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调节阀的重大突破全功能超轻型调节阀

摘要：分析了**代调节阀存在笨重、功能不全、可靠性差的三大问题，以此作为新型产品的突破方向，研制出了“全功能超轻型调节阀”。它一问世，立即受到使用单位和设计院的好评和高度重视，作为新型产品，它将逐步取代现行的主导产品，成为下世纪调节阀的主流。
    关键词：全功能；超轻型；调节阀
    1、调节阀的历史回顾

    早在60
    年代以前，单座阀、双座阀、隔膜阀、角型阀、蝶阀、球阀、三通阀、套筒阀、偏心旋转阀计九大类调节阀相继问世，然而在这以后的三十多年时间里，产品没有大的突破，更说不上更新换代，人们只是在改进和完善上下功夫。一个成功的例子就是70年代的CV3000及80年代国内的精小型单座阀、套筒阀。它们比老式产品的重量和高度下降了30％，但在功能和可靠性方面并没有突破。所以，仅代表60～70
    年代水平的单座阀、双座阀、套筒阀至今仍然是调节阀的主导产品，这显然与自动化技术的高速发展不相适应。故此，调节阀行业急需期待新一代产品的问世。

    2、现行主导产品主要存在的问题
    为了寻找调节阀的突破方向，必然首先**了解调节阀存在的问题。我们在1997年对调节阀作了专门调查，共反映出9个问题：1)太笨重占3313％；2)品种繁多给使用带来极大的麻烦占6711％；3)泄漏大占4215％；4)经常堵卡、动作迟钝占2518％；5)寿命短占1317％；6)推力不够，阀关不严占916％；7)流量系数小、调节范围小占512％；8)阀外泄占413％；9)振荡、振动、啸叫占117％。
    产生这些问题无疑与阀的自身缺陷、生产质量、使用质量有关，但仅从阀自身缺陷上找原因有如下三大问题。

    2.1、笨重
    调节阀轻则几十公斤，上百公斤，重则几百公斤，甚至上千公斤。它给调节阀的运输、起吊、安装、维护带来很大的麻烦。

    2.2、功能不全
    功能不全，必然形成多品种共存，以便功能互补。它给调节阀的计算、选型、维护、备品备件、工厂管理等带来相当大的不便。

    2.3、可靠性差
    可靠性差必然出现如“漏、滴、堵、卡、动作差”等问题。它给系统的正常投运带来很大的困难。

    3、新型产品的突破方向
    从本世纪初到现在，调节阀仍然处于老产品的水平上。根据老产品的上述问题，我们首先制定了新型产品的突破方向。

    3.1、重量上的突破
    至少应该比老产品中的主导产品单座阀、双座阀、套筒阀重量下降60％～80％，比精小型阀还要轻30％～50％，才能真正实现小型化、轻型化、仪表化。

    3.2、功能上的突破
    用一种多功能或全功能的产品去代替众多功能不全的产品，以便大大减少调节阀的品种规格；以便给调节阀的应用———计算、选型、工厂管理、备品备件等带来简化。

    3.3、可靠性上的突破
    逐一突破**代产品的不可靠因素，用以提高系统的运行质量。

    4、新型调节阀———全功能超轻型阀诞生
    找到调节阀的突破方向后，我们集中力量组织攻关，花了两年多的心血，终于使老产品中存在的笨重、功能不全、可靠性差三大问题得以重大突破，使新产品得以诞生。它突出表现三大特点。

    4.1、超轻型

    1)直观比较该产品体积小、重量轻，外观即可一目了然。
    为了直观比较，我们把它与同口径的单座阀、双座阀、套筒阀连接在一起以便直观比较，见下图。

    2)重量比较
    全功能超轻型阀与现行主导产品单座阀、双座阀、套筒阀的重量按规格逐一进行比较(比较表略)。比较结果是：气动阀重量减轻了60％～70％；电动阀重量减轻了70％～80％。

    4.2、全功能
    1)调节阀的功能研究及说明
    为了从功能上突破，必须首先弄清楚调节阀的使用功能，见表1。
    表一：调节阀的使用功能

    序号使用功能功能说明
    1调节主要功能，其表现在五个方面：流量特性、可调比、小开度工作性能、Kv值和动作速度
    2切断反映阀的内在质量指标，阀的内漏应该是越小越好
    3克服压差保证阀动作自如和切断，与切断功能不可分割
    4防堵保证阀在不干净介质场合正常运行；防止管道内的渣物堵卡阀
    5耐蚀抵抗介质的腐蚀(腐蚀介质)、冲蚀(含颗粒和高压差介质)和汽蚀(闪蒸介质)
    6耐压反映阀的强度和**指标
    7耐温满足不同温度条件下对阀的强度和性能的要求
    8外观体现小型化、轻型化、仪表化和美观
    9重量方便使用(起吊、运输、安装和维护等)

