5膜头上方的压力减小，主阀阀芯在主阀弹簧及主阀膜头下方的压力作用下而向上移动，主阀关小，通过主阀的蒸汽量随之减小，使温度下降。反之，当温度降低时，主阀开大，使温度上升。在整个调节过程中，主阀开启度不停地发生变化，以调节进入加热器的蒸汽量，维持加热器的温度在一定的水平上。

上述温度调节器是适用于以蒸汽为加热介质的加热器。若需用于以冷水为冷却介质的冷凝器时，需用：

图7 B型指挥器和压开式主阀组合

图8 K型指挥器和压闭式主阀组合

[参考文献]

《自动调节仪表》崔根宝、周仕业、于世奇编 1985

hanpingsiping · 发表于 2015-3-9 07:27

学习一下，谢谢楼主