Regelventil

Die Durchflusscharakteristik eines Regelventils beschreibt das Verhältnis zwischen dem relativen Durchfluss des Mediums durch das Regelventil und seiner Öffnungsgrad, unter der Voraussetzung, dass der Druckunterschied an den beiden Enden des Ventils konstant bleibt. Die Durchflusscharakteristiken von Regelventilen sind linear, proportional sowie parabolisch. Die Bedeutung der drei Durchflussmerkmale ist wie folgt: (1) Isoprozent-Merkmal (logarithmisch) – Schnell. Beim Isoprozent-Merkmal besteht kein linearer Zusammenhang zwischen der relativen Bewegung und dem relativen Durchfluss. An jedem Punkt der Bewegung ist die durch eine Einheitliche Bewegung verursachte Änderung des Durchflusses proportional zum Durchfluss an diesem Punkt. Der Prozentsatz der Durchflussschwankungen bleibt dabei konstant. Daher besteht sein Vorteil darin, dass bei geringem Durchfluss die Schwankungen des Durchflusses gering sind, während bei hohem Durchfluss die Schwankungen größer werden. Mit anderen Worten: Bei unterschiedlichen Öffnungsgraden wird dieselbe Regelgenauigkeit erreicht. (2) Lineare Eigenschaften – Bei geringer Öffnungsgrad ist die Reaktion schnell, bei hoher Öffnungsgrad hingegen langsam. Die relative Bewegung und der relative Durchfluss stehen bei linearen Eigenschaften in einem linearen Verhältnis zueinander. Die durch die Veränderung der Strecke verursachte Änderung des Durchflusses bleibt konstant. Bei hohem Durchfluss ändern sich die relativen Werte des Durchflusses nur wenig, bei niedrigem Durchfluss hingegen ändern sie sich stark. (3) Parabolische Eigenschaften – Bei geringer Öffnungsweite ist die Strömungsgeschwindigkeit langsam, bei großer Öffnungsweite hingegen schnell. Die Strömungsmenge ändert sich proportional zum Quadrat der Öffnungsweite; im Großen und Ganzen weist sie Eigenschaften zwischen linearer und gleichprozentueller Veränderung auf. Üblicherweise werden Ventile mit linearer Charakteristik zur Regulierung des Wasserspiegels verwendet, während zur Regulierung des Durchflusses eher Ventile mit gleichprozentiger Steuerung genutzt werden. Die Durchflusscharakteristik der Regelventile wird in Abhängigkeit von den Eigenschaften des zu steuernden Systems ausgewählt. Ventile mit linearer Charakteristik weisen bei Betrieb in kleinem Öffnungsgrad eine zu große relative Veränderung des Durchflusses auf. Die Regulierungswirkung ist dabei zu stark, was zu Übersteuerungen und Schwingungen führen kann ； Bei großer Öffnungsweite ist die relative Veränderung des Durchflusses gering, die Regulierung zu schwach und nicht schnell genug. Um das oben genannte Problem zu lösen, wurde eine logarithmische Charakteristik entwickelt, damit sich der relative Durchfluss bei jeder Öffnungsstufe unverändert hält. Da der Verstärkungsfaktor K mit den Öffnungsgraden zunimmt, ist dies vorteilhaft für die Regelung des Systems. Bei kleinen Öffnungsgraden ist der Durchfluss gering, auch die Schwankungen des Durchflusses sind gering. Der Verstärkungsfaktor der Regulierventile ist klein, wodurch eine gleichmäßige und sanfte Regulierung möglich ist ； Bei großer Öffnungsweite ist der Durchfluss groß und die Schwankungen des Durchflusses ebenfalls groß. Der Verstärkungsfaktor der Regelventile ist hoch, wodurch eine präzise und effektive Regelung möglich ist. Wie aus der Grafik ersichtlich ist, liegt die logarithmische Kennlinie stets unter der linearen Kennlinie. Daher ist der Durchfluss bei derselben Strecke geringer als bei der linearen Kennlinie. Aus der Analyse dieser drei Eigenschaften geht hervor, dass die Eigenschaft der gleichmäßigen Prozentsatzregelung in Bezug auf die Regelleistung am besten ist – sie bietet eine stabile Regulierung und eine gute Leistung. Die Parabelcharakteristik weist außerdem eine bessere Anpassungsfähigkeit gegenüber der linearen Charakteristik auf; je nach Anforderungen des Einsatzbereichs kann man jede dieser Durchflusscharakteristiken auswählen.