自力式温度调节阀培训手册.docx

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自力式温度调节阀培训手册

自力式温度调节阀

培训手册

（工厂培训）

一、前言P3

二、自力式温度调节阀的分类及控制阀区别P3

（一）自力式温度调节阀的分类P3

（二）自力式温度调节阀与控制阀的区别P3

三、自力式温度调节阀的工作原理/结构/比较P4

（一）自力式温度调节阀的工作原理P4

（二）K系列自力式温度调节阀的结构P7

（三）液体膨胀式与液体热蒸发压力式自力式温度阀的比较P8

四、K系列自力式温度调节阀特点P8

五、K系列自力式温度调节阀的安装P9

六、操作说明P10

七、维护和维修说明P11

（一）维修P11

（二）维修时的拆步骤装P12

（三）日常维护P12

八、自力式温度调节阀的试验方法和检验规则P13

九、典型应用P13

（一）应用范围P14

（二）热水槽的温度控制P14

（三）热交换器的温度控制P14

（四）蒸发器的浓度控制及主控制回路P15

附件1F17型温控器传感器安装补充说明P17

附件2F06型温控器传感器安装补充说明P18

附件3加扩大管温包安装示意图P19

一、前言

自力式调节阀是一种无需外来能源，依靠被测介质自身压力或温度或流量的变化，按预先设定值，进行自动调节的控制装置，是一种节能型仪表。

它集检测、控制、执行诸多功能于一身，自成一个独立的仪表控制系统。

自力式调节阀由于产品结构简单，使用方便，维护工作量少等优点，特别适用于城市供热、供暖及没有供电、供气又需要控制的场合。

据德国报道，城市供热、供暖系统采用该产品，热效率比以前提高30%-40%，节能效果显著。

二、自力式温度调节阀的分类及控制阀区别：

（一）自力式温度调节阀的分类

1、按阀门作用方式分类：

1）温闭型：

随温包温度升高，阀截流件趋于关闭的动作方式，属加热型自力式温度调节阀。

2）温开型：

随温包温度升高，阀截流件趋于开启的动作方式，属冷却型自力式温度调节阀。

2、按温控器工作原理分类：

1）“液体热膨胀压力型”自力式温度调节阀，或称热膨胀型。

2）“液体热蒸发压力型”自力式温度调节阀，或称热蒸发型。

（二）自力式温度调节阀与控制阀的区别：

该两类产品的区别，主要在于控制阀即需要外界能源（如电源或气源）做驱动能，又需要接受外来控制仪表信号才能改变阀内截流件相对位置，从而实现改变流体流量。

而自力式温度调节阀则即不需要外来能源，又不需要接受外来控制仪表信号，仅靠被调介质的压力信号，便可实现压力调节。

两者区别可见图1。

图1（a）控制阀

图1（b）自力式温度调节阀

三、自力式温度调节阀的工作原理、结构、比较

（一）自力式温度调节阀的工作原理

自力式温度调节阀按工作原理分为三大类：

液体热膨胀压力型；

气体热蒸发压力型；

理想气体式。

由于气体式应用较少，不再介绍，若有兴趣可参见附件4：

自力式温度调节阀的原理和温包。

1、液体热膨胀压力型自力式温度调节阀的工作原理

1）加热型自力式温度调节阀

温度调节阀是根据液体的不可压缩和热胀冷缩

原理进行工作的。

该阀由一个常开式控制阀和一个

带定点调节的温控器组成（见图2a）。

其数学关系式为：

Vt=Vo（1+at+bt2+ct3）：

式中：

Vo——初始温度时，密封系统容积；

Vt——温度为t时，密封系统容积；

a、b、c—充注液体积膨胀系数；

当被控对象温度低于设定温度时，温包内液体

收缩，作用在执行器推杆上的力减小，阀芯部件在

弹簧力的作用下使阀门打开，增加蒸汽或热油等加

热介质的流量，使被控对象温度上升，直到被控对

象温度达到了设定值时，阀关闭。