    2)全功能的实现
    全功能超轻型阀实现的功能说明归纳在表2
    表2全功能超轻型阀的特点
    序号特点解释说明

     1调节性能好可调范围R=100～200是P，N，M的3～7倍；小开度调节性能好；Kv值是单座阀、双座阀、套筒阀的2～3倍
    2切断性能好阀芯与阀座成线接触，接触良好，硬密封泄漏率10-6～10-7，比单座、双座和套筒的泄漏率(10-3～10-4)减少了1‰
    3克服压差*大介质合力对中心转动力矩小，故切断压差大，*大可达PN值，是单座阀的5～20倍
    4防堵性能好介质直通，流路简单，防堵性能远远优于单座阀、双座阀和套筒阀
    5耐蚀性能好本阀采用了耐腐蚀和耐冲蚀措施，具有极好的抗腐蚀和抗冲蚀功能
    6耐压性能好采用锻件式阀体，PN可达32MPa
    7耐温性能好采用高温填料，适用温度范围大：-60℃～+600℃
    8尺寸小，重量轻*佳的结构设计，使整机重量较单、双座阀、套筒阀减轻60％～80％；高度下降50％～70％
    9外观外观优化设计，使执行机构和阀*佳组合，整机匀称而美观
    3)与其他阀的功能比较

    全功能超轻型调节阀与其他九大类调节阀的功能比较见表3。
    产品类型调节切断克服
    压差防堵耐蚀耐压耐温重量外观*佳功
    能数量功能分
    直行程单座阀√0××√√√××413
    直行程双座阀√×√×0√√××413
    直行程套筒阀√×√×0√√××413
    直行程角形阀√0×0√√√××414
    直行程三通阀√0××0√√××311
    直行程隔膜阀×√×√√××××29
    角行程蝶阀√√0√00√√0519
    角行程球阀√√√√√√√0×722
    角行程偏心旋转阀√√√√√√√××721
    角行程全功能超轻型调节阀√√√√√√√√√927
    符号(计分)说明:“√”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

    仅从重量、功能上突破还不够，阀的可靠性还必须大大的提高，全功能超轻型阀主要解决了：
    1)阀杆密封的可靠性———大刚度阀杆和耐磨填料，寿命是四氟填料的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进一步保护，其寿命是四氟等软阀座、不锈钢阀座不可比拟的；
    3)电动阀配高可靠的电子式执行机构———5～10年免维修，较好地解决了电动执行机构的可靠性差问题；
    4)气动阀采用齿轮齿条式活塞执行机构———与阀直连，简化了结构；齿轮齿条转动灵敏、回差小、动作可靠；
    5)足够的执行机构力矩———克服压差、摩擦力矩，有充分余地，使之动作自如；
    6)介质直通、流线型设计———防止堵卡，提高动作的可靠性；
    7)减小阀芯阀座的摩擦———进一步提高阀芯、阀座寿命。
    4.4、性能指标及主要参数

    型号：气动ZSRH、电动(电子式)ZDRH；公称通径：DN20～400；公称压力：PN116～32；流量特性：近似对数、近似直线；可调范围：R=100～200；泄漏率：1×10-6～1×10-7；允许压差：[Δp]≤PN；工作温度：-60℃～600℃。
    4.5、使用效果及适用意义

    1)使用效果
    全功能超轻型阀自投用一年来，到目前已生产上千台，10个厂家使用，使用效果非常明显，由于它的超轻型、全功能、高可靠性的特点，已经受到了使用厂家和设计院的特别关注。

    2)适用意义
    全功能超轻型阀(现已获国家)
    从根本上解决了老产品存在的主要问题，带来了调节阀史上的四个重大突破—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；四是电动阀应用上的突破(改变了过去因电动阀可靠性差应用受到极大限制的历史)，成为了真正意义上的新型产品。
    它将逐渐取代现行老产品单座阀、双座阀和套筒阀的主导地位，成为新世纪调节阀的主流。如果是这样，这将是我们中国对调节阀发展史上的一大贡献。

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