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1．控制閥應用中存在的問題
?、倏刂崎y的品種多，規(guī)格多，參數多。控制閥為適應不同工業(yè)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(guī)格、不同類型的產品，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。
?、诳刂崎y的可靠性差?？刂崎y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(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，控制閥重量比一般的儀表重量要重幾倍到上百倍，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備才能完成，給控制閥的應用帶來不便。
?、芸刂崎y的流量特性與工業(yè)過程被控對象特性不匹配，造成控制系統品質變差?？刂崎y的理想流量特性已在產品出廠時確定，但工業(yè)過程被控對象特性各不相同，力口上壓降比變化，使控制閥工作流量特性不能與被控對象特性匹配，并使控制系統控制品質變差。
?、菘刂崎y噪聲過大。工業(yè)應用中，控制閥噪聲已成為工業(yè)設備的主要噪聲源，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。
?、蘅刂崎y是耗能設備，在能源越來越緊缺的當前，更應采用節(jié)能技術，降低控制閥的能耗，提高能源的利用率。
2．控制閥的發(fā)展方向
控制閥的發(fā)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.控制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。智能化化表現在下列方面。
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。
?、跍p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控制閥的流量特性，也可提高控制系統的控制品質。因此，對控制閥流量特性的要求可簡化及標準化(例如，僅生產線性特性控制閥)o用智能化功能模塊實現與被控對象特性的匹配，使控制閥產品的類型和品種大大減少，使控制閥的制造過程得到簡化，并在生產和市場中經受考驗和認可。
③數字通信。數字通信將在控制閥中獲得廣泛應用，以HART通信協議為基礎，一些控制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，控制閥與閥門定位器、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。
?、苤悄荛y門定位器。智能閥門定位器具有閥門定位器的所有功能，同時能夠改善控制閥的動態(tài)和靜態(tài)特性，提高控制閥的控制精度，因此，智能閥門定位器將在今后一段時間內
成為重要的控制閥輔助設備被廣泛應用。
控制閥的標準化表現在下列方面。
①為了實現互換性，使同樣尺寸和規(guī)格的不同廠商生產的控制閥能夠互換，使用戶不必為選擇制造商而花費大量時間。
?、跒榱藢崿F互操作性，不同制造商生產的控制閥應能夠與其他制造商的產品協同工作，不會發(fā)生信號的不匹配或阻抗的不匹配等現象。
?、蹣藴驶脑\斷軟件和其他輔助軟件，使不同制造商的控制閥可進行運行狀態(tài)的診斷，運行數據的分析等。
?、軜藴驶倪x型程序?？刂崎y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，能夠正確計算所需控制閥的流量系數，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。
?、俨捎镁⌒蛨?zhí)行機構。采用輕質材料，采用多組彈簧替代一組彈簧，降低執(zhí)行機構高度，通常，精小型氣動薄膜執(zhí)行機構組成的控制閥比同類型氣動薄膜執(zhí)行機構組成的控制閥高度要降低約30％，重量降低約30％，而流通能力可提高約30％。
②改變流路結構。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?，使控制閥體積縮小，重量減輕。
③采用電動執(zhí)行機構。不僅可減少采用氣動執(zhí)行機構所需的氣源裝置和輔助設備，也可減少執(zhí)行機構的重量。例如，Fisher公司的9000系列電動執(zhí)行機構，其20型的高度小于
330mm，使整個控制閥(帶數字控制器和執(zhí)行機構)質量降低到20～32kg。
(3)旋轉化 由于旋轉類控制閥，例如球閥等，有相對體積較小、流路阻力較小、可調比較大、密封性較好、防堵性能較好、流通能力較大等優(yōu)點，因此，在控制閥新品種中，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，從國外近年的產品看，旋轉閥應用的比例正逐年增長。
(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)對控制閥的要求也越來越高，表現在以下幾方面。
①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)生前的預防性維護和預見性維護。因此，對組成控制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。
②對用于緊急停車系統或安全聯鎖系統的控制閥，提出及時、可靠、安全動作的要求。確保這些控制閥能夠反應靈敏、準確。
?、蹖τ糜谖ｋU場所的控制閥，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現場總線本質安全概念，使對本安產品的認證過程簡化。
