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調(diào)節(jié)閥的重大突破 全功能超輕型調(diào)節(jié)閥

摘要：分析了**代調(diào)節(jié)閥存在笨重、功能不全、可靠性差的三大問題，以此作為新型產(chǎn)品的突破方向，研制出了“全功能超輕型調(diào)節(jié)閥”。它一問世，立即受到使用單位和設(shè)計(jì)院的好評(píng)和高度重視，作為新型產(chǎn)品，它將逐步取代現(xiàn)行的主導(dǎo)產(chǎn)品，成為下世紀(jì)調(diào)節(jié)閥的主流。
    關(guān)鍵詞：全功能；超輕型；調(diào)節(jié)閥 
    1、調(diào)節(jié)閥的歷史回顧 

    早在60 
    年代以前，單座閥、雙座閥、隔膜閥、角型閥、蝶閥、球閥、三通閥、套筒閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥計(jì)九大類調(diào)節(jié)閥相繼問世，然而在這以后的三十多年時(shí)間里，產(chǎn)品沒有大的突破，更說不上更新?lián)Q代，人們只是在改進(jìn)和完善上下功夫。一個(gè)成功的例子就是70年代的CV3000及80年代國(guó)內(nèi)的精小型單座閥、套筒閥。它們比老式產(chǎn)品的重量和高度下降了30％，但在功能和可靠性方面并沒有突破。所以，僅代表60～70 
    年代水平的單座閥、雙座閥、套筒閥至今仍然是調(diào)節(jié)閥的主導(dǎo)產(chǎn)品，這顯然與自動(dòng)化技術(shù)的高速發(fā)展不相適應(yīng)。故此，調(diào)節(jié)閥行業(yè)急需期待新一代產(chǎn)品的問世。 

    2、現(xiàn)行主導(dǎo)產(chǎn)品主要存在的問題 
    為了尋找調(diào)節(jié)閥的突破方向，必然首先**了解調(diào)節(jié)閥存在的問題。我們?cè)?997年對(duì)調(diào)節(jié)閥作了專門調(diào)查，共反映出9個(gè)問題：1)太笨重占3313％；2)品種繁多給使用帶來極大的麻煩占6711％；3)泄漏大占4215％；4)經(jīng)常堵卡、動(dòng)作遲鈍占2518％；5)壽命短占1317％；6)推力不夠，閥關(guān)不嚴(yán)占916％；7)流量系數(shù)小、調(diào)節(jié)范圍小占512％；8)閥外泄占413％；9)振蕩、振動(dòng)、嘯叫占117％。 
    產(chǎn)生這些問題無疑與閥的自身缺陷、生產(chǎn)質(zhì)量、使用質(zhì)量有關(guān)，但僅從閥自身缺陷上找原因有如下三大問題。 

    2.1、笨重 
    調(diào)節(jié)閥輕則幾十公斤，上百公斤，重則幾百公斤，甚至上千公斤。它給調(diào)節(jié)閥的運(yùn)輸、起吊、安裝、維護(hù)帶來很大的麻煩。 

    2.2、功能不全 
    功能不全，必然形成多品種共存，以便功能互補(bǔ)。它給調(diào)節(jié)閥的計(jì)算、選型、維護(hù)、備品備件、工廠管理等帶來相當(dāng)大的不便。 

    2.3、可靠性差 
    可靠性差必然出現(xiàn)如“漏、滴、堵、卡、動(dòng)作差”等問題。它給系統(tǒng)的正常投運(yùn)帶來很大的困難。
    
    3、新型產(chǎn)品的突破方向 
    從本世紀(jì)初到現(xiàn)在，調(diào)節(jié)閥仍然處于老產(chǎn)品的水平上。根據(jù)老產(chǎn)品的上述問題，我們首先制定了新型產(chǎn)品的突破方向。 

    3.1、重量上的突破 
    至少應(yīng)該比老產(chǎn)品中的主導(dǎo)產(chǎn)品單座閥、雙座閥、套筒閥重量下降60％～80％，比精小型閥還要輕30％～50％，才能真正實(shí)現(xiàn)小型化、輕型化、儀表化。 

