FISHER控制阀维护剖析.ppt
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1、控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 费希尔费希尔控制阀的结构与维护 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 第一章第一章 与阀门使用有关的基本知识与阀门使用有关的基本知识 Tony.HuangTony.Huang控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护1-1 1-1 控制阀的常用压力等级控制阀的常用压力等级 控制阀的压力温度等级是控制阀的压力温度等级是 表示阀体承受工作压力的指标。表示阀体承受工作压力的指标。表示阀体承受工作压力的指标。表示阀体承受工作压力的指标。特定材质的阀体特定材质的阀体 在不同温度条件下所能承受的压力不同。在不同温度条件下所能承受的压力不同。温度等级温度等级 温度等级温度等级
2、 1 1 1 1巴巴巴巴(bar)=1(bar)=1(bar)=1(bar)=1工程大气压工程大气压工程大气压工程大气压=1kgf/cm=1kgf/cm=1kgf/cm=1kgf/cm2 2 2 2 1 1 1 1巴巴巴巴(bar)=100(bar)=100(bar)=100(bar)=100帕帕帕帕(Pa)=10N/cm(Pa)=10N/cm(Pa)=10N/cm(Pa)=10N/cm2 2 2 2=0.1MPa=0.1MPa=0.1MPa=0.1MPa 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 阀门耐压能力表述根据国际标准化组织(阀门耐压能力表述根据国际标准化组织(ISOISO)发布的标准,压
3、力等级与公称)发布的标准,压力等级与公称压力之间的关系为压力之间的关系为 CL 150 CL 150:PN 20 CL 900 PN 20 CL 900 :PN 150 PN 150 CL 300 CL 300:PN 50 CL 1500 PN 50 CL 1500:PN 260 PN 260 CL 600 CL 600:PN 110 CL 2500 PN 110 CL 2500:PN 420 PN 420 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 1 1-2-2 控制阀的流量特性控制阀的流量特性 控制阀的流量特性是指控制阀的行程在控制阀的流量特性是指控制阀的行程在0 0100100的范围内与对应
4、的流经控制阀的的范围内与对应的流经控制阀的 流量之间的关系。流量之间的关系。压差恒定时阀门的流量特性称作固有流量特性。压差恒定时阀门的流量特性称作固有流量特性。在压差等参数变化条件下阀门的流量特性称作实际流量特性。在压差等参数变化条件下阀门的流量特性称作实际流量特性。控制阀的控制阀的流量特性有三种流量特性有三种1.1.线性流量特性线性流量特性2.2.等百分比流量特性等百分比流量特性3.3.快开流量特性快开流量特性 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 1 1-3-3 线性流量特性的特点线性流量特性的特点 阀门行程与阀门流量的变化成正比。阀门行程与阀门流量的变化成正比。n 等百分比流量特性的特点
5、等百分比流量特性的特点 相等的行程增量产生相等百分比的流量的变化相等的行程增量产生相等百分比的流量的变化 (例如:阀塞行程变化(例如:阀塞行程变化1010流量相应变化流量相应变化1010)n 快开流量特性的特点快开流量特性的特点 较小的阀门行程可获得较大的流量变化。较小的阀门行程可获得较大的流量变化。阀门开度增大一定程度时(如阀门开度增大一定程度时(如40406060),流量增量趋减。),流量增量趋减。阀门开度接近最大时(如阀门开度接近最大时(如8080100100),流量增量趋于零。),流量增量趋于零。控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 不同的阀笼形状决定了阀门的不同流量特性不同的阀笼形状
6、决定了阀门的不同流量特性(EZ,GL(EZ,GL型除外型除外)控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 1-4 1-4(阀座)泄漏量(阀座)泄漏量 在一定压差,温度的条件下阀门全关时介质流过阀门的流量。在一定压差,温度的条件下阀门全关时介质流过阀门的流量。泄漏量是衡量阀门内漏的指标泄漏量是衡量阀门内漏的指标 关闭等级关闭等级 ANS ANS IIIIVIVI 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 1 1-5-5 气蚀与闪蒸气蚀与闪蒸 据伯奴利方程,管道内流体的流速提高压力就会下降。据伯奴利方程,管道内流体的流速提高压力就会下降。管道节流处流体速度大幅度提高。压
