調(diào)節(jié)閥又稱控制閥，它是按照控制信號的方向和大小,，通過改變閥芯行程來改變閥的阻力系數(shù),，達到調(diào)節(jié)流量的目的。

流量調(diào)節(jié)閥與不是全開就是全閉的斷流閥不同,，它可能有無數(shù)個工作位置,。調(diào)節(jié)閥的節(jié)流作用與斷流閥的斷流作用在要求上是完全不同的。雖然調(diào)節(jié)閥可能有附加的斷流要求,，但因為在許多調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)中控制時主要目的,，而斷流作用式次要的，所以調(diào)節(jié)閥并沒有良好的斷流特性,。因此,，一般的作法是在一個系統(tǒng)中既裝上斷流閥，也裝上調(diào)節(jié),，保留各自不同的作用,。

2.1調(diào)節(jié)閥的主要類型

根據(jù)不同的使用要求，調(diào)節(jié)閥有:直通雙座調(diào)節(jié)閥,、直通單座調(diào)節(jié)閥,、低溫調(diào)節(jié)閥、三通調(diào)節(jié)閥,、小流量調(diào)節(jié)閥,、套筒調(diào)節(jié)閥、波紋管密封調(diào)節(jié)閥,、角形調(diào)節(jié)閥,、高壓調(diào)節(jié)閥,、隔膜調(diào)節(jié)閥、偏心調(diào)節(jié)閥,、閥體分離調(diào)節(jié)閥和蝶閥等,。下面以直通單座調(diào)節(jié)閥為例，介紹調(diào)節(jié)閥的基本結(jié)構(gòu),。

圖2-1表示一個常用的直通單座閥,。它是由上閥蓋、下閥蓋,、閥體,、閥座、閥芯,、閥桿,、填料和壓板等零件組成的。閥芯和閥桿連接在一起,，連接方法可用緊配合銷釘固定或螺紋連接銷釘固定,。上、下閥蓋都裝有襯套,，為閥芯移動起導(dǎo)向作用,；由于上、下都有導(dǎo)向作用,，所以稱為雙導(dǎo)向,。閥蓋的斜孔連通它的內(nèi)腔和閥后內(nèi)腔，當(dāng)閥芯移動時,，閥蓋內(nèi)腔電解質(zhì)很容易通過斜孔流入閥后,，不會影響閥芯的移動。

這種閥門的閥體內(nèi)只有一個閥芯和一個閥座,，特點是泄漏量小,，易于保證關(guān)閉，甚至完全切斷,，因此,，結(jié)構(gòu)上有調(diào)節(jié)型和切斷型，它們的區(qū)別在于閥芯形狀不同,，前者為柱塞型,，后者為平板型。它的另一個特點是介質(zhì)對閥芯推力大,，即不平衡力,，特別是在高壓差、大口徑時更為嚴重，所以僅適用于低壓差場合,，否則應(yīng)該適當(dāng)選用推力大的執(zhí)行機構(gòu)或配以閥門定位器,。

閥有正裝和反裝兩種類型，當(dāng)閥芯向下移動時,，閥芯與閥座之間流通面積減小，稱為正裝,；反之,，稱為反裝。調(diào)節(jié)閥的公稱直徑DN和閥座直徑dN 標志著閥門規(guī)格的大小,。

2.2調(diào)節(jié)閥的流量特性

在選用流量調(diào)節(jié)閥時,，最重要的標準之一是它的流量特性。調(diào)節(jié)閥的流量特性取決于它固有的流量特性,。固有的流量特性表示為在恒溫和閥門兩邊壓力降不變的情況下,，通過閥門的流量與控制元件位置 (閥桿行程)的函數(shù)關(guān)系，即:

通常的流量特性有線性的,、改進線性的,、等百分比的以及平萬根 (快速開啟)的。這些特性曲線的比較見圖2-2

圖2-2調(diào)節(jié)閥流量特性的比較

(1) 線性流量特性

線性流量特性閥門的流量與閥門位置成線性變化,。對于線性控制閥來說,，表示流量與閥門開啟度間函數(shù)關(guān)系的一般方程是:

