自力式调节阀：能源自给自足的自动控制器

自力式调节阀也称直接作用式调节阀，它不需要外部能源，直接利用被调介质的能量来操纵调节机构，实现自动控制。自力式调节阀可以实现温度、压力、流量等参数的调节。

图2-71 角式套筒调节阀

1—背压喷嘴 2—喷水进口 3—笼式消声器 4—阀座 5—套筒 6—阀芯 7—阀盖 8—阀杆

（1）自力式温度调节阀 自力式温度调节阀的结构如图2-72所示。只要把温包插入到要调温的管路中，就可以感受到温度的变化，控制阀门的开度。因为温包中填充有定量的易膨胀液体，液体的体积又和温度有关，可以成为调节阀的感温元件。利用给定装置6和调节旋钮7可改变填充有膨胀液的温包4的容积，使调节阀设定在一个适当的规定温度值。温包内的温度变化后，液体体积有了变化，这一变化通过毛细管3，以压力作用传递给活塞2，活塞2作用于阀门的阀杆，温度高时关小阀门，温度低时，在弹簧力的作用下把阀门开大。在这种温包装置中，还装有压力计5，可读出温包中膨胀液的压力。实际上，温包4、压力计5、给定装置6及调节旋钮7，构成了调节阀的恒温器。

图2-72 自力式温度调节阀

1—阀体 2—活塞 3—毛细管 4—温包 5—压力计 6—给定装置 7—调节旋钮

自力式温度调节阀经常用于锅炉的温度调节，它能使温度和阀门开度之间保持线性的函数关系。

（2）自力式压力调节阀 这种调节阀有古老的重锤自力式压力调节阀和新型的带指挥器的自力式压力调节阀两种类型。

1）重锤自力式压力调节阀。这是一种最简单的调节方法，根据作用方式可分为阀前压力调节和阀后压力调节两种，如图2-73所示。

当采用阀后压力调节时（图2-73a），信号从阀后管道内取得，用以保持阀后压力的恒定，此压力的大小，取决于重锤的重力，也就是说，改变重锤的重力，给定值就改变，当作用在主阀膜片1的压力增大时，阀芯向下移动，流通面积变小，当阀后压力作用在杠杆2的力矩等于重锤作用在杠杆的力矩时，处于平衡状态，调节阀的开度不变。

当采用阀前压力调节时（图2-73b），信号来自阀前管路，用来保持阀前压力不变，当作用在主阀膜片1的信号压力增大时，阀芯4向下移动，使流通面积增大，阀前压力就会下降，而阀前压力下降时，重锤3所产生的力使阀芯4向上移动，又使流通截面减小，直到阀前压力增高到给定值为止。

图2-73 带重锤的自力式压力调节阀

a）阀后压力调节 b）阀前压力调节(www.xing528.com)

1—主阀膜片 2—杠杆 3—重锤 4—阀芯

2）带指挥器的自力式压力调节阀。图2-74所示为带指挥器的自力式压力调节阀，采用图2-74a所示的阀后压力调节时，当被调介质的压力升高，作用在主阀膜片2下面的压力就大于上面的压力，阀芯9向上移动，使流通面积减小，这样，阀后压稍微下降，同时作用在指挥器膜片3上的压力增大，当作用在指挥器膜片3上的力大于指挥器给定弹簧7的力时，指挥器膜片组件6向右移动，挡板4靠近喷嘴5，指挥器的输出压力减小，通到主阀膜片2上面的压力随之降低，阀芯9继续向上移动，流通面积继续减小，被调介质的压力继续降低，直到与指挥器给定弹簧7的力相平衡为止。反之，当被调介质的压力降低时，作用在指挥器膜片3上的压力减小，当这个压力小于指挥器给定弹簧7的力时，指挥器膜片组件6向左移动，挡板4离开喷嘴，指挥器的输出压力增大，将阀芯9打开，阀后压力回升到给定值，针形阀1用做调整放大倍数，过滤器8能够滤去介质中的颗粒杂质，防止喷嘴被堵而失去作用。

图2-74 带指挥器的自力式压力调节阀

a）阀后压力调节 b）阀前压力调节 1—针形阀 2—主阀膜片 3—指挥器膜片 4—挡板 5—喷嘴 6—指挥器膜片组件 7—指挥器定位弹簧 8—过滤器 9—阀芯

3）自力式差压调节阀。图2-75所示为一种自力式压差调节阀，它由阀门7和具有双作用的执行机构5组成，通过正、负信号接头3和4，接受来自孔板2的压差信号。这种调节阀的工作范围是可以用调节螺母6加以调节的，因为转动调节螺母6可以改变执行机构中的弹簧力。

（3）自力式流量调节阀 这种调节阀的动作原理如图2-76所示。在阀门的管道中有一个靶板9，直接受到介质的作用，介质对靶板的作用力是可以计算出来的，从流体力学的计算公式可以知道作用力的大小和靶板的面积成正比，而和体积流量的平方也成正比，即流量的变化对作用力的影响极大。

当靶板的尺寸确定后，介质对靶板的作用力与靶板及靶室的几何形状、介质的密度、介质的雷诺数等因素有关。

图2-75 自力式差压调节阀

1、8—管法兰 2—孔板 3、4—正、负信号接头 5—执行机构 6—调节螺母 7—阀门

图2-76 自力式流量调节阀的动作原理图

1—针阀 2—主阀膜片 3—指挥器膜片 4—挡板 5—喷嘴 6—指挥器膜片组件 7—指挥器给定弹簧 8—过滤器 9—靶板 10—阀芯

当管路中的流量增大时，作用在靶板9上的力立刻增大，通过杠杆传动指挥器膜片3上的力大于指挥器给定弹簧7的力，使指挥器膜片组件6向右移动，挡板4靠近喷嘴5，指挥器输出的压力减小，通到主阀膜片2上的压力随着降低，阀芯10上的流通截面减小，流量也就减少，直到这一流量作用在靶板上的力传到指挥器内，与给定弹簧7的力相平衡为止。当管路流量减小时，作用过程则相反。