阀关闭后，被控

对象温度下降，阀又打开，加热介质又进入交换器，图2a.加热型工作原理图

又使温度上升，这样使被控对象温度为恒定值。

阀

门开度大小与被控对象实际温度和设定温度的差值

有关。

2）冷却型自力式温度调节阀

温度调节阀是根据液体的不可压缩和热胀冷缩

原理进行工作的。

该阀由一个常闭式的控制阀和一

个带定点调节的温控器组成（见图2b）。

当被控对象温度高于设定温度时，温包内液体

膨胀，作用在温控器推杆上的力增加，阀芯部件在

推杆力的作用下使阀门打开，增加冷凝介质的流量，

使被控对象温度下降，直到被控对象温度达到了设

定值时，阀关闭。

阀关闭后，被控对象温度上升，

阀又打开，又使温度下降，从而使被控对象温度为

恒定值。

阀门开度大小与被控对象实际温度和设定

温度的差值有关。

图2b.冷却型工作原理图

3）“液体膨胀式”对工作介质的要求：

液体的膨胀系数要大；液体对温包、毛细管、测量波纹管没腐蚀；液体具有小的粘性和比热高的导热率。

工作介质是根据温度测量范围的不同而选择。

其测温下限不能低于工作介质的凝固点。

几种工作液体的膨胀系数及测量范围表1

工作液体

膨胀系数a（1/℃）

测量范围（℃）

水银

1.81x10-4

-30~550

二甲苯

12.3x10-4

-40~200

甲醇

14.3x10-4

-40~150

醚

16.2x10-4

甘油

5.34x10-4

20~175

水

2.07x10-4

乙醇（酒精）

11.1x10-4

2、“液体热蒸发压力“型自力式温度调节阀

1）它是利用温包内感温介质的饱和蒸

气压与温度的变化的工作原理，按“克拉贝

龙—克劳修斯”定律发生变化的原理工作。

2）数学关系式为：

log10p=A×T+B

式中：

p—充注液饱和蒸汽压；

T—温包所处温度；

A、B—充注液体系数。

以氯乙烷做感温介质的温包为例，其感温

介质氯乙烷温度—饱和蒸气压力曲线，如图3

所示。

由氯乙烷气液平衡蒸气压力曲线知，作为图3氯乙烷气液平衡蒸汽压力曲线

温包感温介质的氯乙烷的蒸气压力是随着温度

增加而成比例增加。

自力式温度调节阀正是根据液体的蒸气压力与温度成正比关系进行工作的。

3）液体热蒸发压力式（蒸发压力式）温控阀工作原理及过载保护装置（见图4）

温包1感受到温度低于这个

控制温度时，密闭系统内感温介

质18的蒸气压力下降，波纹管7

将蒸汽压力变换成的力也减小，

阀杆阀芯15在调节弹簧10作用

下通过推杆向上移动，阀开度增

大，使流过阀体16的加热介质增

加，从而使换热器或其他装置的

温度（即温包测点处）上升。

当温度超过所要控制的温度时，

密闭系统内感温介质的蒸气压力增

大，波纹管7变换成的力也增大，

使阀杆阀芯15向下运动，阀开度

减小，流过阀体16而进入换热器

或其他装置中的加热介质减少，温度

下降至要求值。

所要控制的温度可通过调节盘19

来调节弹簧10实现。

当过载弹簧9在阀门已处于全关

位置，若温度继续上升（即过载时），

它饱和蒸汽压的压缩使波纹管7只能

继续产生一定位移（限位），而不致于

使其过载而损坏。

4）液体热蒸发压力式对工作介质的要求

临界温度高：

临界温度越高，测温上限就愈高；

沸点底：

沸点愈低，测温下限越低；

没腐蚀；

液体的饱和蒸气压与温度的关系近似线性。

温度的测量下限不能低于某一温度值，以保证在这一温度以上使工作介质能产生

足够的饱和

蒸气压。

测量上限也不能超过该工作介质的临界温度。

表2

工作液体

温度（℃）

压力

名称

分子式

