自力式调节阀适用条件分析.doc

1 自力式调节阀适用条件分析摘要介绍了 ZL47 型自力式流量控制阀和 ZY47 型自力式压差控制阀的结构和工作原理。分析归纳了自力式流量控制阀与自力式压差控制阀的适用条件, 其中也涉及自力式调节阀与电动调节阀、平衡阀的配合使用问题。 1 引言自力式调节阀是一个新的自力式调节阀种类。相对于手动调节阀, 它的优点是能够自动调节; 相对于电动调节阀, 它的优点是不需要外部动力。应用实践证明, 在闭式水循环系统( 如热水供暖系统、空调冷冻水系统)中, 正确使用这种阀门, 可以很方便地实现系统的流量分配; 可以实现系统的动态平衡; 可以大大简化系统的调试工作; 可以稳定泵 2 的工作状态等。因此, 自力式调节阀在供热空调工程中有着广阔的应用前景。由于这种阀门在我国出现时间不长, 所以对其适用条件还研究不够, 本文试作一些分析, 算作参加对这个问题的讨论。按照自力式调节阀的控制参量可以分为四类: ①控制网路中某个部分的流量; ②控制网路中某个部分的压差;③控制热交换装置的出水温度; ④控制供暖或空调房间的温度。本文以前两种自力式调节阀为讨论对象。 2 验自力式调节阀的结构和工作原理 自力式流量控制阀自力式流量控制阀的作用是在阀的进出口压差变化的情况下, 维持通过阀门的流量恒定, 从而维持与之串联的被控对象( 如一个环路、一个用户、一台设备等, 下同) 的流量恒定。自力式流量控制阀的名称较多, 如自力式流量平衡阀、定流量阀、自平衡阀、动态流量简称阀等。各种类型的自力式流量控制阀, 结构各有相异, 但工作原理相似。这里以 ZL47 型自力式流量控制阀为例, 介绍其结构和工作原理。图1 ZL4 7 自力式流量控制结构示意图阀 3 ZL47 型自力式流量控制阀从结构上说, 是一个双阀组合, 即由一个手动调节阀组和自动平衡阀组组成, 如图 1所示。手动调节阀组的作用于设定流量, 自动平衡阀的作用是维持流量恒定。对于手动调节阀组来说,流量,式中 KV 为手动调节阀阀口的流量系数, P2-P3 为手动调节阀阀口两侧的压差。 KV 的大小取决于开度, 开度固定, KV 即为常数, 那么只要不变, 则流量 G 不变。而 P2-P3 的恒定是由自动平衡阀组控制的。比如进出口压差 P1-P3 增大,则通过感压膜和弹簧的作用使自动平衡阀组关小,使 P1-P2 增大,从而维持 P2-P 3 的恒定;反之 P1-P3 减小,则自动平衡阀组开大,使 P1-P 2 减小,维持 P2-P3 的恒定。手动调节阀组的每一个开度对应一个流量,开度和流量的关系由试验台试验标定,并配有开度的显示和锁定装置。 自力式压差控制阀自力式压差控制阀的作用是维持施加在被控对象上的压差恒定。这里介绍 ZY47 型自力式压差控制阀的结构和工作原理。 ZY47 型自力式压差控制阀按照安装在供水管还是回 4 水管上, 分为供水式结构和回水式结构, 二者不可互换使用。这种阀门由阀体、双节流阀座、阀瓣、感压膜、弹簧及压差调整装置组成。图 2a 为回水式结构示意图,图 2b 为其安装位置示意图。(a) (b)图2 ZY4 7 型自力式压差控制阀回水式结构及安装示意图当网路的供回水压差 P1-P3 增大, 则感压膜带动阀瓣下移,使得 P2-P3 增大,从而维持 P1-P2 (施加于被控环路的压差)恒定;反之, P1-P3 减小,则阀瓣上移, P2-P3 减小, 使 P1-P2 不变。若 P1-P3 不变, 而图 2b 所示的环路内部阻力发生变化, 比如某一支路判断,则环路的总阻力增大,在这个瞬间 P2 减小, 5 P1-P2 增大;但随之感压膜的受力平衡被打破,阀瓣下移, 压差控制阀的阻力增大,而使 P2 又回升到原来的大小, 即 P1-P2 不变。可见,无论是网路压力出现波动,还是被控对象内部阻力发生变化, 自力式压差控制阀均可维持施加于被控对象的压差恒定。 3 系统的运行调节方式与自力式调节阀的选择(1) 当系统的运行调节采用热源主动进行的集中量调节( 比如随室外温度的变化而改变流量)时, 不能采用自力式调节阀。因为这种调节是通过改变水量实现的, 因而调节时改变了系统的水力工况, 所以若采用自力式调节阀, 势必造成有的阀能正常工作, 但被控对象流量过大( 超过此时的热负荷所对应的流量) ,有的阀全开仍达不到流量要求,有的阀因两端压差达不到启动压差而不能正常工作, 即再现流量分配的混乱。显然, 由于自力式调节阀的存在而造成了系统集中调节的不能实现。这里若采用手动调节阀( 比如平衡阀), 则系统总流量增减时, 各支路、各用户的流量可以同比例增减, 即系统的集中调节可以传达至每一个末端装置。 6 (2) 当系统的运行调节为抽调节时, 可以采用自力式流量控制代和自力式压差控制阀, 因为这种调节