調節閥的發展方向
1、調節閥應用中存在的問題
1.調節閥的品種多，規格多，參數多。調節閥為適應不同工業生產過程的控制要求，例如溫度、壓力、介質特性等，有近千種不同規格、不同類型的產品，使調節閥的選型不方便、安裝應用不方便、管理不方便。
2.調節閥的可靠性差。調節閥在出廠時的特性與運行一段時間后的特性有很大差異，例如，泄漏量增加，噪聲增大、閥門復現性變差等，給長期穩定運行帶來困難。
3.調節閥笨重，給調節閥的運輸、安裝、維護帶來不便。
4.調節閥的流量特性與工業過程被控對象特性不匹配，造成控制系統品質變差。調節閥的理想流量特性已在產品出廠時確定，但工業過程被控對象特性各不相同，加上壓降比變化，使調節閥工作流量特性不能與被控對象特性匹配，并使控制系統控制品質變差。
5.調節閥噪聲過大。工業應用中，調節閥噪聲已成為工業設備的主要噪聲源，因此，降低調節閥噪聲成為當前重要的研究課題。
6.調節閥是耗能設備，在能源越來越緊缺的當前，更應采用節能技術，降低調節閥的能耗，提高能源的利用率。
2、調節閥的發展方向
調節閥的發展方向主要為智能化、標準化、精小化、旋轉化和安全化。
1.智能化和標準化：調節閥的智能化和標準化已經提到議事日程。智能化主要采用智能閥門定位器。智能化表現在下列方面：
a.調節閥的自診斷，運行狀態的遠程通信等智能功能，使調節閥的管理方便，故障診斷變得容易，也降低了對維護人員的技能要求。
b.減少產品類型，簡化生產流程。采用智能閥門定位器不僅可方便地改變調節閥的流量特性，也可提高控制系統的控制品質。因此，對調節閥流量特性的要求可簡化及標準化（例如，僅生產線性特性調節閥）。用智能化功能模塊實現與被控對象特性的匹配，使調節閥的類型和品種大大減少，使調節閥的制造過程得到簡化。
c.數字通信。數字通信將在調節閥中獲得廣泛應用，以HART通信協議為基礎，一些調節閥的閥門定位器將輸入信號和閥位信號在同一傳輸線實現；以現場總線技術為基礎，調節閥與閥門定位器、PID控制功能模塊結合，使控制功能在現場級實現，使危險分散，使控制更及時、更迅速。
d.智能閥門定位器。智能閥門定位器具有閥門定位器的所有功能，同時能夠改善調節閥的動態和靜態特性，提高調節閥的控制精度，因此，智能閥門定位器將在今后一段時間內成為重要的調節閥輔助設備被廣泛應用。
調節閥的標準化表現在下列方面：
a.為了實現互換性，使同樣尺寸和規格的不同廠家生產的調節閥能夠互換，使用戶不必為了選擇制造商而花費大量時間。
b.為了實現互操作性，不同制造商生產的調節閥應能夠與其他制造商的產品協同工作，不會發生信號的不匹配或阻抗的不匹配等現象。
c.標準化的診斷軟件和其他輔助軟件，使不同制造商的調節閥可進行運行狀態的診斷，運行數據的分析等。
d.標準化的選型程序。調節閥選型仍是自控設計人員十分關心的問題，采用標準化的計算程序，根據工藝所提供數據，能夠正確計算所需調節閥的流量系數，確定配管及選用合適的閥體、閥芯及閥內件材質等，使設計過程標準化，提高設計質量。
2、精小化：為降低調節閥的重量，便于運輸、安裝和維護，調節閥的精小化采用了下列措施：
a.采用精小型執行機構。采用輕質材料，采用多彈簧替代一組彈簧，降低執行機構高度，通常精小型氣動薄膜執行機構組成的調節閥比同類型氣動薄膜執行機構組成的調節閥高度要降低約30%，重量降低約30%，而流通能力可提高約30%。
b.改變流路結構。例如，將閥芯的移動改變為閥座的移動，將直線位移改變為角位移等，使調節閥體積縮小，重量減輕。
c.采用電動執行機構。不僅可減少采用氣動執行機構所需要的氣源裝置和輔助設備，也可減少執行機構的重量。
3、旋轉化：由于旋轉類調節閥，例如球閥等，有相對體積較小、流路阻力較小、可調比較大、密封性能較好、防堵性能較好、流通能力較大等優點，因此，在調節閥新品種中，旋轉閥的比重增大。特別是大口徑管道中，普遍采用球閥、蝶閥等類型控制閥，從國外近年來的產品看，旋轉閥應用的比例在逐年增長。
4、安全化：儀表控制系統的安全性已經得到各方面的重視，安全儀表系統（SIS）對調節閥的要求也越來越高，表現在以下幾個方面：
a.對調節法故障信息診斷和處理要求提高，不僅要對調節閥進行故障發生后的被動性維護，而且要進行故障發生前的預防性維護和預見性維護。因此，對組成調節閥的有關組件進行統計和分析，及時提出維護建議等變得更重要。
b.對用于緊急停車系統或安全聯鎖系統的調節閥，提出及時、可靠、安全動作要求。確保這些調節閥能夠反應靈敏、準確。
c.對用于危險場所的調節閥，應簡化認證程序。例如，對本安應用的現場總線儀表，可簡化為采用FISCO現場總線本質概念，使對本安產品的認證過程簡化。
d.與其他現場儀表的安全性類似，對調節閥的安全性，可采用隔爆技術、防火技術、增安技術、本安技術、無火花技術等；對現場總線儀表，還可采用實體概念、本安概念、FISCO概念和非易燃（FINCO）概念等。
5、節能：降低能源消耗，提高能源利用率是調節閥的一個發展方向。主要有下列幾個發展方向：
a.采用低壓降比的調節閥。使調節閥在整個系統壓降中占的比例減少，從而降低能耗，因此，設計低壓降比的調節閥是發展方向之一；另一個發展方向是采用低阻抗調節閥，例如采用蝶閥、偏心旋轉閥等。
b.采用自力式調節閥。例如，直接采用閥后介質的壓力組成自力式控制系統，用被控介質的能量實現閥后壓力控制。
c.采用電動執行機構的調節閥。氣動執行機構在整個調節閥運行過程中都需要有一定的氣壓，雖可采用消耗量小的放大器等，但日積月累，耗氣量仍是巨大的。采用電動執行機構，在改變調節閥開度時，需要供電，在達到所需開度時就可不再供電，因此，從節能看，電動執行機構比氣動執行機構有明顯節能優點。
d.采用壓電調節閥。在智能電氣閥門定位器中采用壓電調節閥，只有當輸出信號增加時才耗用氣源。