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

饱和压力

（表压）

kgf/cm2

氯甲烷

氯乙烷

乙醚

丙酮

正丙醇

正丁醇

蒸馏水

甲苯

CH3C1

C2H5C1

C2H6O

CH3COCH3

C3H8O

C4H9OH

H2O

C8H5CH3

1.66

2.69

0

4

0.34

5.35

0.90

0

8.37

1.55

0.22

2.4

0.70

0

3.5

1.35

0.175

4.8

2.02

0.635

6.41

2.94

1.12

4.05

1.87

0

5.39

2.67

0.06

6.99

3.74

0.56

5.01

1.28

1.02

6.53

2.2

0.57

1.76

3.34

1.18

2.68

1.20

4.34

1.85

3.85

1.89

（二）K系列自力式温度调节阀和温控器的结构

1、K系列自力式温度调节阀的机构

自力式温度调节阀主要由阀体、阀座、阀芯部件、阀盖、温包、定点调整器等零部件所组成，其具体结构如图5。

图5aK23006（加热型）结构图图5bK24006（冷却型）结构图

2、温控器的结构

温控器定义：

它是温控阀的驱动装置，利用其温包内特殊液体对温度的敏感性，通过毛细管的传递，转换成输出轴的位移，并以此驱动阀门开度的装置。

1）K系列温控器

图6K系列温控器结构图

温包定义：

温控器中直接与被测介质接触，充有具有热胀冷缩液体的敏感元件。

2）液体热蒸发压力式的温控器

图7液体热蒸发压力型的温控器结构图

（三）液体膨胀式与液体热蒸发压力式自力式温度阀的比较

表3

项目

液体膨胀式

液体热蒸发压力式

充注液（感温介质）

热稳定性高、沸点高，体膨胀系数大

低沸点、高临界温度的易挥发液体

充注量

温包内充满工作介质

工作介质约充温包容积的80%左右

设定值调整方法

用初始容积调压

用调节弹簧调节予紧力

工作原理

工作介质用体积膨胀原理

按克拉贝龙—克劳修斯定律

环境温度影响

影响大

无影响

操作力

较气液平衡蒸气压力式大

较小

反应速度

慢

快

四、K系列自力式温度调节阀特点

自力式温度调节阀结构特点，由于自力式温度调节阀没有外来驱动能源，所以该产品操作力较小，因此其具有下述特点：

1、该产品为吸收德国先进技术，关键部件采用进口产品，性能优越，质量可靠。

属节能型控制系统；

2、该产品采用不锈钢波纹管压力平衡阀芯，用以在阀前和阀后压力变化时，减少对阀芯的作用力。

并且采用“O”型圈密封形式阀杆，较同类产品采用的填料密封形式的摩擦力小，有利于提高控制精度；

3、加热型（温闭型）温控阀和冷却型（温开型）温控阀的温控器可以互换，通用性强；

4、温控器采用气囊式超温保护结构形式，允许超温温度为100℃，远远优于国内和国外大多采用的弹簧式超温保护（40℃）注。

气囊式超温保护装置工作原理：

当介质温度超过设定点温度时，若不采取超温保护，温控器内部压力超过规定值，容易造成事故而损坏温控器。

采用保护后此时温控器内部压力开始挤压超压保护器气囊，将过高压力的硅油挤入超压保护器，从而起到超温保护作用。

待温控器内部压力降低后，气囊将超压保护器内的硅油重新挤入温包内。

五、K系列自力式温度调节阀的安装

（一）温控阀的介质流动方向应按阀体上箭头所指的方向。

（二）自力式温度调节阀由温控器和调节机构两部分组成，分体供货和分体安装。

安装时应先将阀体安装到对应的管道上，然后再将温包固定在对应的测点位置，并将毛细管按要求慢慢拉至阀体处，最后将温控器上的螺母旋到该阀体上。

（三）当介质温度≤80℃时