Valve调查:“成本不如技术支持重要”

阀门趋势 气动执行机构 集成 基于微处理器的定位器 嵌入式反馈装置

在《家族恩怨》节目中，选手们的答案与观众调查的答案正确匹配，就能获得积分，并最终获得奖金。该阀门最近进行了调查控制工程但正确选择、应用、使用和维护阀门所获得的经济奖励可能比在《Family Feud》中获得的奖励要大得多。

控制工程的调查是通过向我们4.5万名北美读者中的一部分发送1500份调查问卷进行的。回收了406份回复(27%)，其中95%的回复者指定、推荐或购买阀门以满足自己工厂内的需求，或用于客户设施。后者包括承包商、集成商、顾问和OEM(原始设备制造商)。

调查应答者生产特种和精细化学品;石化产品;食品及饮料;石头、粘土和玻璃;纺织品;机械设备;还有家具生产商，仅举几例。这些工厂中的工业阀门属于两类之一:开关阀和控制阀。

在制定工业阀门清单以包括在调查中，清单变得很长。由于担心包括所有可能的阀门类型可能会影响调查结果，因此名单仅限于:球阀、蝶阀、隔膜阀、闸阀、截止阀、针阀、旋塞阀和夹管阀。我们故意省略了紧急关闭阀、安全阀、防火安全阀和与安全相关的阀门。

开/关阀将出现在工厂应用中，需要允许或阻止液体，气体，粉末和其他介质流入或流出容器，管道，蓄水池，冷却塔，锅炉和成千上万的其他应用。

控制阀(节流阀)经常连接到指定的控制器，以维持压力、流量、温度等。当阀门部件从关闭到打开再返回时，控制阀被期望提供平稳，精确，可重复的介质流量变化。

液体，气体，泥浆

当被问及什么介质流经植物阀门时，我们的观众提供了多种答案。液体略高于空气和气体，分别为86%和76%。泥浆以32%的比例排在第三位。只有10%的阀门处理干燥材料，不到7%的阀门出现在低温应用中。

哪些执行机构最常安装在某些阀门类型上?受访者表示，42%的情况下气动执行器安装在隔膜阀和蝶阀上。37%的球阀安装，30%的截止阀安装，23%的旋塞阀安装气动执行器。

毫不奇怪，49%的针阀、46%的闸阀和31%的球阀都使用手动执行器。

电动执行器安装在13%的已安装蝶阀上。10%的球阀、隔膜阀和闸阀还装有电动执行器。

根据Limitorque阀门执行机构和控制公司(弗吉尼亚州林奇堡)提供的信息，电动执行机构经常应用于直径为4英寸或更大的开关阀门，和/或安装在对人不安全的环境中，或者没有足够的空间“人工操作”阀门到其打开/关闭位置。电动执行器可以有效地移动大型阀门，在快速移动可能有害的过程中操作，例如24英寸集管中的过热蒸汽。在这种应用中，在60秒内关闭一个24英寸的阀门就可以了。

当被问及电动执行器的配件时，Limitorque市场经理Paul Boeckerman解释说:“过去的电动执行器提供了很多选择，但需要从“堆积如山”的图表和说明中进行分类，才能实现所需的功能。今天，电动执行器包括微处理器，可以通过交互编程来激活用户所需的功能。通过按钮和安装在执行器上的显示器，用户执行“软布线”来启用和设置所需的功能。”

当阀门安装在危险的过程中，就会出现故障安全问题。气动激活阀一般使用弹簧迫使阀门处于全开或全关位置。电动阀门一般是就地失效的。

关于控制阀的讨论通常包括使用变速泵作为控制阀替代品的建议;一个看似不错的选择。当控制工程问阀门和阀门配件制造商，“竞争技术(如变速泵)对阀门市场有什么影响?，几乎所有人的回答都是“很少”。Neles Controls的产品经理Jon Monsen补充了一个有趣的变化，他解释说:“即使能源成本的经济性要求使用变速驱动器，也应该安装一个控制阀(全开)，以便在驱动器故障时进行控制。”

