自力式控制閥又稱(chēng)直接作用控制閥，是一大類(lèi)不需要額外能源驅(qū)動(dòng)的控制閥。它是一類(lèi)把測(cè)量、控制和執(zhí)行功能合為一體，利用被控對(duì)象本身能量帶動(dòng)其動(dòng)作的控制閥，分為直接作用式和帶指揮器作用式兩大類(lèi)。直接作用的自力式控制閥利用過(guò)程本身的壓力或壓差來(lái)驅(qū)動(dòng)控制閥動(dòng)作，也可用．溫包式檢測(cè)元件將溫度轉(zhuǎn)換為壓力，然后驅(qū)動(dòng)控制閥動(dòng)作。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，但會(huì)引起壓降，造成出口壓力的非線(xiàn)性，通常，穩(wěn)壓精度在10％一20％。帶指揮器作用的自力式控制閥可適用于小壓降和大流量的自力式控制場(chǎng)合，出口壓力變化范圍可小于設(shè)定壓力的10％。
由于自力式控制閥具有節(jié)能功能，因此，在一些控制要求不高的場(chǎng)合被廣泛應(yīng)用。自力式控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜頭的輸入信號(hào)是控制閥前或閥后的壓力或閥兩端的壓差，或經(jīng)溫包轉(zhuǎn)換后的壓力信號(hào)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類(lèi)似氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
自力式控制閥對(duì)被控介質(zhì)有一定要求，例如，自力式壓力控制閥的被控介質(zhì)溫度應(yīng)低于某一規(guī)定值，介質(zhì)應(yīng)干凈，當(dāng)介質(zhì)溫度較高時(shí)，例如，用于蒸汽或150℃以上的液體時(shí)，應(yīng)設(shè)置冷凝器，使進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)比較器內(nèi)的介質(zhì)溫度低于規(guī)定值。
1.自力式壓力、壓差和流量控制閥。自力式壓力控制閥根據(jù)取壓點(diǎn)位置分閥前和閥后 兩類(lèi)，取壓點(diǎn)在閥前時(shí)，用于控制閥前壓力恒定；取壓點(diǎn)在閥后時(shí)，用于控制閥后壓力恒定。對(duì)蒸汽介質(zhì)，可采用冷凝器將介質(zhì)蒸汽冷凝，保護(hù)進(jìn)入膜頭的介質(zhì)溫，度在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度，避免使膜片損壞。對(duì)氣體介質(zhì)，可直接將被控氣體送膜頭。圖2—16是自力式壓力控制閥示意圖。
(a)控制閥前壓力的自力式控制閥
(b)控制閥后壓力的自力式控制閥
當(dāng)將閥前和閥后壓力同時(shí)引入執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣室兩側(cè)時(shí)，自力式壓差控制閥可以控制控制閥兩端的壓差恒定，也可將安裝在管道上孔板兩端的壓差引入氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣室兩側(cè)，組成自力式流量控制，或用其他方式將流量檢測(cè)后用自力式壓差控制閥實(shí)現(xiàn)流量控制。
帶指揮器的自力式控制閥與直接作用自力式控制閥類(lèi)似，其設(shè)定信號(hào)由指揮器的設(shè)定彈簧設(shè)置。圖2—18是帶指揮器的自力式控制閥原理圖。圖示連接用于閥后壓力控制。如果閥后壓力升高，表示膜頭l下面的壓力高于上面壓力，閥芯3上移，控制閥的流通面積減小，使閥后壓力下降。同時(shí)，作用在指揮器膜片4的壓力也升高，其作用-力大于由設(shè)定彈簧5提供的作用力，使指揮器組件6移動(dòng)，擋板7。靠近噴嘴8，指揮器輸出壓力隨之減小，即在膜頭l上面壓力減小，使閥芯3上移，直到閥后壓力與設(shè)定彈簧的作用力平衡為止。針閥2用于調(diào)節(jié)放大系數(shù)，過(guò)濾器9用于過(guò)濾介質(zhì)中的顆粒雜質(zhì)，防止噴嘴被堵塞。
另有一種采用重錘作為設(shè)定的自力式壓力控制閥。重錘經(jīng)杠桿連接到閥桿，其重力經(jīng)放大后作用在閥桿上，而閥前或閥后壓力經(jīng)薄膜轉(zhuǎn)換為推力同樣作用在閥桿上，只有兩者平衡時(shí)，閥桿才不移動(dòng)。由于其結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，維護(hù)量少，在一些不重要或初級(jí)的壓力控制系統(tǒng)中被采用例如，蒸汽分壓缸的壓力控制等。
一些壓力泄放閥(包括蒸汽疏水器、排氣閥等)和壓力安全閥也屬于自力、式兩位控制閥。
液位控制可轉(zhuǎn)換為壓力或壓差控制，因此，也可采用自力式壓力或壓差控制閥實(shí)現(xiàn)。
2.自力式溫度控制閥。自力式溫度控制閥的溫度信號(hào)來(lái)自溫包，當(dāng)溫度變化時(shí)，溫包內(nèi)的氣體介質(zhì)膨脹，使壓力變化，該壓力信號(hào)被用于作為控制信號(hào),使自力式溫度控制閥動(dòng)作。
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