流量與閥門開啟度成線性特性的圖形，在直角坐標系上是一條直線,。

(2)拋物線流量特性

拋物線流量特性是流量與控制元件位移的平方成正比,。對于拋物線特性的控制閥來說表示流量與閥門開啟度函數(shù)關(guān)系的一般萬程是:

拋物線流量特性中流量變化率與閥門開啟度的比值為常數(shù)。當(dāng)畫在對數(shù)?對數(shù)坐標紙上時,，拋物線特性為一直線,。拋曲線流量特性的一般數(shù)學(xué)表達式是:式中n是任意實數(shù)。

(3)改進的線性特性

有一種將拋物線特性與線性特性相結(jié)合的流量控制特性叫做改進的線性特性,。這種改進的線性特性在閥門開啟度的前30%范圍內(nèi)是一條拋物形的特性曲線,，但在這以后，直到接近于流量的80%或90%的范圍內(nèi)均是線性特性,。從這里開始,，直到全開位置，改進的線性特性類似于乎方根特性,。

(4)等百分比流量特性

等百分比流量特性也叫做指數(shù)或?qū)?shù)特性,，是當(dāng)行程(開啟度)變化一個單位量時，流量變化的百分比相同的一種特性,。這種形式的控制特性是在開啟度由10%變至70%時流量的變化為10%,，而開啟度由60%變到70%時流量的變化同樣是10%。對于等百分比控制閥來說，表示流量與閥門開啟度間函數(shù)關(guān)系的一股方程是:

表示等百分比特性的流量與閥門開啟度的關(guān)系的圖形,，當(dāng)流量作為對數(shù)縱坐標劃在半對數(shù)坐標紙上是一條直線,，而畫在直角坐標紙上是一條指數(shù)曲線。

(5)平方根(快速開啟)流量特性

平方根流量特性是流量與控制元件位移的平方根成正比的一種特性,，表示流量與閥門開啟度間因數(shù)關(guān)系的一般方程是:

這種類型的特性通常叫做快速開啟特性,。

2.3調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機構(gòu)的選擇

為了使調(diào)節(jié)閥能正常工作，配用的執(zhí)行機構(gòu)要能產(chǎn)生足夠的輸出力來克服各種阻力,，保證高度的密封或閥門的開啟,。

對于所用的氣動、電液,、電動執(zhí)行機構(gòu),，一般都沒有復(fù)位彈簧。作用力的大小與它的運動方向無關(guān),，因此,，選擇執(zhí)行機構(gòu)的關(guān)鍵在于弄清最大的輸出力或電機大轉(zhuǎn)動力矩。

對于單作用氣動執(zhí)行機構(gòu),，輸出力與閥門開度有關(guān),，調(diào)節(jié)閥上出現(xiàn)的力也將影響運動特性，因此,，要求在整個調(diào)節(jié)閥的開度范圍建立力平衡,。如果執(zhí)行機構(gòu)的輸出力為F，它的力平衡方程式為:

其中主要是指作用在閥芯上的不平衡力和不平衡力矩,。

(1)不平衡力和不平衡力矩

流體通過調(diào)節(jié)閥時,，閥芯受到靜壓和動壓的作用，產(chǎn)生使閥芯上下移動的軸向力和閥芯旋轉(zhuǎn)的切向力,。對于直線位移的調(diào)節(jié)閥來說,，軸向力直接影響閥芯位移與執(zhí)行機構(gòu)信號力的關(guān)系，因此,，閥芯所受到的軸向合力稱為不平衡力,。對于角位移調(diào)節(jié)閥，如蝶閥,、球閥,、偏旋閥等，影響其角位移的是閥板軸受到的切向合力矩,，稱之為不平力矩,。

