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电动调节阀的发展方向

  随着电子产品不断进步,尤其是可靠性的进一步提高,使得国外电动执行机构产生了质的飞跃,其突出的表现是:①可靠性极高,可以在5-10年内免维修;②重大幅度下降,比老式的DKZ、DKJ的电动执行机构轻70%~80%;③外观也得到了极大的改善;④性能提高、调整简化、使用更加方便、简单。值得一提的是,国内的执行机构与之差距太大,仍处于六七十年代的水平。正由于电动执行机构的可靠性得到了根本上的解决,配上高可靠性的全功能超轻型调节阀,使得调节阀成为了真正意义上的第二代产品,到下世纪初,这种高可靠性电子式全功能超轻型调节阀必将逐步取代传统的“气动阀+电气阀门定位器+气源”的组合方式。除上述高可靠、全功能、超轻型的特点外,还将带来如下好处:

  (1)用电源既方便又节约,省去了建立气源站的一系列费用;

  (2)用“气动阀+电气阀门定位器+气源”的复杂方式,它不只是增加了费用,反而带来了可靠性的下降(环节越多,可靠性差的因素增加);

  (3)从经济性上看,除省去气源站的费用外,还省去电气阀门定位器的费用:现在一台好的进口的电气阀门定位器,通常在5000~6000元以上,更好的在8000~10000的价位上,而这个价位基本上可购回上述高可靠的电子式执行机构;

  (4)环节减少了,相应减少了维修工作量。

  近年来,电动调节阀的发展是迅速的,它们的使用已经无处不在。在北京奥运会闭幕式上,主火炬的熄灭采用了电动调节阀技术,并按等比例调节方式调节控制燃气流量,最终使得8米高的火焰匀速降低直至全部熄灭。

  电动调节阀从诞生到现在成为调节阀市场的主流,也是经过了一个较长的过程的。开始时,是气动调节阀为主。气动调节阀也确实有它的优势所在:它结构简单,操作、维护方便,只要有气源就可进行自动控制,成本想对较低;而且由于其本质安全性,在化工等行业中,需要防爆的场合,尤其适合。但是,由于它的驱动力量来自压缩空气,而空气的可压缩性,必然导致响应速度和控制稳定性不够的问题,尤其在大口径、大执行器和压降较大的场合、控制精度要求较高的场合,就暴露出它的弱点来,还有就是速度问题,由于大气缸的气容较大,从执行器接收到气信号到对调节元件的驱动,这中间需要一个时间,所以开关时间就比较长,越是大的阀门,这种情况越明显。当然,这些问题也都在改善:而只适合一些较特殊的工况场合。而电动调节阀,使用起来最方便,只需有220或380V的电源,配以输入信号线路,即可实现理想控制,不需要铺设什么管路;在易燃易爆场合,只需要配备防爆执行器就能正常使用;调节阀正反作用的更改很方便,只需在内置模块上设置一下就OK了,而这对于气动调节阀来说,还是个叫麻烦的问题;对于大口径、需要大力矩的电动调节阀,有多回转的电动执行器配合,控制不成问题,近来还出现了变频调速电动执行器,可以在控制精度上提升的同时,又实现节能的目标;不但有传统电子式的电动调节阀,现在还有了能进行HART通讯、完全数字式的智能型调节阀,可以实现在线诊断、报警、记录数据等智能功能,大大提高了调节阀的使用功能;更有将控制器、传感器、执行器集于一身的智能调节阀的出现,可以自己测量控制变量,经过控制器运算后,输出控制信号驱动调节元件即阀芯来调节介质的流量、压力等参数,一台智能调节阀就相当于一个微型控制系统,这个系统与中控系统进行数字通讯,协调完成控制任务。

  当然,电动调节阀也不是没有缺点:电机运行产生的内热会导致热保护,使调节阀停止工作;由于电机必须经过多级减速才能输出力矩,所以运行速度还不是很快,在有些要求快速启闭的场合还不适用,大力矩和高速,还是一个比较难以解决的矛盾;由于运动部件多,相对容易产生故障,尤其在调节频繁的工况,容易产生电机热保护、减速齿轮损坏、模块可控硅烧毁等故障,在这种工况下,最好还是选用气动调节阀比较适宜。

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