7、力急剧下降。管道节流处流体速度大幅度提高。压力急剧下降。如果液体流经管道节流处的压力低于汽化压力(如果液体流经管道节流处的压力低于汽化压力(PVPV)将产生汽蚀或闪蒸)将产生汽蚀或闪蒸 现象。现象。气蚀与闪蒸是由于管道节流引起的。气蚀与闪蒸是由于管道节流引起的。控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护如果液体流过管道节流处,压力恢复后如果液体流过管道节流处,压力恢复后P P2 2仍低于汽化压力(仍低于汽化压力(P PV V)()(此时流体内仍有气泡)。此时流体内仍有气泡)。这种现象称为这种现象称为闪蒸。闪蒸。如果液体流过管道节流处,压力恢复后如果液体流过管道节流处,压力恢复后P P2 2高于汽化压
8、力(高于汽化压力(P PV V)(此时流体内气泡破裂)。)(此时流体内气泡破裂)。这种现象称为这种现象称为气蚀。气蚀。闪蒸闪蒸 气蚀气蚀 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 闪蒸闪蒸最严重的破坏发生在流速最高处。即阀塞阀座处。冲蚀是闪蒸破坏的直观表现最严重的破坏发生在流速最高处。即阀塞阀座处。冲蚀是闪蒸破坏的直观表现 气蚀气蚀发生时,气泡破裂释放的能量使阀塞阀座甚至附近管道损坏,并伴发噪声发生时,气泡破裂释放的能量使阀塞阀座甚至附近管道损坏,并伴发噪声 气蚀与闪蒸是致使阀门损坏的重要原因!气蚀与闪蒸是致使阀门损坏的重要原因!人为应素也会使阀门因气蚀人为应素也会使阀门因气蚀/闪蒸遭受不应有的损
9、坏!闪蒸遭受不应有的损坏!控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 第二章第二章 费希尔控制阀的基本结构费希尔控制阀的基本结构控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护2 21 1 控制阀的分类控制阀的分类 按控制阀的结构分类按控制阀的结构分类 笼式阀笼式阀 单座阀单座阀 双座阀双座阀 三通阀三通阀 角阀角阀 球阀球阀 碟阀碟阀控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 按控制阀的控制方式分类按控制阀的控制方式分类 电动控制阀电动控制阀 气动控制阀气动控制阀 液动控制阀液动控制阀 自力式控制阀自力式控制阀控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 按控制阀的动作方式分类按控制阀的动作方式分类 直行程控制阀直行程控制
10、阀 角行程控制阀角行程控制阀 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护2 22 2 费希尔笼式阀的基本结构与特点费希尔笼式阀的基本结构与特点 2 22 21 E 1 E 系列控制阀系列控制阀 E E系列控制阀的基本型号系列控制阀的基本型号 ED ET ES EZ ED ET ES EZ E E系列控制阀的特点系列控制阀的特点 a.a.结构简单结构简单 b.b.易于维护易于维护 (顶装式结构使得维修更方便,便于在线维修)(顶装式结构使得维修更方便,便于在线维修)c.c.使用寿命长使用寿命长 (阀笼导向可保证阀塞在全行程内的对中性,(阀笼导向可保证阀塞在全行程内的对中性,避免或减少振动)避免或减少振动
11、)d.d.流通能力强流通能力强 e.e.阀内件互换性强阀内件互换性强 (可较容易地改变流量特性及流通能力,减少备件储备)(可较容易地改变流量特性及流通能力,减少备件储备)控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 E E 系列系列控制阀主要零件控制阀主要零件阀芯阀芯 ,阀杆阀杆,阀座阀座,阀笼阀笼(支架支架),),垫片垫片,填料等填料等 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护,ED ED 型控制阀型控制阀 特特 点:点:a.a.平衡型阀塞平衡型阀塞 b.b.阀笼导向,阀内件配合精密,阀门运行平稳阀笼导向,阀内件配合精密,阀门运行平稳 c.c.需较小执行器(推力)需较小执行器(推力)d.d.适于温度较高
12、工况(可达适于温度较高工况(可达427C427C)e.e.关闭性能一般(标准为关闭性能一般(标准为ANSI IIANSI II级)级)f.f.主要阀内件:平衡式阀塞,主要阀内件:平衡式阀塞,石墨阀塞环石墨阀塞环(可有多级环),阀笼,可有多级环),阀笼,金属阀座等金属阀座等控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 ET ET 型控制阀型控制阀 特特 点:点:a.a.平衡型阀塞平衡型阀塞 b.b.阀笼导向,阀内件配合精,阀门密运行平稳阀笼导向,阀内件配合精,阀门密运行平稳 c.c.需较小执行器需较小执行器 d.d.适用工况温度较适用工况温度较EDED型低(型低(204C204C)e.e.关闭性能好(可