阀门通信和配件

控制工程关于各种通信网络(现场总线)的报告，因此确定什么通信(如果有的话)主导阀门连接似乎是合适的。

略低于一半(48%)的受访者使用阀门和其他设备或系统之间的网络通信，这些通信用户主要使用4-20 mA(见网络使用图)。

阀门和阀门配件制造商预计数字现场总线技术的使用将会增长，因为用户更好地了解部署基于微处理器的阀门配件的好处。包括在阀门配件的类别是气动阀门定位器，或更新的术语正在推广…阀门控制器。

从技术上讲，传统的气动阀门定位器是阀门控制器，因为它们使用反馈控制。

通过与阀杆的机械连接，反馈实际阀门位置。从外部控制器(如分布式控制系统)接收所需的阀门位置(设定值)。机械连杆、波纹管和挡板决定实际阀门位置是否与所需位置匹配。如果存在不匹配，定位器会向阀门执行器添加仪器空气，从而迫使阀门到一个新的位置。定位器和I/P(电流-压力)传感器之间的区别是定位器作为放大器(增压器)工作。提供80psi的仪表空气，定位器将不断向执行器添加仪表空气，直到阀杆移动或执行器膜片上的压力等于80psi。相比之下，I/P传感器通常提供3-15 psi范围内的工作压力。因此，15 psi是可以应用于执行器膜片的最大力。

定位器有各种各样的风格，从那些只提供比例控制，到包含凸轮的单元，可以在过程和/或最终控制设备中进行非线性补偿。

经验丰富的仪器工程师对什么可行，什么不可行提出了自己的意见，并将这些意见作为决定何时应用传统定位器的“经验法则”流传下来。考虑因素包括:

• 只在缓慢的循环;

• 包装箱摩擦较大时;

• 使用不平衡阀塞时;而且

• 如果弹簧和膜片滞回量高。

Fisher Controls (Marshalltown, Ia.)进行的分析研究(并发表在Fisher Controls控制阀手册中)表明，使用或不使用定位器完全独立于旧的“经验法则”，只有一个例外。当阀杆摩擦或粘性异常高时，忽略旧的“规则”，遵循定位器应用的快循环/慢循环原则变得越来越重要。

基于微处理器的定位器(控制器)的引入进一步挑战了旧的“规则”。德州休斯顿的斯玛国际公司(Smar International)对此解释得很好。“这些新型定位器提供更快的响应，可调增益和可调驱动时间，使其适用于快循环和慢循环。代替机械凸轮和弹簧，软凸轮用于表征和分割测距。取消机械凸轮和弹簧，确保零件不会粘或瘿。此外，由凸轮磨损引起的误差也被消除，导致更高的精度，更少的故障和更长的操作寿命。避免了机械不精密造成的死带。”

考虑到人们对微处理器和数字通信越来越感兴趣和使用，限位开关和位置反馈设备正在呈现新的外观，一些制造商正在将反馈设备嵌入到阀门中。选择这些新技术的用户可以为他们的控制系统提供更多的数据。诀窍在于将数据转换为信息，供应商通过软件提供解决方案，这些软件旨在定期检查阀门(和其他现场设备)并报告异常情况。可用的解决方案在实现设计上各不相同，从pc上运行的独立应用程序到用于检测异常情况的专家系统(参见“如何避免异常情况”，1998年9月，控制工程）.

