調節閥在經(jīng)歷了一個(gè)比較長(cháng)期的發(fā)展后,現在及今后一段時(shí)間的發(fā)展方向主要為智能化、標準化、精小化、旋轉化和安全化。
智能化和標準化.調節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(mén)定位器。
調節閥的自診斷,運行狀態(tài)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。
智能閥門(mén)定位器。智能閥門(mén)定位器具有閥門(mén)定位器的所有功能,同時(shí)能夠改善調節閥的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性,提高調節閥的控制精度,因此,智能閥門(mén)定位器將在今后一段時(shí)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。
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(xié)議為基礎,一些調節閥的閥門(mén)定位器將輸入信號和閥位信號在同一傳輸線(xiàn)實(shí)現;以現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)為基礎,調節閥與閥門(mén)定位器、PID控制功能模塊結合,使控制功能在現場(chǎng)級實(shí)現,使危險分散,使控制更及時(shí)、更迅速。
減少產(chǎn)品類(lèi)型,簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程。采用智能閥門(mén)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(zhì)。因此,對調節閥流量特性的要求可簡(jiǎn)化及標準化(例如,僅生產(chǎn)線(xiàn)性特性調節閥)o用智 能化功能模塊實(shí)現與被控對象特性的匹配,使調節閥產(chǎn)品的類(lèi)型和品種大大減少,使調節閥的制造過(guò)程得到簡(jiǎn)化,并在生產(chǎn)和市場(chǎng)中經(jīng)受考驗和認可。
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。
采用精小型執行機構。采用輕質(zhì)材料,采用多組彈簧替代一組彈簧,降低執行機構高度,通常,精小型氣動(dòng)薄膜執行機構組成的調節閥比同類(lèi)型氣動(dòng)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%。
改變流路結構。例如,將閥芯的移動(dòng)改變?yōu)殚y座的移動(dòng),將直線(xiàn)位移改變?yōu)榻俏灰频龋拐{節閥體積縮小,重量減輕。
采用電動(dòng)執行機構。不僅可減少采用氣動(dòng)執行機構所需的氣源裝置和輔助設備,也可減少執行機構的重量。
安全化儀表控制系統的安全性已經(jīng)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(lái)越高
對調節閥故障信息診斷和處理要求提高,不僅要對調節閥進(jìn)行故障發(fā)生后的被動(dòng)性維護,而且要進(jìn)行故障發(fā)生前的預防性維護和預見(jiàn)性維護。因此,對組成調節閥的有關(guān)組件進(jìn)行統計和分析,及時(shí)提出維護建議等變得更重要。
對用于緊急停車(chē)系統或安全聯(lián)鎖系統的調節閥,提出及時(shí)、可靠、安全動(dòng)作的要求。確保這些調節閥能夠反應靈敏、準確。
對用于危險場(chǎng)所的調節閥,應簡(jiǎn)化認證程序。例如,對本安應用的現場(chǎng)總線(xiàn)儀表,可簡(jiǎn)化為采用FISCO現場(chǎng)總線(xiàn)本質(zhì)安全概念,使對本安產(chǎn)品的認證過(guò)程簡(jiǎn)化。
與其他現場(chǎng)儀表的安全性類(lèi)似,對調節閥的安全性,可采用隔爆技術(shù)\防火技術(shù)、增安技術(shù)、本安技術(shù)、無(wú)火花技術(shù)等;對現場(chǎng)總線(xiàn)儀表,還可采用實(shí)體概念、本安概念、FISCO概念和非易燃(FINCO)概念等。
旋轉化由于旋轉類(lèi)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、密封性較好、防堵性能較好、流通能力較大等優(yōu)點(diǎn),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(lèi)型調節閥,從國外近年的產(chǎn)品看,旋轉閥應用的比例正逐年增長(cháng)。
保護環(huán)境環(huán)境污染已經(jīng)成為公害,調節閥對環(huán)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(huán)境的污染更是十分嚴重。
降低調節閥噪聲。研制各種降低調節閥噪聲的方法,包括從調節閥流路設計到調節閥閥內件的設計,從噪聲源的分析到降低噪聲的措施等。主要有設計降噪調節閥和降噪調節閥閥內件;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。
降低調節閥的大氣污染。調節閥的大氣污染指調節閥的'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(shí),還會(huì )造成人員的傷亡或設備爆炸等事故。因此,研制調節閥填料結構和填料類(lèi)型、研制調節閥的密封等將是調節閥今后一個(gè)重要的研究課題。
計算機科學(xué)、控制理論和自動(dòng)化儀表等高新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了調節閥的發(fā)展,例如,現場(chǎng)總線(xiàn)調節閥和智能閥門(mén)定位器的研制、數字通信在調節閥的實(shí)現等。調節閥的發(fā)展也推動(dòng)了其他科學(xué)技術(shù)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(dòng)力學(xué)的研究等。隨著(zhù)現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展,調節閥也將開(kāi)放、智能和更可靠,它將與其他工業(yè)自動(dòng)化儀表和計算機控制裝置一起,使工業(yè)生產(chǎn)過(guò)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。
節能降低能源消耗,提高能源利用率是調節閥的一個(gè)發(fā)展方向。
采用低壓降比的調節閥。使調節閥在整個(gè)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(fā)展方向之一;另一個(gè)發(fā)展方向是采用低阻抗調節閥,例如采用蝶閥、偏心旋轉閥等。
采用自力式調節閥。例如,直接采用閥后介質(zhì)的壓力組成自力式控制系統,用被控介質(zhì)的能量實(shí)現閥后壓力控制。
采用電動(dòng)執行機構的調節閥。氣動(dòng)執行機構在整個(gè)調節閥運行過(guò)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(dòng)執行機構,在改變調節閥開(kāi)度時(shí),需要供電,在達到所需開(kāi)度時(shí)就可不再供電,因此,從節能看,電動(dòng)執行機構比氣動(dòng)執行機構有明顯節能優(yōu)點(diǎn)。
采用壓電調節閥。在智能電氣閥門(mén)定位器中采用壓電調節閥,只有當輸出信號增加時(shí)才耗用氣源。
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。
采用變頻調速技術(shù)代替調節閥。對高壓降比的應用場(chǎng)合,如果能量消耗很大,可采用變頻調速技術(shù),采用變頻器改變有關(guān)運轉設備的轉速,降低能源消耗。
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