自力式指揮器壓力調(diào)節(jié)閥（供氮閥）

一、額定流量系數(shù)選型： 
    LK-ZZYVP-16P自力式指揮器壓力調(diào)節(jié)閥（供氮閥）額定流量系數(shù)的數(shù)值由制造廠規(guī)定，調(diào)壓閥額定流量系數(shù)的實(shí)測(cè)值與規(guī)定值的偏差不超過(guò)規(guī)定值正負(fù)10%。當(dāng)額定流量系數(shù)KV<5時(shí)，應(yīng)不超過(guò)規(guī)定值正負(fù)20%。

二、用途與特點(diǎn)：

   LK-ZZYVP-16P自力式指揮器壓力調(diào)節(jié)閥（供氮閥）（即氮封閥），是一種無(wú)須外來(lái)能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身的壓力變化達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)和穩(wěn)定閥后壓力為設(shè)定值的節(jié)能型壓力調(diào)節(jié)閥。該閥壓力設(shè)定在指揮器上實(shí)現(xiàn)，方便、快捷，壓力設(shè)定值在運(yùn)行中也可隨意調(diào)整；控制精度高，可比一般ZZY型直接操作自力式壓力調(diào)節(jié)閥高一倍，適合于控制精度要求高的場(chǎng)合。它廣泛應(yīng)用于化工、石油、冶金、電力、輕紡等工業(yè)部門中用作生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)調(diào)節(jié)。（注：下圖為氮封系統(tǒng)上應(yīng)用方案）

三、結(jié)構(gòu)與原理

   LK-ZZYVP-16P自力式指揮器壓力調(diào)節(jié)閥（供氮閥）是由指揮器、調(diào)節(jié)閥、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥后接管四部分組成。（見(jiàn)圖一）

工作原理：介質(zhì)以所示箭頭方向進(jìn)入閥體，一路經(jīng)過(guò)濾減壓器減壓后的壓力被引入指揮器；另一路通過(guò)閥芯、閥座，節(jié)流后的壓力流向閥后，并通過(guò)導(dǎo)壓管引入指揮器執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)閥后壓力高于設(shè)定壓力時(shí)，其壓力作用在指揮器薄膜有效面上產(chǎn)生一個(gè)推力帶動(dòng)指揮器閥芯關(guān)閉，切斷引入主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜室中的壓力，使主閥閥芯關(guān)閉，閥后壓力隨之降低。當(dāng)閥后壓力低于設(shè)定值時(shí)，由于指揮器主彈簧的反作用力打開(kāi)指揮器閥芯，閥前壓力又被引入主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜室產(chǎn)生推力，使主閥閥芯打開(kāi)，閥后壓力隨之升高。如此往復(fù)，保持閥后壓力為設(shè)定值。

圖一 、ZZYVP-16B供氮閥

圖二、ZZVP-16K泄氮閥

四、主要參數(shù)、性能指標(biāo)與材料

1、主要參數(shù)及主要性能指標(biāo)見(jiàn)表一                                        表一

2、壓力調(diào)節(jié)范圍見(jiàn)表二                                                   表二

3、主要零件材料見(jiàn)表三                                                   表三

                                 圖二 外形圖

4、外形尺寸見(jiàn)表四、圖二                                    表四   單位：mm

注： 1）標(biāo)準(zhǔn)法蘭連接形式PN16為凸面，連接尺寸鑄鐵法蘭按GB4216.5-84，鑄鋼法蘭按GB9113-2000、JB/T-94，閥體法蘭及法蘭端面距也可按用戶指定標(biāo)準(zhǔn)制造，如：ANSI，JIS，DIN等標(biāo)準(zhǔn)。

    2）接管根據(jù)用戶需要配置

5、產(chǎn)品重量見(jiàn)表五                                           表五   單位：Kg

6、耐工作振動(dòng)性能：
    調(diào)壓閥應(yīng)進(jìn)行振動(dòng)頻率為10Hz~55Hz，位移幅值為0.15mm和振動(dòng)頻率為55Hz~150Hz，加速度為20m/s2的正弦掃頻振動(dòng)試驗(yàn)。并在諧振頻率上進(jìn)行30min的耐振動(dòng)試驗(yàn)。試驗(yàn)后調(diào)壓閥的壓力設(shè)定范圍、壓力負(fù)載特性、流量負(fù)載特性、開(kāi)啟壓力偏差、啟閉壓差、填料函及連接處的密封性、氣室 的密封性仍應(yīng)符合要求。