影響不平衡力和不平衡力矩的因素很多，例如,，閥的結(jié)構(gòu)類型,、口徑、流體物理狀態(tài)等。如果工藝介質(zhì)及調(diào)節(jié)閥都己確定,，不平衡力和不平衡力矩主要與閥前后的壓差有關(guān),，也與流體與閥芯的相對流向有關(guān)。

流體流向不同時,，閥芯所受的不平衡力并不一樣,，圖2-3表示較大口徑的單座閥正裝閥芯在兩種不同流向下，壓差不變時不平衡力與位移行程之間的關(guān)系曲線,。圖中假定使閥桿受壓的不平衡力為“十”,，使閥桿受拉伸的不平衡力為“-”。圖中上面一種在流體流動時候使閥芯打開,，稱為流開狀態(tài),。下面一種在流體流動時使閥芯關(guān)閉,，稱為流閉狀態(tài),。

圖2-3的曲線表明:閥芯在全關(guān)位置時的不平衡Ft最大，隨著閥芯開啟而逐漸變小,。

(2)調(diào)節(jié)閥的允許壓差

調(diào)節(jié)閥兩端的壓差增大時,，其不平衡力或不平衡力矩也隨之增大。當(dāng)執(zhí)行機構(gòu)的輸出力小于不平衡力時,，它就不能在全行程范圍內(nèi)實現(xiàn)輸入信號和閥芯位移的準確關(guān)系,。由于對確定的執(zhí)行機構(gòu)，其最大輸出力時固定的,，故調(diào)節(jié)閥應(yīng)限制在一定的壓差范圍內(nèi)工作,。

2.4水擊現(xiàn)象

水擊現(xiàn)象:在有壓管道系統(tǒng)中，由于某一管路中的部件工作狀態(tài)的突然改變,，就會引起管內(nèi)液體流速的急劇變化,，同時引起液體壓強大幅度波動，這種現(xiàn)象稱為水擊現(xiàn)象,。

閥門急速開啟和關(guān)閉會引起水擊現(xiàn)象,。因閥門急速關(guān)閉引起水擊而產(chǎn)生的水壓，隨閥門關(guān)閉速度而有所不同,，但其數(shù)值高于千時水壓的幾倍到幾十倍,，這樣高的壓力可使管段破裂或使彎曲管段脫出，對給水設(shè)施有很大的危害,。

2.5調(diào)節(jié)閥內(nèi)的汽蝕和閃蒸

在很多有水力機械的地萬,，經(jīng)常可以看到調(diào)節(jié)閥,、減壓閥等節(jié)流閥的閥瓣和閥座等零件內(nèi)部產(chǎn)生磨痕,、深溝及凹坑，這些大多是由汽蝕和閃蒸吻，引起的,。閃蒸是一種非?？焖俚霓D(zhuǎn)變過程，當(dāng)流動液體的下游壓力低于它的飽和壓力時就會出現(xiàn)閃蒸,。而當(dāng)閥門中液體的下游壓力又升回來,，且高于飽和壓力時，就會產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象,。在氣蝕過程中飽和氣泡不再存在,，而是迅速爆破變回液態(tài)。

就調(diào)節(jié)閥而言,，不論是氣蝕還是閃蒸都會造成以下既方便的損害：

(1)材質(zhì)的損壞：氣泡破裂會產(chǎn)生極大的沖擊力,，足以嚴重地沖擊損傷閥座、閥芯,、閥體,，尤其在高壓差的情況下，就連極硬的閥芯,、閥座也只能使用很短的時間,。

(2)振動：汽蝕和閃蒸還帶來閥芯的振動，這種振動包括垂直震動和水平振動,，它們分別來自流體對閥芯的垂直撞擊與水平撞擊,，其寄過造成機械磨損和破壞，調(diào)節(jié)閥控制不可靠,，閥桿折斷,。

(3)噪聲：噪聲一般來自三個方面：閥芯振動造成的噪聲；汽蝕造成的噪聲,；高速氣體造成的氣體動力噪聲,。