調節閥概述

　　在現代化工廠的自動控制中，調節閥起著十分重要的作用，這些工廠的生產取決于流動 著的液體和氣體的正確分配和控制。這些控制無論是能量的交換、壓力的降低或者是簡單的容器加料，都需要*某些最終控制元件去完成。最終控制元件可以認為是自動控制的“體力”。在調節器的低能量級和執行流動流體控制所需的高能級功能之間，最終控制元件完成了必要的功率放大作用。
　　調節閥是最終控制元件的最廣泛使用的型式。其他的最終控制元件包括計量泵、調節擋板和百葉窗式擋板(一種蝶閥的變型)、可變斜度的風扇葉片、電流調節裝置以及不同于閥門的電動機定位裝置。
　　盡管調節閥得到廣泛的使用，調節系統中的其它單元大概都沒有像它那樣少的維護工作量。在許多系統中，調節閥經受的工作條件如溫度、壓力、腐蝕和污染都要比其它部件更為嚴重，然而，當它控制工藝流體的流動時，它必須令人滿意地運行及最少的維修量。
　　調節閥在管道中起可變阻力的作用。它改變工藝流體的紊流度或者在層流情況下提供一個壓力降，壓力降是由改變閥門阻力或“摩擦”所引起的。這一壓力降低過程通常稱為“節流”。對于氣體，它接近于等溫絕熱狀態，偏差取決于氣體的非理想程度(焦耳一湯姆遜效應)。在液體的情況下，壓力則為 紊流或粘滯摩擦所消耗，這兩種情況都把壓力轉化為熱能，導致溫度略為升高。
　　常見的控制回路包括三個主要部分，第一部分是敏感元件，它通常是一個變送器。它是一個能夠用來測量被調工藝參數的裝置，這類參數如壓力、液位或溫度。變送器的輸出被送到調節儀表——調節器，它確定并測量給定值或期望值與工藝參數的實際值之間的偏差，一個接一個地把校正信號送出給最終控制元件——調節閥。閥門改變了流體的流量，使工藝參數達到了期望值。
　　在氣動調節系統中，調節器輸出的氣動信號可以直接驅動彈簧一薄膜式執行機構或者活塞式執行機構，使閥門動作。在這種情況下，確定閥位所需的能量是由壓縮空氣提供的，壓縮空氣應當在室外的設備中加以干燥，以防止凍結，并應凈化和過濾。
　　當一個氣動調節閥和電動調節器配套使用時，可采用電一氣閥門定位器或電一氣轉換器。壓縮空氣的供氣系統可以和用于全氣動的調節系統一樣來考慮。
　　在調節理論的術語中，調節閥既有靜態特性，又有動態特性，因而它影響整個控制回路成敗。靜態特性或增益項是閥的流量特性，它取決于閥門的尺寸、閥芯和閥座的組合結構、執行機構的類型、閥門定位器、閥前和閥后的壓力以及流體的性質。第5章中將詳細地介紹這些內容。
　　動態特性是由執行機構或閥門定位器一執行機構組合決定的。對于較慢的生產過程，如溫度控制或液位控制，閥的動態特性在可控性方面一般不是限制因素。對于較快的系統，如液體的流量控制，調節閥可能有明顯的滯后，在回路的可控性方面一定要有所考慮。一般只有控制系統的專家才需要關 心調節閥的動態持性，關于應用閥門定位器的正規考慮如第9章中所討論的，將滿足大多數調節閥裝置的需要。
　　自動調節閥的歷史可追溯到自力式調壓閥，它包括一個帶有重物桿的球形閥，重物用來平衡閥芯力，從而得到某種程度的調節，另一種早期的自力式調壓閿的形式是壓力平衡式調壓閥。工藝過程的壓力用管線接到彈簧薄膜調壓閥的薄膜氣室上。無論是減壓閥、閥后壓力式調壓閥或是差壓調壓閥都筆夠從這種基型閥門的變更而制造出來。
　　氣動變送器和調節器的出現，就必然地導致氣動詞節閥的應用。它們本質上是減壓閥或閥后壓力式調壓閥，改用儀表壓縮空氣來代替工藝過程的流體。現在許多生產減壓閥的公司已經發展成為調節閥制造廠。調節閥的應用從數量上和復雜性方面繼續不斷地得到發展，許多閥門的閥體和附件的改進可以用來解決各種各樣的問題。本手冊的意圖是使工程師們熟悉調節閥的結構和因素，幫助儀表工程師在應用中選用最好的閥體、執行機構和附件。
　　調節閥屬于控制閥系列，主要作用是調節介質的壓力、流量、溫度等等參數，是工藝環路中最終的控制元件。