溫度調(diào)節(jié)閥是實(shí)現(xiàn)工藝溫度自動(dòng)化的關(guān)鍵設(shè)備。自力式以其經(jīng)濟(jì)性和獨(dú)立性，適用于要求不高的場合；而他力式（氣動(dòng)/電動(dòng)） 通過與控制系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)了高精度、靈活和強(qiáng)大的溫度控制，是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的主流選擇。 溫度調(diào)節(jié)閥的工作原理基于物體熱脹冷縮的物理特性。根據(jù)其驅(qū)動(dòng)能源的不同，主要分為兩大類：自力式和他力式。 1. 自力式溫度調(diào)節(jié)閥（無需外部能源） 這是最直觀的溫度調(diào)節(jié)閥，其核心是溫度感應(yīng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 這是一個(gè)完整的負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)： 溫度升高：溫包內(nèi)物質(zhì)膨脹，推力增大 → 推動(dòng)閥芯向關(guān)閉方向移動(dòng)（對于加熱工況）→ 減少熱媒流量 → 被控介質(zhì)溫度回落。 溫度降低：溫包內(nèi)物質(zhì)收縮，推力減小 → 彈簧推動(dòng)閥芯向開啟方向移動(dòng) → 增加熱媒流量 → 被控介質(zhì)溫度回升。 設(shè)定值的調(diào)整：通過調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的壓簧，改變所需的初始推力，從而設(shè)定目標(biāo)溫度。 2. 他力式溫度調(diào)節(jié)閥（需要外部能源） 這類閥門就是我們之前討論過的普通氣動(dòng)/電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，它與一個(gè)獨(dú)立的溫度控制系統(tǒng)配合工作。 工作原理： 溫度傳感器（如Pt100熱電阻）測量被控介質(zhì)的溫度。 傳感器將信號送到溫度控制器（或DCS/PLC系統(tǒng)中的溫控模塊）。 控制器將測量值與設(shè)定值比較，經(jīng)過PID運(yùn)算后，輸出一個(gè)控制信號（4-20mA或0.02-0.1MPa）。 這個(gè)信號驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)/電動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作，改變蒸汽、熱水或冷卻水等調(diào)溫介質(zhì)的流量，從而精確控制溫度。 結(jié)構(gòu)與組成 1. 自力式溫度調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu) 感溫系統(tǒng)： 溫包：直接與被控介質(zhì)接觸，感受溫度變化的核心傳感器。 毛細(xì)管：連接溫包與執(zhí)行機(jī)構(gòu)，傳遞壓力或位移。 填充物質(zhì)：溫包和毛細(xì)管內(nèi)的感溫介質(zhì)，如液體、氣體、蠟質(zhì)（熱敏蠟）。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)： 波紋管/膜片：將感溫系統(tǒng)傳遞來的壓力轉(zhuǎn)換為機(jī)械力。 彈簧：提供反力，用于設(shè)定溫度和實(shí)現(xiàn)復(fù)位。 閥體部件： 閥體、閥芯、閥座、閥桿：與普通調(diào)節(jié)閥類似，根據(jù)介質(zhì)特性可選單座、雙座、套筒等類型。 2. 他力式溫度調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu) 它實(shí)際上是一個(gè) “溫度傳感器 + 控制器 + 通用調(diào)節(jié)閥” 的組合。 溫度變送器：檢測溫度并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號。 溫度控制器：大腦，進(jìn)行計(jì)算和決策。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：氣動(dòng)薄膜/活塞或電動(dòng)執(zhí)行器。 閥體部件：根據(jù)工況選擇合適的閥內(nèi)件（如適用于蒸汽的角座閥、適用于水的直通閥等）。 系統(tǒng)集成 系統(tǒng)工作流程解讀： 設(shè)定目標(biāo)：操作員在控制器上設(shè)定所需的工藝溫度。 檢測與反饋：溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測被控介質(zhì)溫度，并反饋給控制器。 決策與命令：控制器比較設(shè)定值與實(shí)測值，通過PID算法計(jì)算出最佳操作，向調(diào)節(jié)閥發(fā)出命令。 執(zhí)行與調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)閥改變開度，精確控制進(jìn)入換熱設(shè)備的熱媒（蒸汽/熱水）或冷媒（冷卻水）的流量。 動(dòng)態(tài)平衡：流量的改變影響了換熱效率，從而使被控介質(zhì)溫度向設(shè)定值靠攏。系統(tǒng)持續(xù)進(jìn)行這個(gè)閉環(huán)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的、精確的溫度控制。 核心作用：自動(dòng)、精確地維持工藝過程中介質(zhì)的溫度穩(wěn)定，無需人工干預(yù)，保證產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)安全和能源效率。 具體應(yīng)用場景： 工藝加熱控制： 化工反應(yīng)器：控制夾套或盤管中蒸汽的流量，維持反應(yīng)所需的恒定溫度。 塑料擠出機(jī)/注塑機(jī)：控制機(jī)筒或模具的油溫/水溫。 食品殺菌、釀造：維持巴氏殺菌槽、發(fā)酵罐的工藝溫度。 設(shè)備與空間溫度控制： 采暖系統(tǒng)：根據(jù)室外溫度或室內(nèi)反饋，調(diào)節(jié)進(jìn)入暖氣片或地暖管的熱水流量。 熱交換站：控制一次側(cè)蒸汽或熱水的流量，來保證二次側(cè)供水溫度的穩(wěn)定。 冷卻溫度控制： 工業(yè)冷卻系統(tǒng)：控制冷卻塔的供水或冷卻器的冷媒流量，為設(shè)備提供穩(wěn)定溫度的冷卻水。 空調(diào)系統(tǒng)：調(diào)節(jié)進(jìn)入表冷器的冷凍水流量或制冷劑流量，以維持送風(fēng)溫度。 安全保護(hù)： 防止設(shè)備因過熱或過冷而損壞，例如，通過控制冷卻水來防止壓縮機(jī)排氣溫度過高。 |
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