FAIRCHILD調節(jié)閥基本特性

　　FAIRCHILD調節(jié)閥與不是全開就是全閉的斷流閥不同，它可能有無數(shù)個工作位置。調節(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。雖然調節(jié)閥可能有附加的斷流要求，但因為在許多調節(jié)閥結構中控制時主要目的，而斷流作用式次要的，所以調節(jié)閥并沒有良的斷流特性。因此，一般的作法是在一個系統(tǒng)中既裝上斷流閥，也裝上調節(jié)，保留各自不同的作用。

　　FAIRCHILD調節(jié)閥閥的主要類型

　　FAIRCHILD調節(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，為閥芯移動起導向作用；由于上、下都有導向作用，所以稱為雙導向。閥蓋的斜孔連通它的內腔和閥后內腔，當閥芯移動時，閥蓋內腔電解質很容易通過斜孔流入閥后，不會影響閥芯的移動。

　　這種閥門的閥體內只有一個閥芯和一個閥座，特點是泄漏量小，易于關閉，甚至切斷，因此，結構上有調節(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。它的另一個特點是介質對閥芯推力大，即不平衡力，特別是在高壓差、大口徑時更為嚴重，所以僅適用于低壓差場合，否則應該適當選用推力大的執(zhí)行機構或配以閥門定位器。

　　FAIRCHILD調節(jié)閥有正裝和反裝兩種類型，當閥芯向下移動時，閥芯與閥座之間流通面積減小，稱為正裝；反之，稱為反裝。調節(jié)閥的公稱直徑DN和閥座直徑dN 標志著閥門規(guī)格的大小。

　　FAIRCHILD調節(jié)閥的流量特性

　　在選用流量調節(jié)閥時，重要的標準之一是它的流量特性。調節(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)關系，即:

　　通常的流量特性有線性的、改進線性的、等百分比的以及平萬根 (快速開啟)的。這些特性曲線的比較見圖2-2

　　FAIRCHILD調節(jié)閥流量特性的比較

　　(1) 線性流量特性

　　FAIRCHILD調節(jié)閥線性流量特性閥門的流量與閥門位置成線性變化。對于線性控制閥來說，表示流量與閥門開啟度間函數(shù)關系的一般方程是:

　　流量與閥門開啟度成線性特性的圖形，在直角坐標系上是一條直線。

　　(2)拋物線流量特性

　　FAIRCHILD調節(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。對于拋物線特性的控制閥來說表示流量與閥門開啟度函數(shù)關系的一般萬程是:

　　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)。當畫在對數(shù)?對數(shù)坐標紙上時，拋物線特性為一直線。拋曲線流量特性的一般數(shù)學表達式是:式中n是任意實數(shù)。

　　(3)改進的線性特性

　　有一種將拋物線特性與線性特性相結合的流量控制特性叫做改進的線性特性。這種改進的線性特性在閥門開啟度的前30%范圍內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%的范圍內均是線性特性。從這里開始，直到全開位置，改進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)或對數(shù)特性，是當行程(開啟度)變化一個單位量時，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%時流量的變化為10%，而開啟度由60%變到70%時流量的變化同樣是10%。對于等百分比控制閥來說，表示流量與閥門開啟度間函數(shù)關系的一股方程是:

　　表示等百分比特性的流量與閥門開啟度的關系的圖形，當流量作為對數(shù)縱坐標劃在半對數(shù)坐標紙上是一條直線，而畫在直角坐標紙上是一條指數(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調節(jié)閥執(zhí)行機構的選擇

　　為了使調節(jié)閥能正常工作，配用的執(zhí)行機構要能產生足夠的輸出力來克服各種阻力，高度的密封或閥門的開啟。

　　對于所用的氣動、電液、電動執(zhí)行機構，一般都沒有復位彈簧。作用力的大小與它的運動方向無關，因此，選擇執(zhí)行機構的關鍵在于弄清大的輸出力或電機大轉動力矩。

　　對于單作用氣動執(zhí)行機構，輸出力與閥門開度有關，調節(jié)閥上出現(xiàn)的力也將影響運動特性，因此，要求在整個調節(jié)閥的開度范圍建立力平衡。如果執(zhí)行機構的輸出力為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

　　流體通過調節(jié)閥時，閥芯受到靜壓和動壓的作用，產生使閥芯上下移動的軸向力和閥芯旋轉的切向力。對于直線位移的調節(jié)閥來說，軸向力直接影響閥芯位移與執(zhí)行機構信號力的關系，因此，閥芯所受到的軸向合力稱為不平衡力。對于角位移調節(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。