调节阀发展方向分析

(1)智能化和标准化。调节阀的智能化和标准化已经提上日程。主要使用智能阀门定位器。智能化表现在以下几个方面。
①调节阀自诊断、运行状态远程通讯等智能功能，使调节阀管理方便，故障诊断容易，降低维护人员的技能要求。
②减少产品种类，简化生产流程。智能阀门定位器不仅可以方便地改变调节阀的流量特性，而且可以提高控制系统的控制品质。因此，对调节阀流量特性的要求可以简化和标准化(如只生产线性调节阀)。o采用智能功能模块来匹配被控对象的特性，大大减少了调节阀产品的种类和品种，简化了调节阀的制造工艺，并在生产和市场中得到了检验和认可。
③数字通信。数字通信将广泛应用于调节阀。基于HART通信协议，调节阀的一些阀位器实现输入信号和阀位信号在同一条传输线上。基于现场总线技术，将调节阀与阀门定位器和PID控制功能模块相结合，使控制功能在现场级实现，分散危险，控制更加及时快捷。
④智能阀门定位器。智能阀门定位器具有阀门定位器的全部功能，同时可以提高调节阀的动静态特性和控制精度。因此，智能阀门定位器将成为调节阀的重要辅助设备，并在未来得到广泛应用。调节阀的标准化表现在以下几个方面。
①为了实现互换性，不同厂家生产的相同尺寸规格的调节阀可以互换，用户不必花大量时间选择厂家。
②为了实现互操作性，不同厂家生产的调节阀应能与其他厂家的产品协同工作，不存在信号不匹配或阻抗不匹配的情况。
③标准化的诊断软件和其他辅助软件使不同厂家的调节阀能够诊断运行状态和分析运行数据。
④规范选拔程序。调节阀的选择仍然是自动控制设计者十分关心的问题。利用标准化的计算程序，根据工艺提供的数据，正确计算出所需调节阀的流量系数，确定配管，选择合适的阀体、阀芯和阀内件材料，从而规范设计过程，提高设计质量。
(2)精细化和最小化。为了减轻调节阀的重量，便于运输、安装和维修，调节阀的精细化和小型化采取了以下措施。
(1)使用小型致动器。使用轻质材料，用多组弹簧代替一组弹簧，以降低致动器的高度。一般由细小气动薄膜执行器组成的控制阀，其高度和重量比由同类型气动薄膜执行器组成的控制阀低30%左右，而流量却可提高30%左右。
②改变流路结构。比如把阀芯的运动变成阀座的运动，把直线位移变成角位移等等。将减少调节阀的体积和重量。
③采用电动执行器。不仅可以减少气动执行机构所需的供气装置和辅助设备，还可以减轻执行机构的重量。比如费希尔公司的9000系列电动执行机构，其型号20的高度不到330mm，使整个调节阀(带数字控制器和执行机构)的质量降低到20 ~ 32 kg。
(3)旋转控制阀，如球阀，具有体积相对较小、流阻小、可调比大、密封性能好、防堵性能好、流通能力大等优点。因此，在新型控制阀中，旋转阀的比例增加。特别是在大口径管道中，球阀、蝶阀等各种类型的调节阀被广泛使用。从近几年的国外产品来看，回转阀的比重在逐年增加。
(4)安全仪表控制系统的安全性受到了各方的重视，安全仪表系统(SIS)对调节阀的要求也越来越高，表现在以下几个方面。
①应提高对控制阀故障信息的诊断和处理的要求，不仅是控制阀故障发生后的被动维护，还应包括故障发生前的预防性维护和预见性维护。因此，更重要的是对组成调节阀的相关部件进行统计和分析，并及时提出维修建议。
②对紧急停车系统或安全联锁系统中使用的调节阀提出了及时、可靠、安全操作的要求。确保这些调节阀能够灵敏、准确地响应。
③对于用于危险场所的调节阀，应简化认证程序。例如，应用于本质安全的现场总线仪表可以简化为采用FISCO现场总线的本质安全概念，简化了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，隔爆技术\防火技术、安全增强技术、本质安全技术、无火花技术等。可用于调节阀的安全；对于现场总线仪表，也可以采用实体概念、本质安全概念、FISCO概念和不可燃(FINCO)概念。
(5)节约能源，降低能耗，提高能源利用率是调节阀的一个发展方向。主要有以下几个发展方向。
①采用低压降比的调节阀。降低调节阀在整个系统压降中的比例，从而降低能耗。因此，设计低压降比的调节阀是发展方向之一；另一个发展方向是采用低阻抗调节阀，如蝶阀、偏心旋转阀等。
②采用自力式调节阀。比如直接利用阀后介质的压力形成自力式控制系统，利用被控介质的能量实现阀后压力控制。
③采用电动执行机构的调节阀。气动执行机构在调节阀运行的全过程中需要一定的气压。虽然可以使用小功耗的放大器，但随着时间的推移，气体消耗仍然很大。对于电动执行机构，当调节阀的开度变化时需要供电，当达到要求的开度时可以停止供电。因此，从节能的角度来看，电动执行机构在节能方面比气动执行机构有明显的优势。
④采用压电调节阀。智能电动阀门定位器采用压电调节阀，只有当输出信号增大时才消耗气源。
⑤采用平衡结构的阀芯，减少执行机构的推力或扭矩，减少隔膜头的气室，降低能量需求。
⑥采用变频调速技术代替调节阀。对于高压降比的应用场合，如果能耗很大，可以采用变频调速技术，利用变频器改变相关运行设备的转速，以降低能耗。
(6)保护环境污染已成为公害。调节阀造成的环境污染主要包括调节阀的噪声和泄漏。其中，调节阀的噪声对环境的污染更为严重。
①降低调节阀的噪音。制定各种降低控制阀噪声的方法，包括控制阀流路设计到阀内件设计，噪声源分析和降低噪声的措施。主要有设计降噪调节阀和降噪调节阀阀芯；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。
②减少调节阀的空气污染。控制阀的空气污染是指控制阀的“跑”、“冒”、“滴”、“漏”。这些泄漏不仅造成材料或产品的浪费，而且污染大气环境。有时，它们也会造成人员伤亡或设备爆炸等事故。因此，开发控制阀的填料结构和填料类型以及控制阀的密封将是今后的重要研究课题。