7、按工藝條件選擇調(diào)節(jié)閥
    在選擇閥門之前，要對(duì)控制過(guò)程進(jìn)行認(rèn)真分析，收集足夠的數(shù)據(jù)，了解系統(tǒng)對(duì)調(diào)節(jié)閥的要求，包括操作性能、可靠性、安全性等方面。調(diào)節(jié)閥的選擇一般應(yīng)滿足適用要求，降低成本。如果使用條件不高，各種類型的調(diào)節(jié)閥都可以使用，帽以考慮成本高低為準(zhǔn)則。如果條件較苛刻，可供選擇的類型就不多。如果在極端情況下，如操作介質(zhì)是腐蝕性泥漿，在高壓條件下工作，操作介質(zhì)含有較大的磨蝕性顆粒，且有閃蒸作用，則很難找到真正合適的調(diào)節(jié)閥。

五、安裝、維護(hù)與調(diào)試

1、安裝（見(jiàn)圖三）

• 檢查整機(jī)零件是否缺損與松動(dòng)，對(duì)使用有害人體健康的介質(zhì)，必須進(jìn)行強(qiáng)度、密封、泄漏與精度測(cè)試。

• 在安裝前，對(duì)管道進(jìn)行清洗（否則由于焊渣等管道垃圾，損壞閥芯密封面，導(dǎo)致閥門不能正常工作），閥門入口處要有足夠的直管段，并配有過(guò)濾器。閥體與管道的法蘭連接，要注意同軸度。

• 安裝場(chǎng)地應(yīng)考慮到人員與設(shè)備的安全，即便于操作，又有利于拆裝與維修。

• 閥門應(yīng)正立垂直安裝在水平管道上，導(dǎo)壓管必須安裝在距離閥出口至少六倍于公稱通徑的閥后管道上。閥自重較大與有振動(dòng)的場(chǎng)合，要用支撐架，盡量避免水平安裝。

• 介質(zhì)流動(dòng)方向應(yīng)與閥體上的箭頭指向一致。因微壓閥屬于精密儀表，其中指揮器膜片直接承受介質(zhì)壓力，若閥門反裝或管道有反沖壓力，則指揮器膜片由于受壓過(guò)高導(dǎo)致膜片損壞，閥門不能工作。閥門應(yīng)在環(huán)境溫度-25～+55℃場(chǎng)所使用。

• 為使自控系統(tǒng)失靈或檢修閥門時(shí)，仍能連續(xù)生產(chǎn)，應(yīng)設(shè)置旁路閥（見(jiàn)圖三）。

2、維護(hù)：

• 清洗閥門：對(duì)清洗一般介質(zhì)，只要用水洗凈就可以。但對(duì)清洗有害健康的介質(zhì)，首先要了解其性質(zhì)，在選用相應(yīng)的清洗辦法。

• 閥門的拆卸：將外露表面生銹的零件先除銹，但在除銹前，要保護(hù)好閥座、閥芯、閥桿與推桿等精密零件的加工表面。拆裝閥座時(shí)應(yīng)使用專用工具。

• 閥芯、閥座：二密封面有較小的銹斑與磨損，可用機(jī)械加工的方法進(jìn)行修理，如損壞嚴(yán)重必須換新。但不管修理或更換后的硬密封面，都必須進(jìn)行研磨。

• 閥桿：表面損壞，必須換新。

• 壓縮彈簧：如有裂紋等影響強(qiáng)度的缺陷，必須換新。

• 易損零件：填料、密封墊片與O型圈，每次檢修時(shí)，全部換新。膜片必須檢查是否有預(yù)示將來(lái)可能發(fā)生裂紋、老化與腐蝕等痕跡，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果，決定是否更換，但膜片使用期一般*多2～3年。

• 閥門組裝要注意對(duì)中，螺栓要在對(duì)角線上擰緊，滑動(dòng)部分要加潤(rùn)滑油。組裝后應(yīng)按產(chǎn)品出廠測(cè)試項(xiàng)目與方法調(diào)試，并在這期間，可更準(zhǔn)確地調(diào)整填料壓緊力與閥芯關(guān)閉位置。