?、芘c其他現場儀表的安全性類似，對控制閥的安全性，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(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。主要有下列幾個發(fā)展方向。
①采用低壓降比的控制閥。使控制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、偏心旋轉閥等。
②采用自力式控制閥。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。
?、鄄捎秒妱訄?zhí)行機構的控制閥。氣動執(zhí)行機構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，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)行機構比氣動執(zhí)行機構有明顯節(jié)能優(yōu)點。
④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。
?、莶捎脦胶饨Y構的閥芯，降低執(zhí)行機構推力或推力矩，縮小膜頭氣室，降低能源需要。
?、薏捎米冾l調速技術代替控制閥。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)保護環(huán)境 環(huán)境污染已經成為公害，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。
?、俳档涂刂崎y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計到控制閥閥內件的設計，從噪聲源的分析到降低噪聲的措施等。主要有設計降噪控制閥和降噪控制閥閥內件；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。
?、诮档涂刂崎y的大氣污染?？刂崎y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備爆炸等事故。因此，研制控制閥填料結構和填料類型、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。
計算機科學、控制理論和自動化儀表等高新科學技術的發(fā)展推動了控制閥的發(fā)展，例如，現場總線控制閥和智能閥門定位器的研制、數字通信在控制閥的實現等?？刂崎y的發(fā)展也推動了其他科學技術的發(fā)展，例如，對防腐蝕材料的研究、對削弱和降低噪聲方法的研究、對流體動力學的研究等。隨著現場總線技術的發(fā)展，控制閥也將開放、智能和更可靠，它將與其他工業(yè)自動化儀表和計算機控制裝置一起，使工業(yè)生產過程控制的功能更完善，控制的精度更高，控制的效果更明顯，并為我國現代化建設發(fā)揮更重要的作用。
?、倏刂崎y的品種多，規(guī)格多，參數多。控制閥為適應不同工業(yè)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(guī)格、不同類型的產品，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。
?、诳刂崎y的可靠性差?？刂崎y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(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，控制閥重量比一般的儀表重量要重幾倍到上百倍，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備才能完成，給控制閥的應用帶來不便。
?、芸刂崎y的流量特性與工業(yè)過程被控對象特性不匹配，造成控制系統品質變差?？刂崎y的理想流量特性已在產品出廠時確定，但工業(yè)過程被控對象特性各不相同，力口上壓降比變化，使控制閥工作流量特性不能與被控對象特性匹配，并使控制系統控制品質變差。
?、菘刂崎y噪聲過大。工業(yè)應用中，控制閥噪聲已成為工業(yè)設備的主要噪聲源，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。
?、蘅刂崎y是耗能設備，在能源越來越緊缺的當前，更應采用節(jié)能技術，降低控制閥的能耗，提高能源的利用率。
2．控制閥的發(fā)展方向
控制閥的發(fā)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.控制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。智能化化表現在下列方面。
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。
?、跍p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控制閥的流量特性，也可提高控制系統的控制品質。因此，對控制閥流量特性的要求可簡化及標準化(例如，僅生產線性特性控制閥)o用智能化功能模塊實現與被控對象特性的匹配，使控制閥產品的類型和品種大大減少，使控制閥的制造過程得到簡化，并在生產和市場中經受考驗和認可。
③數字通信。數字通信將在控制閥中獲得廣泛應用，以HART通信協議為基礎，一些控制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，控制閥與閥門定位器、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。
?、苤悄荛y門定位器。智能閥門定位器具有閥門定位器的所有功能，同時能夠改善控制閥的動態(tài)和靜態(tài)特性，提高控制閥的控制精度，因此，智能閥門定位器將在今后一段時間內
