温度调节阀是实现工艺温度自动化的关键设备。自力式以其经济性和独立性，适用于要求不高的场合；而他力式（气动/电动） 通过与控制系统的集成，实现了高精度、灵活和强大的温度控制，是现代工业自动化的主流选择。 温度调节阀的工作原理基于物体热胀冷缩的物理特性。根据其驱动能源的不同，主要分为两大类：自力式和他力式。 1. 自力式温度调节阀（无需外部能源） 这是最直观的温度调节阀，其核心是温度感应驱动系统。 这是一个完整的负反馈闭环控制系统： 温度升高：温包内物质膨胀，推力增大 → 推动阀芯向关闭方向移动（对于加热工况）→ 减少热媒流量 → 被控介质温度回落。 温度降低：温包内物质收缩，推力减小 → 弹簧推动阀芯向开启方向移动 → 增加热媒流量 → 被控介质温度回升。 设定值的调整：通过调节执行机构上的压簧，改变所需的初始推力，从而设定目标温度。 2. 他力式温度调节阀（需要外部能源） 这类阀门就是我们之前讨论过的普通气动/电动调节阀，它与一个独立的温度控制系统配合工作。 工作原理： 温度传感器（如Pt100热电阻）测量被控介质的温度。 传感器将信号送到温度控制器（或DCS/PLC系统中的温控模块）。 控制器将测量值与设定值比较，经过PID运算后，输出一个控制信号（4-20mA或0.02-0.1MPa）。 这个信号驱动气动/电动调节阀动作，改变蒸汽、热水或冷却水等调温介质的流量，从而精确控制温度。 结构与组成 1. 自力式温度调节阀的结构 感温系统： 温包：直接与被控介质接触，感受温度变化的核心传感器。 毛细管：连接温包与执行机构，传递压力或位移。 填充物质：温包和毛细管内的感温介质，如液体、气体、蜡质（热敏蜡）。 执行机构： 波纹管/膜片：将感温系统传递来的压力转换为机械力。 弹簧：提供反力，用于设定温度和实现复位。 阀体部件： 阀体、阀芯、阀座、阀杆：与普通调节阀类似，根据介质特性可选单座、双座、套筒等类型。 2. 他力式温度调节阀的结构 它实际上是一个 “温度传感器 + 控制器 + 通用调节阀” 的组合。 温度变送器：检测温度并转换为标准信号。 温度控制器：大脑，进行计算和决策。 执行机构：气动薄膜/活塞或电动执行器。 阀体部件：根据工况选择合适的阀内件（如适用于蒸汽的角座阀、适用于水的直通阀等）。 系统集成 系统工作流程解读： 设定目标：操作员在控制器上设定所需的工艺温度。 检测与反馈：温度传感器实时检测被控介质温度，并反馈给控制器。 决策与命令：控制器比较设定值与实测值，通过PID算法计算出最佳操作，向调节阀发出命令。 执行与调节：调节阀改变开度，精确控制进入换热设备的热媒（蒸汽/热水）或冷媒（冷却水）的流量。 动态平衡：流量的改变影响了换热效率，从而使被控介质温度向设定值靠拢。系统持续进行这个闭环循环，实现动态的、精确的温度控制。 核心作用：自动、精确地维持工艺过程中介质的温度稳定，无需人工干预，保证产品质量、生产安全和能源效率。 具体应用场景： 工艺加热控制： 化工反应器：控制夹套或盘管中蒸汽的流量，维持反应所需的恒定温度。 塑料挤出机/注塑机：控制机筒或模具的油温/水温。 食品杀菌、酿造：维持巴氏杀菌槽、发酵罐的工艺温度。 设备与空间温度控制： 采暖系统：根据室外温度或室内反馈，调节进入暖气片或地暖管的热水流量。 热交换站：控制一次侧蒸汽或热水的流量，来保证二次侧供水温度的稳定。 冷却温度控制： 工业冷却系统：控制冷却塔的供水或冷却器的冷媒流量，为设备提供稳定温度的冷却水。 空调系统：调节进入表冷器的冷冻水流量或制冷剂流量，以维持送风温度。 安全保护： 防止设备因过热或过冷而损坏，例如，通过控制冷却水来防止压缩机排气温度过高。 |
