什么是自力式調節閥？

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一、定義與基本原理

自力式調節閥是一種無需外部能源（如電源、氣源等），依靠自身介質的能量來實現自動調節的閥門。它主要基于流體的壓力、溫度、流量等參數的變化，通過自身的調節機構自動調整閥門的開度，從而使被控制的工藝參數保持在設定值附近。例如，在一個簡單的自力式壓力調節閥中，當入口壓力升高時，作用在調節閥內部的壓力敏感元件（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定。

二、結構組成

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

壓力、溫度或流量敏感元件：這是自力式調節閥區別于其他閥門的核心部件。對于自力式壓力調節閥，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，波紋管會產生伸縮變形。活塞則是通過兩側壓力差產生位移。在自力式溫度調節閥中，一般采用溫包作為敏感元件，溫包內裝有膨脹介質，當溫度變化時，膨脹介質的體積發生變化，從而驅動調節機構。自力式流量調節閥的敏感元件通常是基于節流原理，通過檢測流體流經節流口的壓差來反映流量變化。

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

三、工作過程（以自力式壓力調節閥為例）

當系統開始運行時，流體進入自力式壓力調節閥。假設設定的出口壓力為一個固定值，初始狀態下，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，使出口壓力穩定在設定值。當進口壓力升高時，作用在波紋管（壓力敏感元件）外側的壓力增大，波紋管被壓縮，產生位移。這個位移通過杠桿等調節機構傳遞給閥芯，使閥芯向關閉方向移動，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到設定值左右。

四、特點與應用場景

1、特點：

自主性強：自力式調節閥最大的特點是無需外部能源，依靠自身就能進行調節，這使得它在一些沒有外部能源供應或者對能源供應可靠性要求較低的場合具有很大優勢。同時，它的結構相對簡單，減少了外部能源供應系統（如電氣控制柜、氣源裝置等）帶來的復雜性和故障風險。

響應速度快：由于直接利用介質本身的能量進行調節，自力式調節閥對工藝參數的變化能夠快速響應。一旦流體的壓力、溫度或流量等參數發生變化，閥門能夠立即做出調整，有效地減少了參數波動的幅度和持續時間。

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

2、應用場景：

供熱系統：在集中供熱系統中，自力式壓力調節閥可以用于維持供熱管道內的壓力穩定。例如，在供熱分支管道上，通過設置自力式壓力調節閥，使每個用戶端的熱水壓力保持在合適的范圍內，確保熱水的穩定供應，避免因壓力過高或過低導致的供熱效果不佳或設備損壞。

化工生產：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釜進料管道或中間產品輸送管道，自力式調節閥可以用來控制流量或壓力。比如，在一些簡單的聚合反應中，通過自力式流量調節閥控制單體的進料流量，保證反應的平穩進行。

天然氣輸送：在天然氣的輸送管道中，自力式壓力調節閥可以用于調節管道內的壓力，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）能夠穩定地輸送，防止壓力過高引發安全事故或壓力過低影響輸送效率。