成為重要的控制閥輔助設備被廣泛應用。
控制閥的標準化表現在下列方面。
①為了實現互換性，使同樣尺寸和規(guī)格的不同廠商生產的控制閥能夠互換，使用戶不必為選擇制造商而花費大量時間。
?、跒榱藢崿F互操作性，不同制造商生產的控制閥應能夠與其他制造商的產品協同工作，不會發(fā)生信號的不匹配或阻抗的不匹配等現象。
?、蹣藴驶脑\斷軟件和其他輔助軟件，使不同制造商的控制閥可進行運行狀態(tài)的診斷，運行數據的分析等。
?、軜藴驶倪x型程序?？刂崎y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，能夠正確計算所需控制閥的流量系數，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。
?、俨捎镁⌒蛨?zhí)行機構。采用輕質材料，采用多組彈簧替代一組彈簧，降低執(zhí)行機構高度，通常，精小型氣動薄膜執(zhí)行機構組成的控制閥比同類型氣動薄膜執(zhí)行機構組成的控制閥高度要降低約30％，重量降低約30％，而流通能力可提高約30％。
②改變流路結構。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?，使控制閥體積縮小，重量減輕。
③采用電動執(zhí)行機構。不僅可減少采用氣動執(zhí)行機構所需的氣源裝置和輔助設備，也可減少執(zhí)行機構的重量。例如，Fisher公司的9000系列電動執(zhí)行機構，其20型的高度小于
330mm，使整個控制閥(帶數字控制器和執(zhí)行機構)質量降低到20～32kg。
(3)旋轉化 由于旋轉類控制閥，例如球閥等，有相對體積較小、流路阻力較小、可調比較大、密封性較好、防堵性能較好、流通能力較大等優(yōu)點，因此，在控制閥新品種中，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，從國外近年的產品看，旋轉閥應用的比例正逐年增長。
(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)對控制閥的要求也越來越高，表現在以下幾方面。
①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)生前的預防性維護和預見性維護。因此，對組成控制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。
②對用于緊急停車系統或安全聯鎖系統的控制閥，提出及時、可靠、安全動作的要求。確保這些控制閥能夠反應靈敏、準確。
?、蹖τ糜谖ｋU場所的控制閥，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現場總線本質安全概念，使對本安產品的認證過程簡化。
?、芘c其他現場儀表的安全性類似，對控制閥的安全性，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(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。主要有下列幾個發(fā)展方向。
①采用低壓降比的控制閥。使控制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、偏心旋轉閥等。
②采用自力式控制閥。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。
?、鄄捎秒妱訄?zhí)行機構的控制閥。氣動執(zhí)行機構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，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)行機構比氣動執(zhí)行機構有明顯節(jié)能優(yōu)點。
④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。
?、莶捎脦胶饨Y構的閥芯，降低執(zhí)行機構推力或推力矩，縮小膜頭氣室，降低能源需要。
?、薏捎米冾l調速技術代替控制閥。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)保護環(huán)境 環(huán)境污染已經成為公害，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。
?、俳档涂刂崎y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計到控制閥閥內件的設計，從噪聲源的分析到降低噪聲的措施等。主要有設計降噪控制閥和降噪控制閥閥內件；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。
?、诮档涂刂崎y的大氣污染?？刂崎y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備爆炸等事故。因此，研制控制閥填料結構和填料類型、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。
計算機科學、控制理論和自動化儀表等高新科學技術的發(fā)展推動了控制閥的發(fā)展，例如，現場總線控制閥和智能閥門定位器的研制、數字通信在控制閥的實現等?？刂崎y的發(fā)展也推動了其他科學技術的發(fā)展，例如，對防腐蝕材料的研究、對削弱和降低噪聲方法的研究、對流體動力學的研究等。隨著現場總線技術的發(fā)展，控制閥也將開放、智能和更可靠，它將與其他工業(yè)自動化儀表和計算機控制裝置一起，使工業(yè)生產過程控制的功能更完善，控制的精度更高，控制的效果更明顯，并為我國現代化建設發(fā)揮更重要的作用。
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展會城市：北京市展會時間：2025-06-18