e.采用帶平衡結構的閥芯，降低執行機構推力或推力矩，縮小膜頭氣室，降低能源需要。
f.采用變頻調速技術代替調節閥。對高壓降比的應用場合，如果能量消耗很大，可采用變頻調速技術，采用變頻器改變有關運轉設備的轉速，降低能源消耗。
6、環境保護：環境污染已經成為公害，調節閥對環境的污染主要有調節閥噪聲和調節閥的泄漏。其中，調節閥噪聲對環境的污染更是十分嚴重。
a.降(jiang)低(di)(di)調(diao)節閥(fa)(fa)(fa)噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)。研制(zhi)各種降(jiang)低(di)(di)調(diao)節閥(fa)(fa)(fa)噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)的(de)方法，包括從調(diao)節閥(fa)(fa)(fa)流(liu)路設計(ji)到調(diao)節閥(fa)(fa)(fa)閥(fa)(fa)(fa)內件(jian)的(de)設計(ji)，從噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)源的(de)分(fen)析到降(jiang)低(di)(di)噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)的(de)措(cuo)施等。主要有設計(ji)降(jiang)噪(zao)(zao)(zao)(zao)調(diao)節閥(fa)(fa)(fa)和降(jiang)噪(zao)(zao)(zao)(zao)調(diao)節閥(fa)(fa)(fa)閥(fa)(fa)(fa)內件(jian)；合(he)理分(fen)配壓(ya)降(jiang)，使用(yong)外部降(jiang)噪(zao)(zao)(zao)(zao)措(cuo)施，例如，增加隔離、采用(yong)消(xiao)聲(sheng)(sheng)器等。
b.降(jiang)低調(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)閥(fa)(fa)的(de)大(da)氣污染。調(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)閥(fa)(fa)的(de)大(da)氣污染指調(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)閥(fa)(fa)的(de)“跑”、“冒(mao)”、“滴”、“漏”，這些泄漏物(wu)不僅造(zao)成物(wu)料或產品的(de)浪費，而(er)且(qie)對大(da)氣環(huan)境造(zao)成污染，有時，還會造(zao)成人員的(de)傷亡(wang)或設備爆炸(zha)等事(shi)故。因此，研制(zhi)調(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)閥(fa)(fa)填料結構和(he)填料類型、研制(zhi)調(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)閥(fa)(fa)的(de)密封等將是調(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)閥(fa)(fa)今后一個重要的(de)研究課題。
計算(suan)機(ji)科(ke)學、控(kong)制(zhi)(zhi)理論和(he)自動(dong)化(hua)儀表(biao)(biao)等高(gao)新科(ke)學技(ji)術的發(fa)(fa)(fa)展(zhan)推(tui)動(dong)了調節(jie)(jie)閥(fa)的發(fa)(fa)(fa)展(zhan)，例如，現(xian)場(chang)總線(xian)控(kong)制(zhi)(zhi)閥(fa)和(he)智能(neng)(neng)閥(fa)門定位器的研(yan)制(zhi)(zhi)、數字通(tong)信在調節(jie)(jie)閥(fa)的實(shi)現(xian)等。調節(jie)(jie)閥(fa)的發(fa)(fa)(fa)展(zhan)也推(tui)動(dong)了其他科(ke)學技(ji)術的發(fa)(fa)(fa)展(zhan)，例如，對防腐蝕(shi)材料的研(yan)究、對削弱和(he)降低(di)噪聲方法的研(yan)究、對流體動(dong)力(li)學的研(yan)究等。隨著現(xian)場(chang)總線(xian)技(ji)術的發(fa)(fa)(fa)展(zhan)，調節(jie)(jie)閥(fa)也將(jiang)開(kai)放、智能(neng)(neng)和(he)更可靠，它(ta)將(jiang)與其他工業自動(dong)化(hua)儀表(biao)(biao)和(he)計算(suan)機(ji)控(kong)制(zhi)(zhi)裝置一起(qi)，使工業生產過程(cheng)控(kong)制(zhi)(zhi)的功能(neng)(neng)更完善，控(kong)制(zhi)(zhi)的精(jing)度更高(gao)，控(kong)制(zhi)(zhi)的效果(guo)更明顯，并為我國(guo)現(xian)代化(hua)建設發(fa)(fa)(fa)揮重(zhong)要(yao)作用。
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