    3.2、功能上的突破 
    用一種多功能或全功能的產(chǎn)品去代替眾多功能不全的產(chǎn)品，以便大大減少調(diào)節(jié)閥的品種規(guī)格；以便給調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用———計(jì)算、選型、工廠管理、備品備件等帶來簡(jiǎn)化。     

    3.3、可靠性上的突破 
    逐一突破**代產(chǎn)品的不可靠因素，用以提高系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。 

    4、新型調(diào)節(jié)閥———全功能超輕型閥誕生 
    找到調(diào)節(jié)閥的突破方向后，我們集中力量組織攻關(guān)，花了兩年多的心血，終于使老產(chǎn)品中存在的笨重、功能不全、可靠性差三大問題得以重大突破，使新產(chǎn)品得以誕生。它突出表現(xiàn)三大特點(diǎn)。     

    4.1、超輕型 

    1)直觀比較該產(chǎn)品體積小、重量輕，外觀即可一目了然。 
    為了直觀比較，我們把它與同口徑的單座閥、雙座閥、套筒閥連接在一起以便直觀比較，見下圖。 

    2)重量比較 
    全功能超輕型閥與現(xiàn)行主導(dǎo)產(chǎn)品單座閥、雙座閥、套筒閥的重量按規(guī)格逐一進(jìn)行比較(比較表略)。比較結(jié)果是：氣動(dòng)閥重量減輕了60％～70％；電動(dòng)閥重量減輕了70％～80％。 

    4.2、全功能 
    1)調(diào)節(jié)閥的功能研究及說明 
    為了從功能上突破，必須首先弄清楚調(diào)節(jié)閥的使用功能，見表1。 
    表一：調(diào)節(jié)閥的使用功能 

    序號(hào)使用功能功能說明 
    1調(diào)節(jié)主要功能，其表現(xiàn)在五個(gè)方面：流量特性、可調(diào)比、小開度工作性能、Kv值和動(dòng)作速度 
    2切斷反映閥的內(nèi)在質(zhì)量指標(biāo)，閥的內(nèi)漏應(yīng)該是越???越好 
    3克服壓差保證閥動(dòng)作自如和切斷，與切斷功能不可分割 
    4防堵保證閥在不干凈介質(zhì)場(chǎng)合正常運(yùn)行；防止管道內(nèi)的渣物堵卡閥 
    5耐蝕抵抗介質(zhì)的腐蝕(腐蝕介質(zhì))、沖蝕(含顆粒和高壓差介質(zhì))和汽蝕(閃蒸介質(zhì)) 
    6耐壓反映閥的強(qiáng)度和**指標(biāo) 
    7耐溫滿足不同溫度條件下對(duì)閥的強(qiáng)度和性能的要求 
    8外觀體現(xiàn)小型化、輕型化、儀表化和美觀 
    9重量方便使用(起吊、運(yùn)輸、安裝和維護(hù)等)     

    2)全功能的實(shí)現(xiàn) 
    全功能超輕型閥實(shí)現(xiàn)的功能說明歸納在表2 
    表2全功能超輕型閥的特點(diǎn) 
    序號(hào)特點(diǎn)解釋說明

     1調(diào)節(jié)性能好可調(diào)范圍R=100～200是P，N，M的3～7倍；小開度調(diào)節(jié)性能好；Kv值是單座閥、雙座閥、套筒閥的2～3倍 
    2切斷性能好閥芯與閥座成線接觸，接觸良好，硬密封泄漏率10-6～10-7，比單座、雙座和套筒的泄漏率(10-3～10-4)減少了1‰ 
    3克服壓差*大介質(zhì)合力對(duì)中心轉(zhuǎn)動(dòng)力矩小，故切斷壓差大，*大可達(dá)PN值，是單座閥的5～20倍 
    4防堵性能好介質(zhì)直通，流路簡(jiǎn)單，防堵性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于單座閥、雙座閥和套筒閥 
    5耐蝕性能好本閥采用了耐腐蝕和耐沖蝕措施，具有極好的抗腐蝕和抗沖蝕功能 
    6耐壓性能好采用鍛件式閥體，PN可達(dá)32MPa 
    7耐溫性能好采用高溫填料，適用溫度范圍大：-60℃～+600℃ 
    8尺寸小，重量輕*佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使整機(jī)重量較單、雙座閥、套筒閥減輕60％～80％；高度下降50％～70％ 
    9外觀外觀優(yōu)化設(shè)計(jì)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥*佳組合，整機(jī)勻稱而美觀     
    3)與其他閥的功能比較 

