在工業流體(ti)控制(zhi)領(ling)域(yu)，電(dian)動(dong)不(bu)銹鋼球閥(fa)是(shi)壹種常(chang)見(jian)的閥(fa)門類(lei)型。對(dui)於(yu)其能否(fou)用(yong)於(yu)流量調(tiao)節(jie)這(zhe)壹問(wen)題(ti)，需要(yao)從多(duo)個(ge)方(fang)面進(jin)行(xing)深(shen)入(ru)的分(fen)析(xi)，包(bao)括(kuo)球(qiu)閥(fa)的(de)結(jie)構(gou)原(yuan)理、材料特(te)性以(yi)及電(dian)動(dong)執行(xing)器(qi)的控(kong)制(zhi)能力(li)等(deng)。

1. 結(jie)構(gou)概(gai)述

  電(dian)動(dong)不(bu)銹鋼球閥(fa)主(zhu)要(yao)由(you)球(qiu)體(ti)、閥(fa)座、閥(fa)體(ti)、閥(fa)桿和電(dian)動(dong)執行(xing)器(qi)等(deng)部(bu)件(jian)組成。球體(ti)是(shi)球閥(fa)的(de)關(guan)鍵(jian)控(kong)制(zhi)部件(jian)，球體上有圓(yuan)形的(de)通(tong)孔(kong)，當球體(ti)的通(tong)孔(kong)與(yu)管(guan)道軸線(xian)壹(yi)致(zhi)時(shi)，閥(fa)門處於(yu)全開(kai)狀(zhuang)態(tai)，流體(ti)可(ke)以(yi)順(shun)利(li)通(tong)過；當球體(ti)旋轉(zhuan)90度(du)，球體的通(tong)孔(kong)與(yu)管道(dao)軸線(xian)垂(chui)直(zhi)時，閥(fa)門處於(yu)全關(guan)狀(zhuang)態(tai)，流體(ti)被截(jie)斷(duan)。這(zhe)種簡(jian)單(dan)而(er)直(zhi)接的(de)結(jie)構(gou)設(she)計使得球(qiu)閥(fa)具有快(kuai)速截(jie)斷(duan)和導(dao)通流體(ti)的能力(li)。

2. 流量特(te)性曲(qu)線(xian)

  從(cong)理論上來(lai)說，球(qiu)閥(fa)的(de)流量特(te)性曲(qu)線(xian)近似於(yu)等(deng)百分(fen)比特(te)性。在(zai)小(xiao)開(kai)度時(shi)，隨著閥(fa)門開(kai)度(du)的增加(jia)，流量的(de)變(bian)化(hua)相對(dui)較(jiao)小；而(er)在大開(kai)度時(shi)，開(kai)度的微小(xiao)變(bian)化(hua)會(hui)引(yin)起流量較(jiao)大(da)的(de)改(gai)變(bian)。然(ran)而(er)，與傳統(tong)的調(tiao)節(jie)閥(fa)（如(ru)調(tiao)節(jie)閥(fa)）相比，球閥(fa)的(de)流量特(te)性並(bing)不(bu)十(shi)分(fen)精確(que)。這(zhe)是(shi)因為(wei)球閥(fa)的(de)球(qiu)體(ti)與(yu)閥(fa)座之(zhi)間(jian)的(de)密封(feng)面(mian)在(zai)不(bu)同開度下(xia)的相對(dui)關(guan)系(xi)變(bian)化(hua)相對(dui)復(fu)雜，會受到(dao)球(qiu)體(ti)加(jia)工(gong)精度(du)、閥(fa)座的(de)彈性變(bian)形(xing)以(yi)及流體(ti)壓(ya)力等(deng)多(duo)種因(yin)素(su)的影(ying)響。

