调节阀类型及构造简述

调节阀又称控制阀，它是过程控制系统中用动力操作去改变流体流量的装置。调节阀由执行机构和阀（调节机构）组成。执行机构是将控制信号转换成相应的动作来控制阀内截流件的位置或其他调节机构的装置。信号或驱动力可以为气动、电动、液动或这三者的任意组合。阀是调节阀的调节部分，它与介质直接接触，在执行机构的推动下，改变阀心与阀座之间的流通面积，从而达到调节流量的目的。

以压缩空气为动力源的调节阀称为气动调节阀，以电为动力源的调节阀则为电动调节阀。这两种是用得最多的调节阀。此外，还有液动调节阀、智能阀、调节阀等。

阀（调节机构）是由阀体、上阀盖组件、下阀盖和阀内件组成的。上阀盖组件包括上阀盖和填料函。阀内件是指与流体接触并可拆卸的，起到改变节流面积和截流件导向等作用的零件的总称，如阀心、阀座、阀杆、套筒、导向套等，都可以叫阀内件。

调节阀的产品类型很多，结构多种多样，而且还在不断地更新和变化。一般来说，阀是通用的。既可以和气动机执行机构匹配，也可以与电动执行机构或其他执行机构匹配使用。

根据需要，调节阀可以配用各种各样的附件，使它的使用更方便，功能更完善，性能更好，这些附件有阀门定位器、手轮机构、电气转换器等。

根据阀心的动作型式，调节阀可分为直行程式和角行程式两大类。又因结构的不同，直行程式又分为直通单座阀、直通双座阀、角形阀、套筒阀等，如图6-3-3所示；角行程式有蝶阀、偏心旋塞阀、直孔球阀、V孔球阀等，如图6-3-4所示。

1.直通单座阀

最常见的调节阀属于直通单座式，直通是指介质流动方向，单座是指只有一个阀心和阀座。这种调节阀的基本构造由阀杆、填料、阀心、阀座和阀体组成。填料是防止泄漏用的，一般为聚四氟乙烯、石墨或石棉类物质。有的还有弹簧以保持填料处于压紧状态。

单座阀的优点是全关时比较严密，可以做到不泄漏。但是当阀门前后压力差很大时，介质的不平衡力作用在阀心上，会妨碍阀门的开闭，口径越大或压力差越大影响尤其严重。因此，它只适用在口径小于25mm的管路中，或压力差不大的情况下。

2.直通双座阀

这种阀有两个阀座，和同一阀杆上的两个阀心配合，由于两个阀心的横断面积接近，使得阀前后的压力差基本上抵消，所以开启比较容易。而且因为流体从两个阀座流过，所以比同样口径的单座阀流通能力大。

要想关闭时完全不泄漏，必须两个阀心同时和阀座接触，但这只能在加工准确度有保证的情况下才能做到，所以双座阀的制造工艺要求高。此外，即使常温下确实不漏，但在高温下难免因阀杆和阀座膨胀不等仍然会引起泄漏。虽然设计时要考虑到材料的膨胀系数，终难使热膨胀程度配合得十分完美。而且双座阀的流路比较复杂，不适合高黏度或含纤维的流体。

直通单座阀和直通双座阀中的阀杆向下压时，会使阀心压紧在阀座上，从而把阀门关闭。阀杆向上提起时阀门将会打开。这种动作方向和阀门开闭的关系是一样的。仔细观察这两个图上的阀心及阀座的构造就会发现，这两个部件与其他部件的连接都是上下对称的。也就是说，如果把阀座连同阀心一起拆下来，上下翻转之后再装上去，仍然可以工作。不过，经过翻转安装后动作方向和阀门开闭的关系就改变了，阀杆向下时阀门开大，向上时关小。

由此可见，当需要改变动作方向和阀门开闭的关系时，不妨自行改装。但并不是所有的调节阀都能这样改装，要视其结构而定。

图6-3-3 直行程调节阀结构示意图

a）直通单座阀 b）直通双座阀 c）角形阀 d）套筒阀(www.xing528.com)

图6-3-4 角行程调节阀结构示意图

a）蝶阀 b）偏心旋塞阀 c）直孔球阀 d）V孔球阀

3.角形阀

在管道呈直角转弯处，为了适应安装场所的要求，可采用角形调节阀。这种阀的流路简单，阻力小，不易堵塞。角形阀有两种，流体的流路有底进侧出的和侧进底出的。前者流动稳定性好，调节性能好，常被采用。

4.套筒阀

套筒阀是一种结构比较特殊的调节阀，它的阀体与一般的直通单座阀相似，但阀内有一个圆柱形套筒，又称笼子，利用套筒导向，阀心可在套筒中上下移动。套筒上开有一定形状的窗口（节流孔），阀心移动时，就改变了节流孔的面积，从而实现了流量控制。根据流通能力大小的要求，套筒的窗口可分为4个、2个或1个。套筒阀分为单密封和双密封两种结构，前者类似于直通单座阀，适用于单座阀的场合；后者类似于直通双座阀，适用于双座阀的场合。套筒阀还具有稳定性好、拆装维修方便等优点，因而得到广泛应用，但其价格较贵。

5.蝶阀

蝶阀又称翻板阀或挡板，其可动部分呈圆盘状，沿直径方向有伸出管外的轴，调整轴的转角可使圆盘倾斜角度改变，从而改变流通阻力以调节流量。蝶阀全开时的流通阻力小，结构又很简单，金属材料消耗也少，而且容易做成大口径的调节阀。但是，它的主要缺点是全关时的泄漏量较大，不能用在要求关闭严密的场合。

6.偏心旋塞阀

偏心旋塞阀也叫凸轮挠曲阀或偏心旋转阀。将蘑菇形阀心的柄部偏心地安装在垂直于图面且伸出管外的轴上。此轴稍有弹性，允许作小范围挠曲。因此，在阀门全关时，可挠性轴有使阀心和阀座自动对中的作用，将阀心紧压在阀座上，使得泄漏很小，仅占全开时流量的0.01%左右。开启时，轴的转动使阀心横向离开阀座，所以压力差形成的阻力不大，在较高差压的管道里也能应用。

7.球阀

顾名思义，球阀的阀心呈球状，或为球的一部分。球阀的具体构造有直孔球阀和V孔球阀两种。

直孔球阀其阀心有通孔，由阀杆控制通孔的方向，阀杆旋转90°可使通孔由平行于流向变为垂直于流向，即阀由全开到全关。这种球阀只用在开关式控制上，不能用于连续调节。

V孔球阀的阀心为空心圆球的一个局部，像一块瓜皮。并且在其一边开有缺口，缺口是不等宽的，一边大，一边小，像个横写的“V”字，当阀杆使这个带缺口的阀心转动时，阀心与阀座间的流通面积就会因V形缺口的宽度变化而改变，因而能连续调节流量。它的转角范围也只有90°。

流体压力在球阀上产生的不平衡力小，转动灵活。若采用良好的密封材料，防漏也较易解决，所以用V形球阀调节流量的也逐渐多起来。