功能所需的

受访者在控制阀中最需要的特性是可靠性(31%)，其次是低维护(26%)(见控制阀所需特性图)。

在过去12个月里，共有147名受访者购买了价值18,579,480美元的阀门。Fisher Controls以6,411.12万美元的价格占据销售领先地位，共向58名受访者售出1,379套。如果58个受访者看起来很低，那么在调查回复中列出的阀门公司有92家。

Valtek Inc.(位于犹他州斯普林维尔)在销售额方面排名第二，向14家受访者售出了749台，获得3,931,500美元的收入。

排名第三的是Neles Controls，向18家受访者销售了1,962,000美元，交付了1,296台。

对于过去12个月购买的设备，92家公司向147名受访者交付了12,452个阀门。阀门销售的未来如何?一半的受访者预测，他们的控制阀采购在未来12个月内将保持不变。另有23%的人对阀门采购前景不确定。17%的人预计他们的控制阀支出将在未来一年增加。只有6%的人认为他们的控制阀采购将会减少。

阀门制造商对指定和购买阀门的人有什么建议?他们的回答相当丰富，但可以归结为:

• 在指定阀门时，不要“锁定”指定与上次相同的阀门。考虑应用，并对旨在提高阀门性能和减少工艺变异性的新技术保持开放态度;

• 大小调整比一些用户认为的更重要。根据未来的工艺要求，安装超大的阀门可能会引入不必要的可变性;

• 在指定阀门要求时要现实。例如，指定无气泡关闭或要求对每个阀门进行特殊认证会增加不必要的成本。

虽然与其他重要特征相比，成本在重要性上排名第五，但仍有65%的受访者认为它很重要(参见什么是重要的图表)。

新型气体关闭阀

科罗拉多州拉夫兰。在压力为100 - 900 psia时，气体流量关闭时间小于75 msec，在25,000 lb/hr流量时，压降小于7 psid。GSOV25采用直通式流动设计，使移动部件和密封件不受流动气流影响。常闭阀专为紧急和正常关闭服务而设计，在主活塞中采用密封设计，以延长工作寿命，防止泄漏，并获得VI级关闭额定。伍德沃德总督公司

夹阀带脑

卡内基,Pa。-将夹管阀和微处理器技术相结合，生产出一种适用于磨蚀性和高腐蚀性应用的阀门，控制精度和可重复性。在夹管阀上安装HART兼容定位器，可对石灰泥浆，污泥，矿山尾矿和其他磨料工艺进行数字控制。红阀公司

安全阀处理高背压

Wrentham,质量。-采用平衡波纹管设计，使jb - e和jlt - jb - e在排气系统或排气歧管中的背压过大时提供最佳性能。将导轨、主轴、弹簧和其他部件安装在阀盖室中，可以防止腐蚀性液体对阀门的操作造成影响。最容易受腐蚀影响的部件采用316L不锈钢结构，以提高可靠性。克罗斯比阀门公司

阀内饰件降低噪音40 dBA

马歇尔敦,Ia。-利用激光加工光盘堆叠并永久融合到刚性笼组件，其噪声衰减能力超过常规设计25%至30%。WisperFlo trim解决了极端控制阀噪音威胁员工安全或导致“坏邻居”情况时的问题。极端的噪音水平还可能警告阀门不稳定和管道振动，从而缩短设备寿命。费雪控制国际

经济型钛球阀

休斯顿,德克萨斯州。-作为一种双向阀门，采用可互换的软或金属阀座，采用铸造3片式设计，使3-D钛合金阀门适用于腐蚀性和腐蚀性应用。尺寸从1/4到1英寸。压力额定值为ANSI Class 1500，可与标准或定制端连接的任何组合。Noble合金阀门

球阀有执行机构

马修斯。北卡罗来纳州为了简化过程自动化，阿波罗- ar阀门配备ISO-5211安装垫。提供Conbraco

模块化阀门系统的智能界面

加州欧文。-该气动阀门系统采用多引脚连接，兼容现场总线协议，包括DeviceNet, Interbus S, Profibus DP, Profibus PA, CAN和ASI Bus。提供三种通径组:10毫米，18毫米和32毫米，多达96个阀门，使用网络上的一个地址。三通和/或四通阀门可以安装在一个普通的管汇上，通过螺纹或推入式连接。使用摇臂执行机构取代上/下柱塞设计，提高了可靠性，在无润滑空气的情况下，提供超过1亿次循环寿命。德国宝得Contromatic

