什么是自力式調(diào)節(jié)閥？

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一、定義與基本原理

自力式調(diào)節(jié)閥是一種無需外部能源（如電源、氣源等），依靠自身介質(zhì)的能量來實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)的閥門。它主要基于流體的壓力、溫度、流量等參數(shù)的變化，通過自身的調(diào)節(jié)機構(gòu)自動調(diào)整閥門的開度，從而使被控制的工藝參數(shù)保持在設(shè)定值附近。例如，在一個簡單的自力式壓力調(diào)節(jié)閥中，當入口壓力升高時，作用在調(diào)節(jié)閥內(nèi)部的壓力敏感元件（如波紋管、活塞等）上的力增大，使閥門開度減小，從而降低出口壓力；反之，當入口壓力降低時，閥門開度增大，以維持出口壓力的穩(wěn)定。

二、結(jié)構(gòu)組成

閥體和閥芯：閥體是自力式調(diào)節(jié)閥的外殼，為流體提供通道，其結(jié)構(gòu)與普通閥門類似，有多種類型，如直通式、角式等。閥芯是控制流體流量的關(guān)鍵部件，它的形狀和結(jié)構(gòu)根據(jù)閥門的類型（如截止型、蝶型等）而不同，通過在閥體內(nèi)上下移動或旋轉(zhuǎn)來改變流體通道的截面積，從而調(diào)節(jié)流量。

壓力、溫度或流量敏感元件：這是自力式調(diào)節(jié)閥區(qū)別于其他閥門的核心部件。對于自力式壓力調(diào)節(jié)閥，通常采用波紋管或活塞作為敏感元件。波紋管是一種具有彈性的金屬薄壁元件，當壓力變化時，波紋管會產(chǎn)生伸縮變形�；钊麆t是通過兩側(cè)壓力差產(chǎn)生位移。在自力式溫度調(diào)節(jié)閥中，一般采用溫包作為敏感元件，溫包內(nèi)裝有膨脹介質(zhì)，當溫度變化時，膨脹介質(zhì)的體積發(fā)生變化，從而驅(qū)動調(diào)節(jié)機構(gòu)。自力式流量調(diào)節(jié)閥的敏感元件通常是基于節(jié)流原理，通過檢測流體流經(jīng)節(jié)流口的壓差來反映流量變化。

調(diào)節(jié)機構(gòu)：調(diào)節(jié)機構(gòu)用于將敏感元件的位移信號轉(zhuǎn)換為閥芯的動作。常見的調(diào)節(jié)機構(gòu)包括杠桿、彈簧和各種機械傳動裝置。例如，當壓力敏感元件（如波紋管）因壓力變化而產(chǎn)生位移時，通過杠桿機構(gòu)將這個位移傳遞給閥芯，使閥芯產(chǎn)生相應(yīng)的開度變化。彈簧在調(diào)節(jié)機構(gòu)中起到平衡和復(fù)位的作用，與敏感元件共同作用，使閥門能夠在新的平衡位置穩(wěn)定工作。

三、工作過程（以自力式壓力調(diào)節(jié)閥為例）

當系統(tǒng)開始運行時，流體進入自力式壓力調(diào)節(jié)閥。假設(shè)設(shè)定的出口壓力為一個固定值，初始狀態(tài)下，閥門在彈簧力和流體壓力的共同作用下處于一個平衡位置，使出口壓力穩(wěn)定在設(shè)定值。當進口壓力升高時，作用在波紋管（壓力敏感元件）外側(cè)的壓力增大，波紋管被壓縮，產(chǎn)生位移。這個位移通過杠桿等調(diào)節(jié)機構(gòu)傳遞給閥芯，使閥芯向關(guān)閉方向移動，減小閥門的開度。由于閥門開度減小，流體阻力增大，出口壓力隨之下降，直到出口壓力再次回到設(shè)定值附近，此時閥門在新的位置達到平衡。相反，當進口壓力降低時，波紋管在彈簧力的作用下伸長，閥芯向開啟方向移動，閥門開度增大，出口壓力上升，同樣直到出口壓力恢復(fù)到設(shè)定值左右。

四、特點與應(yīng)用場景

1、特點：

自主性強：自力式調(diào)節(jié)閥最大的特點是無需外部能源，依靠自身就能進行調(diào)節(jié)，這使得它在一些沒有外部能源供應(yīng)或者對能源供應(yīng)可靠性要求較低的場合具有很大優(yōu)勢。同時，它的結(jié)構(gòu)相對簡單，減少了外部能源供應(yīng)系統(tǒng)（如電氣控制柜、氣源裝置等）帶來的復(fù)雜性和故障風(fēng)險。

響應(yīng)速度快：由于直接利用介質(zhì)本身的能量進行調(diào)節(jié)，自力式調(diào)節(jié)閥對工藝參數(shù)的變化能夠快速響應(yīng)。一旦流體的壓力、溫度或流量等參數(shù)發(fā)生變化，閥門能夠立即做出調(diào)整，有效地減少了參數(shù)波動的幅度和持續(xù)時間。

精度相對較低：與一些需要外部精確控制信號的調(diào)節(jié)閥（如電動調(diào)節(jié)閥、氣動調(diào)節(jié)閥）相比，自力式調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)精度相對較低。它主要適用于對控制精度要求不是極高，但對穩(wěn)定性有一定要求的場合。

2、應(yīng)用場景：

供熱系統(tǒng)：在集中供熱系統(tǒng)中，自力式壓力調(diào)節(jié)閥可以用于維持供熱管道內(nèi)的壓力穩(wěn)定。例如，在供熱分支管道上，通過設(shè)置自力式壓力調(diào)節(jié)閥，使每個用戶端的熱水壓力保持在合適的范圍內(nèi)，確保熱水的穩(wěn)定供應(yīng)，避免因壓力過高或過低導(dǎo)致的供熱效果不佳或設(shè)備損壞。

化工生產(chǎn)：在化工過程中，對于一些對壓力、溫度要求不是特別精確的反應(yīng)釜進料管道或中間產(chǎn)品輸送管道，自力式調(diào)節(jié)閥可以用來控制流量或壓力。比如，在一些簡單的聚合反應(yīng)中，通過自力式流量調(diào)節(jié)閥控制單體的進料流量，保證反應(yīng)的平穩(wěn)進行。

天然氣輸送：在天然氣的輸送管道中，自力式壓力調(diào)節(jié)閥可以用于調(diào)節(jié)管道內(nèi)的壓力，確保天然氣在不同的工況下（如不同的輸送距離、不同的用氣需求等）能夠穩(wěn)定地輸送，防止壓力過高引發(fā)安全事故或壓力過低影響輸送效率。