3、調(diào)試：

    所需要壓力值是通過(guò)對(duì)指揮器頂部的調(diào)節(jié)螺母的操作而得到調(diào)整，打開(kāi)頂部的防塵蓋，用扳手調(diào)整調(diào)節(jié)螺母。順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)使壓力增大，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)則壓力減小。安裝在壓力調(diào)節(jié)閥后的壓力表，可使工作人員借以觀察調(diào)整后的壓力給定值。

六、訂貨時(shí)請(qǐng)注明下列條件：
1）閥門型號(hào)
2）通徑×閥座尺寸Kv值
3）閥體壓力及連接形式
4）閥體和閥內(nèi)組件的材料
5）閥特性及閥芯的形式
6）上閥蓋形式
7）執(zhí)行機(jī)構(gòu)形式，是否帶手輪機(jī)構(gòu)及供氣壓力
8）正/反作用（氣關(guān)式或氣開(kāi)式）
9） 附件（帶過(guò)濾器減壓閥等）
10）特殊要求（禁水處理，禁銅等）
11）介質(zhì)名稱
12）正常流量及*大流量
13）介質(zhì)壓力，閥全開(kāi)和全閉時(shí)閥進(jìn)口和出口壓力
14）介質(zhì)溫度和比重
15）介質(zhì)粘度，是否含有懸濁液，是否有閃蒸現(xiàn)象。

八、特殊工況下使用解決方案：
下面討論在各種工藝條件下，選擇閥門時(shí)應(yīng)該如何考慮。特別是在碰到復(fù)雜的情況時(shí)，應(yīng)該如何解決。

閃蒸和空化：
      在調(diào)節(jié)閥內(nèi)注動(dòng)的液體，常常出現(xiàn)閃蒸和空化兩種現(xiàn)象。它們的發(fā)生不但影響口徑的選擇和計(jì)算，而且將導(dǎo)致嚴(yán)重的噪聲、振動(dòng)、材質(zhì)的破壞等，直接影響調(diào)節(jié)閥的使用壽命。因此，在閥門的計(jì)算和選擇過(guò)程中，閃蒸和空化是不可忽視的問(wèn)題。

      當(dāng)壓力為P1的液體流經(jīng)節(jié)流孔時(shí)，流速突然急劇增加，而靜壓力驟然下降，當(dāng)孔后壓力P2達(dá)到或者低于該流體所在情況下的飽和蒸汽壓Pv時(shí)，部分液體就汽化成為氣體，形成氣液兩相共存的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為閃蒸時(shí)，對(duì)閥芯等材質(zhì)有侵蝕破壞作用，而且影響液體計(jì)算公式的正確性，使計(jì)算復(fù)雜化。如果產(chǎn)生閃蒸之后，P2不保持在飽和蒸汽壓以下，在離開(kāi)節(jié)流孔之后又急驟上升，這時(shí)氣泡產(chǎn)生破裂并轉(zhuǎn)化形成空腔或氣泡，即閃蒸階段；第二階段時(shí)這些氣泡破裂，即空化階段。
      在許多氣泡集中在節(jié)流孔閥后，自然影響了流量的增加，產(chǎn)生了阻塞情況。因此，閃蒸和空化作用產(chǎn)生的前后計(jì)算公式必然不同。
      在產(chǎn)生空化作用時(shí)，在縮流處的后面，由于壓力恢復(fù)，升高的壓力壓縮氣泡，達(dá)到臨界尺寸的氣泡開(kāi)始變?yōu)闄E圓形。接著，在上游表面開(kāi)始變平，然后突然爆裂，所有的能量集中在破裂點(diǎn)上，產(chǎn)生較大的沖擊力。
      閃蒸和空化只產(chǎn)生在液體介質(zhì)中?？栈饔玫囊浑A段是閃蒸，閥門的出口壓力保持在液體的飽和蒸汽壓力之下，但對(duì)閥內(nèi)件已經(jīng)產(chǎn)生了侵蝕作用，由于在閥芯和閥座環(huán)的接觸線附近流體的速度*高，因此破壞也發(fā)生在這里。閃蒸破壞后的閥芯外表面有一道道磨痕。在空化的第二階段，閥后壓力升高到飽和蒸汽壓以上，由于氣泡的突然破裂，所有的能量集中在破裂點(diǎn)，產(chǎn)生較大的沖擊力，可高達(dá)幾千牛頓，因此嚴(yán)重地沖撞和破壞閥芯、閥座和閥體，這種破壞作用稱為氣蝕。這種作用如同砂子高速噴射在閥芯表面，將固體表層撞擊出磨痕，形成粗糙的、渣孔般的外表面。
      正如人們所說(shuō)的滴水穿石的道理，空化產(chǎn)的破壞作用是十分嚴(yán)重的。即使在高壓差惡劣條件下的空化現(xiàn)象，極硬的閥芯和閥座也只能使用很短的時(shí)間。在這種情況下，選擇閥門應(yīng)該有的適當(dāng)?shù)姆椒ê痛胧?/span>

