电动调节阀(ElectricControlValve)是一种通过电动执行器接收外部控制信号(如4-20mA电流信号、0-10V电压信号或数字通信信号),驱动阀门的阀杆或转轴运动,从而精确、连续地调节阀门开度,以控制管道中介质(液体、气体、蒸汽等)的流量、压力、温度或液位等工艺参数的自动化阀门。
它是现代工业自动化控制系统中实现过程调节的核心执行元件之一。
主要结构
电动调节阀通常由两大部分组成:
调节阀体(ControlValveBody):
功能:作为流体通道,通过改变阀芯与阀座之间的流通截面积来调节流量。
类型:根据结构和应用,主要有:
直通单座阀(GlobeValve):泄漏量小,适用于要求严密关闭、压差不大、流量较小的场合。
直通双座阀(Double-PortedValve):允许压差大,流通能力大,但泄漏量相对较大。
套筒阀(CageValve):噪音低,稳定性好,调节性能优,维护方便,应用广泛。
角形阀(AngleValve):流路简单,适用于高粘度、含颗粒或易结晶的介质。
三通阀(Three-WayValve):用于分流或合流,调节两种流体的混合比例。
蝶阀(ButterflyValve):结构紧凑,重量轻,流阻小,适用于大口径、低压差场合。
球阀(BallValve):V型球阀具有良好的调节特性,可实现近似等百分比流量特性。
材质:根据介质的腐蚀性、温度、压力选择,如铸钢、不锈钢、合金钢、衬氟塑料等。
流量特性:阀芯的形状决定了阀门的流量特性(如线性、等百分比、快开),影响调节精度和稳定性。
电动执行器(ElectricActuator):
功能:将接收到的电信号转换为机械位移(直线或旋转运动),驱动阀体动作。
核心部件:
电机:提供动力。
减速齿轮箱:将电机的高速旋转减速增扭。
位置传感器(如电位器、编码器):检测阀门的实际开度。
控制单元/伺服放大器:接收控制信号,与位置反馈信号进行比较,驱动电机正转、反转或停止,实现闭环控制。
手轮机构:在断电或调试时,可手动操作阀门。
类型:
直行程执行器:输出直线运动,用于驱动直通阀、角形阀等。
角行程执行器:输出旋转运动(通常90°或0-180°),用于驱动蝶阀、球阀、旋塞阀等。
多回转执行器:输出多圈旋转,用于闸阀、截止阀等需要多圈操作的阀门(较少用于调节)。
工作原理
信号接收:控制系统(如PLC、DCS、温控器)根据工艺要求,输出一个代表目标开度的模拟信号(如12mA)或数字信号到电动执行器的控制单元。
比较与驱动:执行器内的控制单元将接收到的设定信号与位置传感器反馈回来的实际开度信号进行比较。如果存在偏差,控制单元会驱动电机向减小偏差的方向旋转。
机械传动:电机通过减速齿轮箱,将动力传递给输出轴(直行程为推杆,角行程为转轴)。
阀门动作:执行器的输出轴驱动调节阀体的阀杆或阀轴运动,改变阀芯位置,从而调节阀门开度。
反馈与稳定:位置传感器持续检测阀门开度并反馈给控制单元。当实际开度达到设定信号对应的开度时,偏差为零,电机停止,阀门保持在该开度,实现精确调节。