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控制閥的發(fā)展展望

控制閥應用中存在下列問題。
1.控制閥的品種多，規(guī)格多，參數(shù)多: 控制閥為適應不同工業(yè)生產(chǎn)過程的控制要求，例如，溫度、壓力、介質(zhì)特性等，有近千種不同規(guī)格，不同類型的產(chǎn)品，使控制閥的選型不方便、安裝應用不方便、維護不方便、管理不方便。
2.控制閥的可靠性差: 控制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(xiàn)性變差等，給長期穩(wěn)定運行帶來困難。
3.控制閥笨重，給控制閥的運輸、安裝、維護帶來不便: 通常，控制閥比一般的儀表要重幾倍到上百倍，例如，一臺DN200 的控制閥重達700kg,運輸、安裝和維護都需要動用一些機械設(shè)備才能完成，給控制閥的應用帶來不便。
4.控制閥的流量特性與工業(yè)過程被控對象特性不匹配，造成控制系統(tǒng)品質(zhì)變差: 控制閥的理想流量特性已在產(chǎn)品出廠確定，但工業(yè)過程被控對象特性各不相同，加上壓降比變化，使控制閥工作流量特性不能與被控對象特性匹配，并使控制系統(tǒng)控制品質(zhì)變差。
5.控制閥噪聲過大: 工業(yè)應用中，控制閥噪聲已成為工業(yè)設(shè)備的主要噪聲源，因此，降低控制閥噪聲成為當前重要的研究課題，并得到各國政府的重視。
6.能耗大: 控制閥是耗能設(shè)備，在能源越來越緊缺的當前，更應采用節(jié)能技術(shù)，降低控制閥的能耗，提高能源的利用率。