    全功能超輕型調(diào)節(jié)閥與其他九大類調(diào)節(jié)閥的功能比較見表3。 
    產(chǎn)品類型調(diào)節(jié)切斷克服 
    壓差防堵耐蝕耐壓耐溫重量外觀*佳功 
    能數(shù)量功能分 
    直行程單座閥√0××√√√××413 
    直行程雙座閥√×√×0√√××413 
    直行程套筒閥√×√×0√√××413 
    直行程角形閥√0×0√√√××414 
    直行程三通閥√0××0√√××311 
    直行程隔膜閥×√×√√××××29
    角行程蝶閥√√0√00√√0519 
    角行程球閥√√√√√√√0×722 
    角行程偏心旋轉(zhuǎn)閥√√√√√√√××721 
    角行程全功能超輕型調(diào)節(jié)閥√√√√√√√√√927     
    符號(hào)(計(jì)分)說明:“√”表示*佳(3分);“0”表示基本可以(1分);“×”表示差(零分)。 
    4.3、高可靠性 

    僅從重量、功能上突破還不夠，閥的可靠性還必須大大的提高，全功能超輕型閥主要解決了： 
    1)閥桿密封的可靠性———大剛度閥桿和耐磨填料，壽命是四氟填料的2～3倍； 
    2)芯、座密封的可靠性———芯、座采用硬密封，且用堆焊耐磨合金作進(jìn)一步保護(hù)，其壽命是四氟等軟閥座、不銹鋼閥座不可比擬的； 
    3)電動(dòng)閥配高可靠的電子式執(zhí)行機(jī)構(gòu)———5～10年免維修，較好地解決了電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的可靠性差問題； 
    4)氣動(dòng)閥采用齒輪齒條式活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)———與閥直連，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)；齒輪齒條轉(zhuǎn)動(dòng)靈敏、回差小、動(dòng)作可靠； 
    5)足夠的執(zhí)行機(jī)構(gòu)力矩———克服壓差、摩擦力矩，有充分余地，使之動(dòng)作自如； 
    6)介質(zhì)直通、流線型設(shè)計(jì)———防止堵卡，提高動(dòng)作的可靠性； 
    7)減小閥芯閥座的摩擦———進(jìn)一步提高閥芯、閥座壽命。 
    4.4、性能指標(biāo)及主要參數(shù) 

    型號(hào)：氣動(dòng)ZSRH、電動(dòng)(電子式)ZDRH；公稱通徑：DN20～400；公稱壓力：PN116～32；流量特性：近似對(duì)數(shù)、近似直線；可調(diào)范圍：R=100～200；泄漏率：1×10-6～1×10-7；允許壓差：[Δp]≤PN；工作溫度：-60℃～600℃。     
    4.5、使用效果及適用意義 

    1)使用效果 
    全功能超輕型閥自投用一年來，到目前已生產(chǎn)上千臺(tái)，10個(gè)廠家使用，使用效果非常明顯，由于它的超輕型、全功能、高可靠性的特點(diǎn)，已經(jīng)受到了使用廠家和設(shè)計(jì)院的特別關(guān)注。 

    2)適用意義 
    全功能超輕型閥(現(xiàn)已獲國(guó)家) 
    從根本上解決了老產(chǎn)品存在的主要問題，帶來了調(diào)節(jié)閥史上的四個(gè)重大突破—一是重量上的突破；二是功能上的突破；三是可靠性上的突破；四是電動(dòng)閥應(yīng)用上的突破(改變了過去因電動(dòng)閥可靠性差應(yīng)用受到極大限制的歷史)，成為了真正意義上的新型產(chǎn)品。 
    它將逐漸取代現(xiàn)行老產(chǎn)品單座閥、雙座閥和套筒閥的主導(dǎo)地位，成為新世紀(jì)調(diào)節(jié)閥的主流。如果是這樣，這將是我們中國(guó)對(duì)調(diào)節(jié)閥發(fā)展史上的一大貢獻(xiàn)。

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