1. 不銹鋼的物理性質

  電(dian)動(dong)不(bu)銹鋼球閥(fa)采用(yong)不銹鋼材料(liao)制(zhi)作，不(bu)銹鋼具有良(liang)好的耐腐蝕(shi)性(xing)、機械強(qiang)度和(he)熱穩(wen)定性。這(zhe)些特(te)性對(dui)於(yu)閥(fa)門在(zai)不(bu)同工況下(xia)的穩(wen)定(ding)運(yun)行(xing)至關(guan)重(zhong)要(yao)。在流量調(tiao)節(jie)方(fang)面，不(bu)銹鋼的光(guang)滑內表面有助於(yu)減少(shao)流體(ti)的摩(mo)擦阻(zu)力，從而(er)在壹定(ding)程度(du)上保證了流量的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)。但是(shi)，不銹鋼材料(liao)的(de)硬度(du)和(he)粗糙(cao)度也(ye)會對(dui)流量產生壹(yi)定(ding)的影響。如(ru)果內表面的(de)粗糙(cao)度不(bu)符(fu)合(he)要(yao)求，可(ke)能會(hui)導(dao)致(zhi)局(ju)部的紊(wen)流現(xian)象加(jia)劇(ju)，影響流量調(tiao)節(jie)的(de)精度。

2. 材料(liao)的(de)熱(re)膨脹系(xi)數

  不銹鋼的熱(re)膨(peng)脹系(xi)數相對(dui)較(jiao)小，但在高溫(wen)或(huo)低溫(wen)工(gong)況下(xia)，仍然會(hui)發(fa)生熱脹冷縮(suo)現(xian)象(xiang)。這(zhe)種熱(re)脹冷縮(suo)可(ke)能會(hui)改(gai)變(bian)球(qiu)體(ti)與(yu)閥(fa)座之(zhi)間(jian)的(de)配合(he)間(jian)隙，進(jin)而(er)影響閥(fa)門的(de)流量特(te)性。例如(ru)，在(zai)高溫(wen)環(huan)境下(xia)，球體(ti)可(ke)能會(hui)因(yin)為(wei)膨脹而(er)與閥(fa)座之(zhi)間(jian)的(de)密封(feng)更(geng)緊，增加(jia)了流體(ti)通過(guo)的(de)阻(zu)力；而(er)在低溫(wen)環(huan)境下(xia)，可(ke)能會(hui)出(chu)現(xian)間(jian)隙增大，導(dao)致(zhi)泄(xie)漏(lou)量增加(jia)，從(cong)而(er)影響流量調(tiao)節(jie)的(de)準確(que)性(xing)。

1. 電(dian)動(dong)執行(xing)器(qi)的工(gong)作(zuo)原(yuan)理

  電(dian)動(dong)執行(xing)器(qi)是(shi)電(dian)動(dong)不(bu)銹鋼球閥(fa)實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)化控制(zhi)的關(guan)鍵(jian)部(bu)件(jian)。它通過電(dian)機驅(qu)動(dong)，將(jiang)電(dian)能轉(zhuan)化(hua)為(wei)機械能，從(cong)而(er)帶動閥(fa)桿轉(zhuan)動(dong)，進(jin)而(er)控制(zhi)球體(ti)的旋(xuan)轉(zhuan)角度。電(dian)動(dong)執行(xing)器(qi)的控(kong)制(zhi)精度(du)直(zhi)接影(ying)響著球(qiu)閥(fa)的(de)流量調(tiao)節(jie)能力(li)。現(xian)代的(de)電(dian)動(dong)執行(xing)器(qi)通常(chang)配備(bei)有高精度的(de)編碼器(qi)和(he)控(kong)制(zhi)器，可(ke)以(yi)精(jing)確(que)地(di)控(kong)制(zhi)閥(fa)桿的轉(zhuan)動(dong)角度，從而(er)實現對(dui)球(qiu)閥(fa)開(kai)度(du)的(de)精(jing)確(que)控(kong)制(zhi)。

2. 控制(zhi)信(xin)號(hao)與(yu)流量調(tiao)節(jie)

