自力式調(diào)節(jié)閥工作原理和圖示

（1）基本概念

自力式控制閥又稱直接作用控制閥，是一大類不需要額外能源驅(qū)動(dòng)的控制閥。它是一類把測(cè)量、控制和執(zhí)行功能合為一體，利用被控對(duì)象本身能量帶動(dòng)其動(dòng)作的控制閥。英文為self-operated regulator，因此，一般稱為自力式調(diào)節(jié)閥。

自力式調(diào)節(jié)閥分為直接作用式和帶指揮器作用式兩大類。直接作用的自力式調(diào)節(jié)閥利用過程本身的壓力或壓差來驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作，也可用溫包式檢測(cè)元件將溫度轉(zhuǎn)換為壓力，然后驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，但會(huì)引起壓降，造成出口壓力非線性，通常，穩(wěn)壓精度在10％～20％。帶指揮器作用的自力式調(diào)節(jié)閥可適用于小壓降和大流量的自力式控制場(chǎng)合，出口壓力變化范圍可小于設(shè)定壓力的10％。

由于自力式調(diào)節(jié)閥具有節(jié)能功能，因此，在一些控制要求不高的場(chǎng)合被廣泛應(yīng)用。自力式調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜頭的輸入信號(hào)是調(diào)節(jié)閥前或閥后的壓力或閥兩端的壓差，或經(jīng)溫包轉(zhuǎn)換后的壓力信號(hào)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類似氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

自力式調(diào)節(jié)閥對(duì)被控介質(zhì)有一定要求，例如，自力式壓力調(diào)節(jié)閥的被控介質(zhì)溫度應(yīng)低于某一規(guī)定值，介質(zhì)應(yīng)干凈，當(dāng)介質(zhì)溫度較高時(shí)，例如，用于蒸汽或150℃以上的液體時(shí)，應(yīng)設(shè)置冷凝器，使進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)比較器內(nèi)的介質(zhì)溫度低于規(guī)定值。

（2）自力式壓力、壓差和流量調(diào)節(jié)閥

①重錘自力式壓力調(diào)節(jié)閥

古老的自力式調(diào)節(jié)閥是重錘自力式調(diào)節(jié)閥。根據(jù)取壓點(diǎn)位置分閥前和閥后兩類，如圖2-51所示。取壓點(diǎn)在閥前時(shí)，用于控制閥前壓力恒定；取壓點(diǎn)在閥后時(shí)，用于控制閥后壓力恒定。

帶重錘的自力式壓力調(diào)節(jié)閥

用閥后壓力控制時(shí)，將閥后流體的壓力引入執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它產(chǎn)生的推力，克服摩擦力后，與連接在閥桿的杠桿所掛重錘產(chǎn)生的力平衡時(shí)，閥就停留在該閥位。一旦閥后壓力減小，則產(chǎn)生的推力不夠，閥桿在重錘的重力作用下上升，使閥門開度增加，提高閥后壓力，直到新的平衡建立。

同樣，用閥前壓力控制時(shí)，將閥前流體的壓力引入執(zhí)行機(jī)構(gòu)，產(chǎn)生的推力克服摩擦力后，與重錘產(chǎn)生的重力平衡。閥前壓力降低，則產(chǎn)生推力不夠，閥桿在重錘的重力作用下上升，使閥門開度減小，提高閥前壓力，直到新的平衡建立。注意，閥后壓力控制時(shí)，采用正體閥；閥前壓力控制時(shí)，采用反體閥。

由于其結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，維護(hù)量少，在一些不重要或初級(jí)的壓力控制系統(tǒng)中被采用，例如，蒸汽分壓缸的壓力控制等。
對(duì)蒸汽介質(zhì)，可采用冷凝器將介質(zhì)蒸汽冷凝，保護(hù)進(jìn)入膜頭的介質(zhì)溫度在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度，避免使膜片損壞。對(duì)氣體介質(zhì)，可直接將被控氣體送膜頭。一些應(yīng)用，也可采用隔離液將流體和進(jìn)入膜室的流體分隔。

②帶指揮器的自力式壓力調(diào)節(jié)閥

帶指揮器的自力式調(diào)節(jié)閥與直接作用自力式調(diào)節(jié)閥類似，其設(shè)定信號(hào)由指揮器的設(shè)定彈簧設(shè)置。圖2-52是帶指揮器的自力式調(diào)節(jié)閥原理圖。圖示連接用于閥后壓力控制。如果閥后壓力升高，表示膜頭1下腔的壓力高于上腔壓力，閥芯3上移，調(diào)節(jié)閥的流通面積減小，使閥后壓力下降。同時(shí)，作用在指揮器膜片4的壓力也升高，其作用力大于由設(shè)定彈簧5提供的作用力，使指揮器組件6移動(dòng)，擋板7靠近噴嘴8，指揮器輸出壓力隨之減小，即膜頭1上腔壓力減小，使閥芯3上移，直到閥后壓力與設(shè)定彈簧的作用力平衡為止。針閥2用于調(diào)節(jié)放大系數(shù)，過濾器9用于過濾介質(zhì)中的顆粒雜質(zhì)，防止噴嘴被堵塞。

帶指揮器自力式壓力調(diào)節(jié)閥

1—膜頭；2—針閥；3—閥芯；4—指揮器膜片；5—設(shè)定彈簧；6—指揮器組件；7—擋板；8—噴嘴；9—過濾器