调节阀发展方向和未来发展趋势

电动调节器的发展方向主要是智能化、标准化、精细化、旋转化和安全化。

（1）情报和标准化。控制阀的智能化和标准化已列入议程。智能阀门定位器主要用于智能。智能显示在以下方面。

1、自动诊断调节阀，在运行状态下远程通讯等智能功能，调节阀管理方便，故障诊断变得容易，维护人员的技能要求也降低。

2、减少产品类型，简化生产工艺。采用智能阀门定位器不仅可以方便地改变控制阀的流量特性，而且可以提高控制系统的控制质量。因此，可以简化和标准化对控制阀流量特性的要求（如仅生产线的特性控制阀），采用智能功能模块来匹配被控对象的特性，大大减少了被控对象的种类和变化。控制阀的联接，简化了控制阀的制造工艺，并在生产和市场上进行了试验。

3、数字通信。数字通信将在调节阀中得到广泛应用。基于hart通信协议，调节阀的一些阀定位器将信号和阀位置信号输入同一传输线路；基于现场总线技术，调节器与阀定位器和阀瓣控制功能模块相结合，使控制功能在现场一级实现，使危险分散，控制更加及时、快速。

智能阀门定位器。本发明具有阀定位器的全部功能，同时可提高控制阀的动态和静态特性，提高控制阀的控制精度。因此，智能阀门定位器将成为未来控制阀的重要辅助设备。控制阀的标准化主要体现在以下几个方面。

1、为了实现互换性，由相同尺寸和规格的不同制造商生产的调节阀可以互换，使得用户不必花费大量时间来选择制造商。

2、为了实现互操作性，由不同制造商生产的调节器应能够与其他制造商的产品一起工作，而不会出现信号不匹配或阻抗不匹配。

3、标准化诊断软件等辅助软件，使不同厂家的调节阀可以进行操作诊断、分析操作数据等。

4、标准化的选择程序。调节阀的选择仍然是自动控制设计人员非常关心的问题。采用标准化计算程序，根据过程提供的数据，可以正确计算出所需调节阀的流量系数，确定管道，选择合适的阀体、阀芯和阀内部材料，使设计过程标准化，提高设计质量。

（2）细化。为了减轻调节阀的重量并便于运输，安装和维护，采用以下措施使调节阀小型化。

(1)使用小型精密致动器。为了降低执行器的高度，用一组轻材料弹簧代替一组弹簧。通常，由细气膜作动器和小型气膜作动器组成的控制阀，其高度和重量分别比同类型气膜作动器的控制阀降低约30％和30％，而流量则可增加约30％。

（2）改变流动结构。例如，改变阀芯的运动到阀座的运动，改变线性位移到角位移等，降低了调节阀的大小和重量。

采用电动执行器。它不仅可以减少气动执行机构所需的气源和辅助设备，还可以减轻执行机构的重量。例如，费希尔9000系列电动执行机构，其高度小于330mm，将整个控制阀（带数字控制器和执行机构）的质量降低到20或32kg。

（3）由于球阀等旋转调节阀的旋转，具有体积小，流路阻力小，可调节大，密封性能好，抗堵塞性能好，循环能力大的优点。因此，在新型调节阀中，旋转阀的比重增加。特别是在大直径管道中，球阀，蝶阀和其他类型的调节阀被广泛使用。从近年来国外产品来看，旋转阀应用的比例逐年增加。

（4）安全仪表控制系统的安全性受到了各方面的重视。安全仪表系统（sis）对控制阀的要求越来越高，主要表现在以下几个方面。

（1）改进了调节器故障信息的诊断和处理，不仅实现了调节器故障后的被动维护，而且实现了故障前的预防性维护和预测维护。因此，对监管机构的组成部分进行统计和分析，及时提出维护建议就显得尤为重要。

（2）对紧急停车系统或安全联锁系统中的控制阀提出了及时、可靠、安全动作的要求。确保这些调节阀是敏感和准确的。

对于在危险场所使用的控制阀，应简化认证程序。例如，可以简化用于本质安全应用的现场总线仪表，以使用FISCO现场总线本质安全概念来简化本质安全产品的认证过程。

(4)与其他现场仪表的安全性类似，控制阀的安全性可以采用隔爆技术、增安技术、固有安全技术和非火花技术、物理概念、固有安全概念、Fisco概念和非易燃(FinCo)概念。EPT也可用于现场总线仪表。

（5）节能降耗、提高能源利用率是监管机构的发展方向之一。主要有以下发展方向。

采用低压降比控制阀。降低了控制阀在整个系统压降中的比例，降低了能耗。因此，低压降比控制阀的设计是其发展方向之一。另一个发展方向是采用低阻抗控制阀，如蝶阀、偏心旋转阀等。

（2）采用自动调节阀,例如，阀门后的介质压力直接用于形成自操作控制系统，阀门后压力控制由受控介质的能量实现。

(3)设有电动执行机构的调节阀,气动执行机构在控制阀的整个运行过程中需要一定的气压。虽然可以使用消耗量小的放大器，但随着时间的推移，空气消耗量仍然很大。用电动执行机构，当调节阀的开度改变时，需要供电，当达到要求的开度时，就不能再供电。因此，从节能的角度来看，电动执行机构在节能方面明显优于气动执行机构。

使用了4个压电调节器。压电调节器用于智能电阀定位器，只有当输出信号增加时才消耗气体源。

（5）采用平衡结构的阀芯来减小执行器的推力或推动力矩，减小气室的气膜头，降低能量消耗。

  采用变频技术代替控制阀。对于高压降比的应用，如果能耗非常大，可采用变频调速技术，变频器用于改变运行设备的转速，降低能耗。

（6）保护环境污染已成为公害。控制阀的主要环境污染是控制阀的噪声和控制阀的泄漏。其中，控制阀对环境的噪声污染非常严重。

1、降低调节器的噪音。提出了控制阀的各种降噪方法，包括控制阀流道设计、控制阀内部设计、噪声源分析及降噪措施。本文主要设计降噪控制阀和降噪控制阀的内部组件，合理分配压降，采用外部降噪措施，如增加隔离、使用消声器等。

减少控制阀的空气污染。调节阀的空气污染是指调节阀的“运行”、“危险”、“滴水”和“泄漏”。这些泄漏不仅会造成材料或产品的浪费，而且还会污染大气环境，有时会造成人员伤亡或设备爆炸等事故。因此，随着调节阀填料结构和填料类型的发展，调节阀密封的研制将成为今后的一个重要研究课题。

计算机科学、控制理论和自动化仪表的发展，促进了现场总线控制阀、智能阀门定位器等控制阀的发展，实现了控制阀的数字通信。调节阀的研制也促进了其它科学技术的发展，如防腐材料的研究、弱化降噪方法的研究以及流体力学的研究。随着现场总线技术的发展，调节阀也将开启，智能，可靠。它将与其他工业自动化仪器和计算机控制设备配合使用，使工业生产过程控制功能更加完善，控制精度更高，控制更加可控。效果更加明显，将在中国的现代化建设中发挥更重要的作用。