控制閥的發(fā)展趨勢
控制閥向智能化、標準化、精小化、旋轉(zhuǎn)化、一體化和安全化等方向發(fā)展。
1.智能化和標準化
控制閥的智能化和標準化已經(jīng)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(xiàn)在下列幾方面。
1.1控制閥的自診斷，運行狀態(tài)的遠程通信等智能功能，使控制閥的管理方便，故障診斷變得容易，也降低了對維護人員的技能要求。
1.2減少產(chǎn)品類型，簡化生產(chǎn)流程。采用智能閥門定位器不僅可方便地改變控制閥的流量特性，也可提高控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)。因此，對控制閥流量特性的要求可簡化及標準化(例如，僅生產(chǎn)線性特性控制閥)。用智能化功能模塊實現(xiàn)與被控對象特性的匹配，使控制閥產(chǎn)品的類型和品種大大減少，使控制閥的制造過程得到簡化。
1.3數(shù)字通信。數(shù)字通信將在控制閥中獲得廣泛皮用，以HA及克場您改較不為基動。我以現(xiàn)場總線技術(shù)為基礎(chǔ)，控控制閥的閥門定位器將輸人信號和閥位信導在同一傳輸線實現(xiàn)級實現(xiàn)，使危險分散，使控使控制功能在現(xiàn)場制閥與閥門定位器、PID控制功能模塊結(jié)合， 制更及時、迅速。
1.4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，能夠改著控制閥的動態(tài)和靜態(tài)特性，提高控制間的控制精度，因此，智能閥門定位器在今后一段時間內(nèi)將成為重要的控制閥輔助設(shè)備被廣泛應用。
控制閥的標準化表現(xiàn)在下列幾方面。
1)為了實現(xiàn)互換性，同樣尺寸和規(guī)格的不同廠商生產(chǎn)的控制閥能夠互換，使用戶不必為選擇制造商而花費大量時間。
2)為了實現(xiàn)互操作性，不同制造商生產(chǎn)的控制閥應能夠與其他制造商的產(chǎn)品在一起協(xié)同工作，不會發(fā)生信號的不匹配或阻抗的不匹配等現(xiàn)象。
3)標準化的診斷軟件和其他輔助軟件，使不同制造商的控制閥可采用標準化的診斷軟件進行運行狀態(tài)的診斷，運行數(shù)據(jù)的分析等。標準化的選型程序�？刂崎y選型仍是自控設(shè)計人員十分關(guān)心的問題，采用標準化的計算程序，根據(jù)工藝所提供數(shù)據(jù)，能夠正確計算所需控制閥的流量系數(shù)，確定配管及選用合適的閥體、閥芯及閥內(nèi)件材質(zhì)等，使設(shè)計過程標準化，提高設(shè)計質(zhì)量。
2.精小化
為降低控制閥的重量，便于運輸、安裝和維護，控制閥的精小化采用了下列措施。
a)采用精小型執(zhí)行機構(gòu)。采用輕質(zhì)材料; 采用多組彈簧替代一組彈簧，降低執(zhí)行機構(gòu)高度，通常，精小型氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)組成的控制閥比同類型氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)組成的控制
b)改變流路結(jié)構(gòu)。例如，將閥芯的移動改變?yōu)殚y座的移動，將直線位移改變?yōu)榻俏灰频龋�使控制閥體積縮小，重量減輕。
c)采用電動執(zhí)行機構(gòu)。不僅可減少采用氣動執(zhí)行機構(gòu)所需的氣源裝置和輔助設(shè)備，也可減少執(zhí)行機構(gòu)的重量。例如，F(xiàn)isher公司的9000 系列電動執(zhí)行機構(gòu)，其20 型的高度小于330mm，使整個控制閥(帶數(shù)字控制器和執(zhí)行機構(gòu)) 重量降低到20~ 32kg。
3.旋轉(zhuǎn)化
旋轉(zhuǎn)類控制閥，例如，球閥等，它們具有相對體積較小、流路阻力較小、可調(diào)比較大、密封性較好、防堵性能較好、流通能力較大等優(yōu)點，因此，控制閥新品種中，旋轉(zhuǎn)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，從國外近年的產(chǎn)品看，旋
轉(zhuǎn)閥應用的比例正逐年增長。
4.一體化
智能電動執(zhí)行機構(gòu)采用一體化結(jié)構(gòu)，減少故障發(fā)生率，降低成本和重量，降低維修成本。
5.安全
儀表控制系統(tǒng)的安全性已經(jīng)得到有關(guān)各方面的重視，安全儀表系統(tǒng)(81S) 對控制閥的
要求也越來越高，表現(xiàn)如下。
a)對控制閥故障信息診斷和處理要求提高，不僅要對控制閥進行故障發(fā)生后的被動性維護，而且，要進行故障發(fā)生階的預防性維護和預見性維護。因此，對組成控制閥的有關(guān)組件進行統(tǒng)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(tǒng)或安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的控制閥，提出及時、可靠、安全動作的要求。確保這些控制閥在要打開時能夠及時打開。要關(guān)閉時能夠及時關(guān)閉，要保持原來運行位置時能夠及時保持原來位置。
c)對用于危險場所的控制閥，應簡化認證程序。例如，對本安應用的現(xiàn)場總線儀表，可簡化為采用FISCO 現(xiàn)場總線本質(zhì)安全概念，使對本安產(chǎn)品的認證過程簡化。
d)與其他現(xiàn)場儀表的安全性類似，對控制閥的安全性，可采用隔爆技術(shù)、防火技術(shù)、增安技術(shù)、本安技術(shù)、無火花技術(shù)等; 對現(xiàn)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。
6.節(jié)能
降低能源消耗，提高能源利用率是控制閥的一個發(fā)展方向。主要表現(xiàn)如下。
a)采用低壓降比的控制閥。使控制閥在整個系統(tǒng)壓降中占的比例減少，從而降低能耗，因此，設(shè)計低壓降比的控制閥是發(fā)展方向之一; 另一個發(fā)展方向是采用低阻抗控制閥，例如，采用蝶閥，偏心旋轉(zhuǎn)閥等。
b)采用自力式控制閥。例如，直接采用閥后介質(zhì)的壓力組成自力式控制系統(tǒng)，用被控介質(zhì)的能量實現(xiàn)閥后壓力控制。、
c)采用電動執(zhí)行機構(gòu)的控制閥。氣動執(zhí)行機構(gòu)在整個控制閥運行過程中都需要有一定的氣壓，雖然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(zhí)行機構(gòu)，在改變控制閥開度時，需要供電，在達到所需開度時就可不再供電，因此，從節(jié)能看，電動執(zhí)行機構(gòu)比氣動執(zhí)行機構(gòu)有明顯節(jié)能優(yōu)點。
d)采用壓電控制閥。在智能電氣閥門定位器中，采用壓電控制閥，只有當輸出信號增加時才耗用氣源。
e)采用帶平衡結(jié)構(gòu)的閥芯。降低執(zhí)行機構(gòu)推力或推力矩，縮小膜頭氣室，降低能源需要。
f)采用變頻調(diào)速技術(shù)代替控制閥。對高壓降比的應用場合，如果能量消耗很大，可采用變頻調(diào)速技術(shù)，采用變頻器改變有關(guān)運轉(zhuǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)速，降低能源消耗。
7.環(huán)境保護
環(huán)境污染已經(jīng)成為公害，控制閥對環(huán)境的污染主要有控制閥噪聲和控制閥的泄漏。其中，控制閥噪聲對環(huán)境的污染更是十分嚴重。為此，控制閥的發(fā)展應環(huán)繞降低控制閥噪聲和防止控制閥的大氣污染。表現(xiàn)如下。
a)降低控制閥噪聲。研制各種降低控制閥噪聲的方法，包括從控制閥流路設(shè)計到控制閥閥內(nèi)件的設(shè)計，從噪聲源的分析到降低噪聲的措施等。主要有設(shè)計降噪控制閥和降噪控制閥閥內(nèi)件; 合理分配壓降，使用外部降噪措施，例如，增加隔離、采用消聲器等。
b)降低控制閥的大氣污染。控制閥的大氣污染指控制閥的“跑”、“冒”、“滴”、“漏”，這些泄漏物不僅造成物料或產(chǎn)品的浪費，而且對大氣環(huán)境造成污染，有時還會造成人員的傷亡或設(shè)備爆炸等事故。因此，研制控制閥填料結(jié)構(gòu)和填料類型、研制控制閥的密封等將是控制閥今后一個重要的研究課題。

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