可编程电动执行器

弗吉尼亚州林奇堡。-Accutronix MX电子阀门执行机构集成了外部和内部功能，使阀门控制设置更容易。32个字符的液晶显示屏会说6种语言，并使用带有“是/否”对话的屏幕菜单。获得专利的绝对编码器提供100%可重复的阀门位置跟踪，无需电池。电子扭矩传感器提供扭矩或位置阀座，防止扭矩过载导致阀门和执行器损坏。Limitorque

颜色编码的密封件简化了维护

康涅狄格州新不列颠。-颜色编码的密封件的简单性，通过消除密封的误用，提供了额外的阀门寿命性能测量。十三种密封材料可用于惰性气体、腐蚀性流体、制冷剂、高温、高压腐蚀性流体等应用。一个独特的补偿柱塞设计允许顶部插入物上下移动，提供一个气泡密封顶部孔。彼得保罗电子

高压气体阀门执行机构

纽约州罗彻斯特HPG四分之一转执行器专为满足天然气管道的需求而设计，使用不受管制的天然气作为执行器动力，适用于偏远地区和恶劣环境。坚固耐用的结构，特殊的密封材料，以及注重表面处理，使其在60至200°F(-50至95°C)的环境温度下可以使用20万次。执行器可以指定控制选项，包括远程打开和关闭信号，具有高/低压关闭优先级。控制组件安装在可锁钢外壳中。在中报控制

阀门控制器提供高性能

Spring House，宾夕法尼亚州- ValvePAC阀门控制器的模块化设计最大限度地减少库存需求，同时允许灵活组装各种阀门控制器。向基础气动平台、模块提供附加功能，如:HART接口;反馈信号，包括限位开关、4-20 mA、接近传感器和电位器(滑丝);和第二个PID回路可用。第二个回路与主PID阀控制器形成串级控制策略。可以利用偏置、增益和比率，并可以分配警报。对循环设定值和其他性能调整的操作可以从另一个控制器、控制系统的设定值、HART手持配置器或本地按钮进行。摩尔过程自动化

小型闸阀

沃本,质量。-提供铝或不锈钢阀体，尺寸从5/8到2英寸。系列01闸阀在需要维修之前提供50,000次循环。为了适应快速安装和最小的法兰到法兰的定心，可以选择标准CF, ISO- kf法兰，或具有整体ISO定心环和夹具的快速更换法兰。可提供手动和气动执行机构。增值税(aapl . o:行情)。

非常大的抗化学物质阀门

休斯顿,德克萨斯州。系列22/23阀门生产线现在提供直径从2英寸到24英寸的高性能蝶阀。这种阀门可以采用硅片阀体和凸耳阀体，表面涂有环氧树脂，具有耐化学性，这些阀门经过认证，标志为3.1.B。增大通径使用专利的带电阀杆密封系统，该系统将阀体和阀杆与管路介质隔离，在高C下实现无气泡关闭_v值。布雷阀门控制公司

环境温度感应控制阀

宾夕法尼亚州柳林。-完全独立，自驱动环境温度不锈钢控制阀最大限度地减少蒸汽消耗，自动控制蒸汽跟踪管道，仪器外壳，单元加热器和其他温度控制应用程序中的流量。TL阀采用低摩擦，固液相热驱动器，保持精确的设定值控制，窄死区。Ogontz集团。

模块化先导操作安全安全阀

雅芳,质量。MPV由很少的部件组成，采用自清洁的先导座椅设计，使其能够耐受结冰和肮脏的操作条件。在单个组件中可作为调制先导和pop先导，允许从一种设计转换为另一种设计。适用于气体或液体工艺，MPV提供了可调的排污功能。MPV的主阀门设计符合API 526标准。修整阀和控制Div。

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