  電(dian)動(dong)執行(xing)器(qi)接收來(lai)自控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)的控制(zhi)信(xin)號(hao)，如(ru)4 - 20mA的(de)模擬(ni)電(dian)流信(xin)號(hao)或(huo)者(zhe)數字(zi)通信(xin)信(xin)號(hao)（如(ru)Modbus協(xie)議等(deng)）。根據控制(zhi)信(xin)號(hao)的(de)大(da)小(xiao)，電(dian)動(dong)執行(xing)器(qi)調整(zheng)閥(fa)桿的轉(zhuan)動(dong)角度。然而(er)，在實際(ji)應用(yong)中，由(you)於(yu)電(dian)動(dong)執行(xing)器(qi)的響應速度(du)、控制(zhi)算法以(yi)及機械傳動部(bu)件(jian)的間(jian)隙等(deng)因(yin)素的影響，可(ke)能會(hui)導(dao)致(zhi)流量調(tiao)節(jie)存(cun)在壹定的(de)滯(zhi)後和(he)誤差(cha)。例如(ru)，當控制(zhi)信(xin)號(hao)快(kuai)速變(bian)化(hua)時(shi)，電(dian)動(dong)執行(xing)器(qi)可(ke)能無(wu)法及時(shi)準(zhun)確(que)地(di)調(tiao)整(zheng)球(qiu)體的(de)開(kai)度(du)，從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)流量的(de)波(bo)動。

1. 工業應(ying)用(yong)案例

  在許(xu)多工業領(ling)域(yu)，如(ru)化(hua)工(gong)、石(shi)油、食品加(jia)工(gong)等(deng)，都(dou)有電(dian)動(dong)不(bu)銹鋼球閥(fa)的(de)應(ying)用(yong)。在壹(yi)些(xie)對(dui)流量調(tiao)節(jie)精(jing)度要(yao)求不(bu)是(shi)非常高的場(chang)合，如(ru)粗略的(de)流量分(fen)配或(huo)者(zhe)簡單(dan)的(de)流量控(kong)制(zhi)回(hui)路中，電(dian)動(dong)不(bu)銹鋼球閥(fa)可(ke)以(yi)勝任流量調(tiao)節(jie)的(de)任務。例如(ru)，在(zai)化(hua)工(gong)生產中的(de)原(yuan)料輸(shu)送管(guan)道(dao)中，當只需要(yao)將(jiang)流量控(kong)制(zhi)在壹(yi)個(ge)大(da)致(zhi)的(de)範(fan)圍內時，電(dian)動(dong)不(bu)銹鋼球閥(fa)可(ke)以(yi)通(tong)過電(dian)動(dong)執行(xing)器(qi)的控(kong)制(zhi)，實現(xian)壹定(ding)程(cheng)度(du)的(de)流量調(tiao)節(jie)。

2. 精(jing)度限制(zhi)

  但是(shi)，當遇到(dao)對(dui)流量調(tiao)節(jie)精(jing)度要(yao)求較(jiao)高的應用(yong)場(chang)景時，如(ru)精(jing)確(que)的(de)配料(liao)系(xi)統(tong)或(huo)者(zhe)精細(xi)化(hua)工(gong)中(zhong)的(de)微量流量控(kong)制(zhi)，電(dian)動(dong)不(bu)銹鋼球閥(fa)的(de)流量調(tiao)節(jie)能力(li)就(jiu)會(hui)受到(dao)較(jiao)大(da)的(de)限(xian)制(zhi)。其相對(dui)不(bu)夠(gou)精(jing)確(que)的(de)流量特(te)性曲(qu)線(xian)、材(cai)料(liao)和(he)結構(gou)因(yin)素導(dao)致(zhi)的(de)流量波(bo)動以(yi)及電(dian)動(dong)執行(xing)器(qi)的控(kong)制(zhi)誤差(cha)等(deng)，都(dou)使得它(ta)難(nan)以(yi)滿(man)足高精度流量調(tiao)節(jie)的(de)要(yao)點(dian)。