13、达关闭性能好(可达ANSI V ANSI V 级)级)f.f.主要阀内件:平衡式阀塞,聚酯类阀塞环,阀笼,组合式软阀座主要阀内件:平衡式阀塞,聚酯类阀塞环,阀笼,组合式软阀座(标标 准结构准结构)或或金属阀座等金属阀座等 g.g.标准阀笼,阀塞,金属阀座与标准阀笼,阀塞,金属阀座与EDED相同(可互换)相同(可互换)h.h.标准结构:件式阀塞环软阀座标准结构:件式阀塞环软阀座 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 ES ES 型控制阀型控制阀 特特 点:点:a.a.非平衡型阀塞非平衡型阀塞 b.b.阀笼导向,阀内件配合精,阀门密运行平稳阀笼导向,阀内件配合精,阀门密运行平稳 c.c.需较大执行
14、器(推力)需较大执行器(推力)d.d.适用工况温度较适用工况温度较EDED,ETET型高(高达型高(高达538C538C)e.e.关闭性能好(可达关闭性能好(可达ANSI VIANSI VI级)级)f.f.主要阀内件:非平衡式阀塞,阀笼,金属阀座主要阀内件:非平衡式阀塞,阀笼,金属阀座 或组合式软阀座或组合式软阀座 g.g.标准阀座,阀笼与标准阀座,阀笼与EDED,ETET相同(可互换)相同(可互换)控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 EZ EZ 型控制阀型控制阀 特特 点:点:销钉销钉 a.a.非平衡型阀塞非平衡型阀塞 b.b.无阀笼阀柱导向无阀笼阀柱导向 c.c.需较大执行器(推力)需较
15、大执行器(推力)d.d.适用工况温度与适用工况温度与EDED型相同(高达型相同(高达427C427C)e.e.关闭性能好(可达关闭性能好(可达ANSI VIANSI VI级)级)f.f.主要阀内件:非平衡式阀塞,导向套主要阀内件:非平衡式阀塞,导向套/保持架,金属阀座保持架,金属阀座/组合式软组合式软 阀座,并有满足微小流量要求的阀座,并有满足微小流量要求的 Micro-Flute Micro-Flute内件结构内件结构 g.g.与其它与其它E E系列阀无可互换阀内件系列阀无可互换阀内件 h.h.流量特性取决于阀塞的几何形状而不是阀笼流量特性取决于阀塞的几何形状而不是阀笼控制阀的结构与维护控制
16、阀的结构与维护 ED.ET ED.ET 型阀塞密封环的结构型阀塞密封环的结构 ED ED 型阀塞环主要为石墨材质,矩形结构。并可选用多级环结构(二或三道环)型阀塞环主要为石墨材质,矩形结构。并可选用多级环结构(二或三道环)控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 ED ED 型阀塞环可选用型阀塞环可选用C C形环结构形环结构 采用采用C C形环结构,阀座密封等级可达形环结构,阀座密封等级可达V V级级,工作温度可达工作温度可达593 C593 C控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 ET ET 型软阀座可使密封等级达到型软阀座可使密封等级达到V V级。级。ES ES 型软阀座可使密封等级达到型软阀
17、座可使密封等级达到VIVI级。级。ET ES ET ES 型软阀座均由三件零件构成(由压圈型软阀座均由三件零件构成(由压圈2121,座圈,座圈2323,底圈,底圈2222组成)。组成)。控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 高压控制阀特点高压控制阀特点 n压力等级:压力等级:ANSI 900ANSI 900,15001500,25002500 n各种阀体联接方式各种阀体联接方式 (凸面法兰,(凸面法兰,RTJRTJ法兰法兰 焊接连接焊接连接)n阀内件结构有平衡型(阀内件结构有平衡型(HPTHPT,HPDHPD),),非平衡型非平衡型 (HPSHPS)与与E E系列结构近似,但材质,尺寸相差较大
18、,不可互换系列结构近似,但材质,尺寸相差较大,不可互换 n 因压差较大,较多地使用各种抗气蚀结构因压差较大,较多地使用各种抗气蚀结构 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 高压控制阀的抗气蚀阀内件高压控制阀的抗气蚀阀内件 抵消气蚀影响的主要手段抗气蚀阀笼抵消气蚀影响的主要手段抗气蚀阀笼 抗气蚀阀笼主要是抗气蚀阀笼主要是IIII级,级,IIIIII级抗气蚀阀笼级抗气蚀阀笼 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 抗气蚀孔的作用抗气蚀孔的作用n将较大的喷射性流体分解成许多小的流束,从而将集中单一的总能量分解成将较大的喷射性流
19、体分解成许多小的流束,从而将集中单一的总能量分解成许多小的能量单元。许多小的能量单元。n控制流经阀门的压降不低于流体介质汽化压力,使气泡不能生成从而避免气控制流经阀门的压降不低于流体介质汽化压力,使气泡不能生成从而避免气蚀发生。蚀发生。n在流体流经气蚀孔的过程中衰减部分能量,降低伴随气蚀而产生的噪声。在流体流经气蚀孔的过程中衰减部分能量,降低伴随气蚀而产生的噪声。控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 高压阀的噪声控制高压阀的噪声控制 流体的噪声产生于流体中的应力或剪力。流体的噪声产生于流体中的应力或剪力。与管道相比,控制阀的强度刚性较高,流体流经控制阀的噪声及产生的振动并不发生与管道相比,控制