（1）、從壓差上考慮。由于沒(méi)有一種材料能長(zhǎng)期經(jīng)受空化的破壞作用，因此關(guān)鍵在于避免空化作用的產(chǎn)生。選擇閥門時(shí)要選壓力恢復(fù)系數(shù)小的閥門，例如球閥、蝶閥等。
產(chǎn)生空化時(shí)的*小壓差（臨界壓差）為
△Pr=F2/L(P1-PVC)
空化作用產(chǎn)的同時(shí)產(chǎn)生阻塞流，閥門的壓力恢復(fù)系數(shù)FL小，則△Pr也小。要使調(diào)節(jié)閥不產(chǎn)生空化，選用的△p要小于△Pr。如果由于工藝條件的限制，必須使△P>△Pr，可以考慮兩個(gè)調(diào)節(jié)閥串聯(lián)起來(lái)使用，使每個(gè)調(diào)節(jié)閥的壓差△P都小于△Pr，這就能避免空化，避免氣蝕破壞。
必須指出，當(dāng)閥上壓差△P小于1.5MPa時(shí)，即使產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象，對(duì)材質(zhì)破壞的情況也并不嚴(yán)重，因此不需要采取特殊措施。如果壓差較大，就要設(shè)法避免和解決氣蝕問(wèn)題。例如，對(duì)角形閥采用側(cè)進(jìn)流體時(shí)，閥芯的壽命就比底進(jìn)流體時(shí)長(zhǎng)，因?yàn)楸苊饬嗣芊饷嬷苯悠茐摹Ａ硗?，在閥前或閥后裝限流孔板也可以吸收一些壓降。
（2）、從材料上考慮。一般來(lái)說(shuō)，材料越硬，抗蝕能力越強(qiáng)。人們長(zhǎng)期以來(lái)一直在尋找有高抗蝕性能的材料，但至今仍很難找到合適的材料能夠長(zhǎng)時(shí)間抵御嚴(yán)重空化作用而不受損壞。因此，在有空化作用的情況下，應(yīng)該考慮到閥芯、閥座易于更換。目前，制造閥芯、閥座的材料很多，但若從抗空化的角度來(lái)考慮，國(guó)內(nèi)外*廣泛使用的是司特立合金(一種含鎢、鉻、鈷的合金，硬度RC45)等。但從另一角度來(lái)看，鎢碳鋼又極易脆裂。當(dāng)用司特立合金時(shí)，可在某些不銹鋼基體上進(jìn)行堆焊或噴焊，形成硬化表面。按照不同的使用條件，硬化表面可局限于閥座、閥芯和閥座的密封線附近，也可在整個(gè)表面或閥芯導(dǎo)向柱處進(jìn)行硬化處理。
（3）、從結(jié)構(gòu)上考慮?？稍O(shè)計(jì)特殊結(jié)構(gòu)的閥芯、閥座，以避免氣蝕的破壞作用。其基本原理是使高速液體在通過(guò)閥芯、閥座時(shí)每一點(diǎn)的壓力都高于該溫度下的飽和蒸汽壓力，或者使液體本身相互沖撞，在通道間導(dǎo)致高度紊流，使調(diào)節(jié)閥中液體的動(dòng)能由于相互摩擦而變?yōu)闊崮埽蚨鴾p少氣泡的形成。