摘要：分析了第一代調(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計院的好評和高度重視，作為新型產(chǎn)品，它將逐步取代現(xiàn)行的主導產(chǎn)品，成為下世紀調(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)閥計九大類調(diào)節(jié)閥相繼問世，然而在這以后的三十多年時間里，產(chǎn)品沒有大的突破，更說不上更新?lián)Q代，人們只是在改進和完善上下功夫。一個成功的例子就是70 年代的CV3000 及80 年代國內(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)閥的主導產(chǎn)品，這顯然與自動化技術(shù)的高速發(fā)展不相適應。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，必然首先全面了解調(diào)節(jié)閥存在的問題。我們在1997 年對調(diào)節(jié)閥作了專門調(diào)查， 共反映出9 個問題： 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、動作遲鈍占2518 ％；5) 壽命短占1317 ％；6) 推力不夠，閥關(guān)不嚴占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、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)閥的運輸、起吊、安裝、維護帶來很大的麻煩。 

    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。它給調(diào)節(jié)閥的計算、選型、維護、備品備件、工廠管理等帶來相當大的不便。 

    2.3、可靠性差 

    可靠性差必然出現(xiàn)如“漏、滴、堵、卡、動作差”等問題。它給系統(tǒng)的正常投運帶來很大的困難。 

    3、新型產(chǎn)品的突破方向 

    從本世紀初到現(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 

    至少應該比老產(chǎn)品中的主導產(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)閥的應用———計算、選型、工廠管理、備品備件等帶來簡化。 

    3.3、可靠性上的突破 

    逐一突破第一代產(chǎn)品的不可靠因素，用以提高系統(tǒng)的運行質(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。

    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)行主導產(chǎn)品單座閥、雙座閥、套筒閥的重量按規(guī)格逐一進行比較(比較表略) 。比較結(jié)果是： 氣動閥重量減輕了60 ％～70 ％；電動閥重量減輕了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 使用功能 功能說明 
1 調(diào)　　節(jié) 主要功能，其表現(xiàn)在五個方面：流量特性、可調(diào)比、小開度工作性能、Kv 值和動作速度 
2 切　　斷 反映閥的內(nèi)在質(zhì)量指標，閥的內(nèi)漏應該是越小越好 
3 克服壓差 保證閥動作自如和切斷，與切斷功能不可分割 
4 防　　堵 保證閥在不干凈介質(zhì)場合正常運行；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 反映閥的強度和安全指標 
7 耐　　溫 滿足不同溫度條件下對閥的強度和性能的要求 
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、運輸、安裝和維護等) 


    2) 全功能的實現(xiàn) 

    全功能超輕型閥實現(xiàn)的功能說明歸納在表2

表2 　全功能超輕型閥的特點

序號 特點 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 克服壓差最大 介質(zhì)合力對中心轉(zhuǎn)動力矩小，故切斷壓差大，最大可達PN 值，是單座閥的5～20 倍 
4 防堵性能好 介質(zhì)直通，流路簡單，防堵性能遠遠優(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 最佳的結(jié)構(gòu)設計，使整機重量較單、雙座閥、套筒閥減輕60 ％～80 ％；高度下降50 ％～70 ％ 
9 外　　觀 外觀優(yōu)化設計，使執(zhí)行機構(gòu)和閥最佳組合，整機勻稱而美觀 


    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 最佳功
能數(shù)量 功能分 
直行程單座閥 √ 0 × × √ √ √ × × 4 13 
直行程雙座閥 √ × √ × 0 √ √ × × 4 13 
直行程套筒閥 √ × √ × 0 √ √ × × 4 13 
直行程角形閥 √ 0 × 0 √ √ √ × × 4 14 
直行程三通閥 √ 0 × × 0 √ √ × × 3 11 
直行程隔膜閥 × √ × √ √ × × × × 2 9 
角行程蝶閥 √ √ 0 √ 0 0 √ √ 0 5 19 
角行程球閥 √ √ √ √ √ √ √ 0 × 7 22 
角行程偏心旋轉(zhuǎn)閥 √ √ √ √ √ √ √ × × 7 21 
角行程全功能超輕型調(diào)節(jié)閥 √ √ √ √ √ √ √ √ √ 9 27 


    符號(計分) 說明:“√ ”表示最佳(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一步保護，其壽命是四氟等軟閥座、不銹鋼閥座不可比擬的； 

    3) 電動閥配高可靠的電子式執(zhí)行機構(gòu)———5～10 年免維修，較好地解決了電動執(zhí)行機構(gòu)的可靠性差問題； 

    4) 氣動閥采用齒輪齒條式活塞執(zhí)行機構(gòu)———與閥直連，簡化了結(jié)構(gòu)；齒輪齒條轉(zhuǎn)動靈敏、回差小、動作可靠； 

    5) 足夠的執(zhí)行機構(gòu)力矩———克服壓差、摩擦力矩，有充分余地，使之動作自如； 

    6) 介質(zhì)直通、流線型設計———防止堵卡，提高動作的可靠性； 

    7) 減小閥芯閥座的摩擦———進一步提高閥芯、閥座壽命。 

    4.4、性能指標及主要參數(shù) 

    型號：氣動ZSRH、電動(電子式) ZDRH；公稱通徑： DN20～400 ；公稱壓力： PN116～32 ；流量特性：近似對數(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，10 個廠家使用，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，已經(jīng)受到了使用廠家和設計院的特別關(guān)注。 

    2) 適用意義 

    全功能超輕型閥(現(xiàn)已獲國家專利) 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；四是電動閥應用上的突破(改變了過去因電動閥可靠性差應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地位，成為新世紀調(diào)節(jié)閥的主流。如果是這樣，這將是我們中國對調(diào)節(jié)閥發(fā)展史上的一大貢獻。