20、阀的强度刚性较高,流体流经控制阀的噪声及产生的振动并不发生在控制阀所在位置,而是被传递到下游管道。(这种传递是通过流体在系统内的流在控制阀所在位置,而是被传递到下游管道。(这种传递是通过流体在系统内的流动进行的。)管道壁的振动将声压波辐射至环境中形成噪声。动进行的。)管道壁的振动将声压波辐射至环境中形成噪声。费希尔控制阀采用各种结构来有效降低气阀门噪声费希尔控制阀采用各种结构来有效降低气阀门噪声(可降低(可降低151540 dBA)40 dBA)控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 抗噪声阀笼的结构抗噪声阀笼的结构 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护n EW EW 系列控制阀系列控制阀 EW
21、 EW 系列控制阀入口出口尺寸超大,系列控制阀入口出口尺寸超大,用于利用大尺寸管道控制介质流速的场合用于利用大尺寸管道控制介质流速的场合 许多电厂高危疏水阀采用费希尔许多电厂高危疏水阀采用费希尔 EW EW 系列控制阀。系列控制阀。EW EW 系列与系列与 E E 系列内部结构相似,系列内部结构相似,标准阀内件可与标准阀内件可与 E E 系列互换。系列互换。EW EW 系列主要特点与系列主要特点与 E E 系列相同。系列相同。EW EW 系列维修方法与系列维修方法与 E E 系列相同。系列相同。控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护2 23 3 密封件密封件 防止外漏的密封件:防止外漏的密封件:
22、填料与垫片填料与垫片两种主要填料:两种主要填料:PTFEPTFE填料,石墨填料填料,石墨填料 PTFE PTFE 填料的特点填料的特点 摩擦力小无需润滑摩擦力小无需润滑 适于多种介质适于多种介质 填料环由弹簧加载,自动调整填料环由弹簧加载,自动调整 工作温度工作温度40C40C232C232C 要求阀杆必须具有较高光洁度要求阀杆必须具有较高光洁度 不适于核辐射场合(填料易损坏)不适于核辐射场合(填料易损坏)控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 石墨石墨 填料的特点填料的特点 工作温度较高工作温度较高 可高达可高达649C649C 适于多种介质适于多种介质 以及核辐射场合以及核辐射场合 使用寿命
23、较长使用寿命较长 工作温度较高时需润滑工作温度较高时需润滑 摩擦力较大,易产生滞后摩擦力较大,易产生滞后 (死区)(死区)控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护常用填料的安装排列顺序常用填料的安装排列顺序 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 常用垫片常用垫片 标准垫片由金属平垫片,金属缠绕垫,标准垫片由金属平垫片,金属缠绕垫,石墨垫组成石墨垫组成 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 2 2-4-4 FISHER FISHER 控制阀的气动执行器控制阀的气动执行器 气动执行器主要有两种:气动执行器主要有两种:气缸式执行器,薄膜式执行器气缸式执行器,薄膜式执行器 执行器的功能:执行器的功能:控制
24、阀门的开关,保证阀门正常工作所需的行程控制阀门的开关,保证阀门正常工作所需的行程 提供阀门关闭时所需的关闭力提供阀门关闭时所需的关闭力 具备一定的开关速度,保证使用要求具备一定的开关速度,保证使用要求 与相关附件联合使用,满足意外故障时阀门的理想位置与相关附件联合使用,满足意外故障时阀门的理想位置 (故障时阀门打开,或关闭,或即时原位锁定)(故障时阀门打开,或关闭,或即时原位锁定)控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 气动执行器气动执行器基本性能基本性能 1 1.具有足够的推力具有足够的推力 2 2.死区较小死区较小 执行机构需要克服的各种力执行机构需要克服的各种力 a.a.阀塞的不平衡力(即
25、使是平衡型阀塞也会存在不平衡力)阀塞的不平衡力(即使是平衡型阀塞也会存在不平衡力)b.b.阀门关闭等级要求的阀座负荷(关闭等级越高,推力要求越大)阀门关闭等级要求的阀座负荷(关闭等级越高,推力要求越大)c.c.填料的摩擦力填料的摩擦力 d.d.阀内件之间的摩擦力阀内件之间的摩擦力 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 2 24 4-1 1 薄膜式气动执行器薄膜式气动执行器 主要零部件主要零部件 膜室膜室 膜片膜片 弹簧弹簧 推杆推杆 弹簧调整件弹簧调整件 限位装置限位装置 手轮机构手轮机构 控制阀的结构与维护控制阀的结构与维护 直行程薄膜式气动执行器(直行程薄膜式气动执行器(657/667 6
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