| 本世紀(jì)初，調(diào)節(jié)閥剛誕生的時(shí)候，主要用于鍋爐-蒸汽機(jī)系統(tǒng)；當(dāng)時(shí)蒸汽的壓力，溫度參數(shù)并不高，系統(tǒng)亦較簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)閥只要能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)就行了，對(duì)于它的流通能力，流量特性等技術(shù)性能要求也不高。但是隨著火電站、大型化工廠、輸油管線、萬噸巨輪的出現(xiàn)，蒸汽的壓力溫度不斷提高，工作過程的環(huán)節(jié)也增多，自動(dòng)化程度的要求也隨之提高，這樣對(duì)系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)閥不但要求有足夠的可靠性，還要求有較高的調(diào)節(jié)精度。這就促使調(diào)節(jié)閥行業(yè)研究閥的流通能力、流量特性等技術(shù)性能，研究如何正確地計(jì)算、選用閥門。1944美國梅索尼蘭公司首先發(fā)明了調(diào)節(jié)閥流通能力測(cè)試方法，采用流量系數(shù)C值衡量一個(gè)閥的流通能力大小，這個(gè)方法很快被*的同行采用。當(dāng)時(shí)對(duì)大量采用的球狀閥進(jìn)行了測(cè)試，流通能力較低，用一個(gè)相對(duì)流量系數(shù)C/D2表示（其中D—公稱通徑的英時(shí)數(shù)），當(dāng)時(shí)只有7.7，隨后由于調(diào)節(jié)閥行業(yè)的不斷努力，六十年代為10，七十年代提高到11~13，目前zui高值為15.4。 降低調(diào)節(jié)閥的流動(dòng)阻力，也就是提高它的流通能力有著普遍的經(jīng)濟(jì)效益。以一個(gè)2"口徑的球狀閥為例，其流量系數(shù)C值列表如下（見表一），用Q=C＊（△P/r）1/2來分析，當(dāng)Q相等時(shí)，C值增大，△P1/2可以相應(yīng)減小，就是說在調(diào)節(jié)閥進(jìn)出口的壓降△p以二次方關(guān)系隨C值下降。例如同樣一臺(tái)Dg2"的調(diào)節(jié)閥從四十年代到現(xiàn)在流通通力增加了一倍，△p值只要原來的25%，這對(duì)于大量采用調(diào)節(jié)閥的過程控制系統(tǒng)來說，可以省大量的能耗。另外從通常使用的Dg25~Dg100口徑范圍來看，（見表二）七十年代較小一檔口徑的流通能力幾乎都超過了四十年代時(shí)較大一檔口徑的流通能力。目前的水平，較小一檔口徑的流通能力又接近了六十年代大一檔口徑的流通能力。這樣從七十年代起，由于流通能力的提高，所選用的調(diào)節(jié)閥口徑與四十年代相比都可以縮小一檔口徑；那么按目前常用的雙座閥Dg25~Dg100范圍內(nèi)來計(jì)算，平均重量可減輕20%，每臺(tái)平均減輕10公斤左右，按我廠前幾年的統(tǒng)計(jì)這處型號(hào)占總產(chǎn)量的80%以上，國內(nèi)近年來總產(chǎn)量約四萬臺(tái)，按這個(gè)比例推算，每年可省500噸左右的鋼材，這是一個(gè)可觀的數(shù)字，另外對(duì)用戶來說節(jié)省投資，減輕裝置的總產(chǎn)量；由于以上兩方面的原因，高流通能力的球狀閥調(diào)節(jié)用戶是歡迎的。 表1 Dg2"球狀閥數(shù)據(jù) | 年代 | 四十年代 | 六十年代 | 七十年代 | 目前 | | C/D² | 7.7 | 10 | 11-13 | 15.4 | | C | 30.8 | 4. | 44~52 | 61.6 |
表2 Dg25~Dg100口徑調(diào)節(jié)閥C/D2值 | 口徑 | C | 四十年代 | 六十年代 | 七十年代 | 目前 | | 7.7 | 10 | 11~13 | 15.4 | | Dg25 | 1" | 7.7 | 10 | 13 | 15.4 | | Dg32 | 5/4" | 12 | 16.5 | 20 | 24 | | Dg40 | 3/2" | 17.3 | 22.5 | 29.3 | 34.7 | | Dg50 | 2" | 30.8 | 40 | 52 | 61.6 | | Dg65 | 5/2" | 48 | 65 | 81.3 | 96.3 | | Dg80 | 3" | 69.3 | 90 | 117 | 133.6 | | Dg100 | 4" | 123 | 160 | 208 | 246 |
也許有人問，既然如此，為什么調(diào)節(jié)閥的流通能力提高得很慢？從四十年代算起，過了二十年左右才提高了30%，又過十年，在六十年代的基礎(chǔ)上又提高了10~30%。這里原因很多。其中主要的有：一是流體力學(xué)理論上的發(fā)展，不斷地為閥門設(shè)計(jì)者提供理論依據(jù)和計(jì)算方法。二要降低調(diào)節(jié)閥的流動(dòng)阻力，必須做很多艱苦繁瑣的測(cè)試工作。在設(shè)計(jì)閥體內(nèi)部流道時(shí)，反復(fù)修改、試驗(yàn)。以常用的雙座閥為例，口徑Dg25~Dg300有12檔口徑規(guī)格，每個(gè)規(guī)格要設(shè)計(jì)一個(gè)閥體，閥體設(shè)計(jì)得滿意了，相應(yīng)要設(shè)計(jì)閥芯；每個(gè)規(guī)格至少有二種流量特性的閥芯，每種流量特性一般必須測(cè)試十個(gè)工作點(diǎn)。為了避免測(cè)量值的偶然性，每個(gè)工作點(diǎn)必須連續(xù)測(cè)試三次后取平均值；這樣一種流量特性的閥芯即使一次試驗(yàn)成功，也得測(cè)試三十次。假如其中有一個(gè)工作點(diǎn)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，必須修改相鄰的幾個(gè)工作點(diǎn)。再作流量測(cè)試、直至滿意為止，六十年代以前，閥門的流量測(cè)試基本上采用秒表記時(shí)，量筒存水，水銀柱測(cè)差壓的傳統(tǒng)方法，因此測(cè)量速度較慢，要加工很多試驗(yàn)件，要花很多精力和投資。由于這些原因，調(diào)節(jié)閥制造廠一般不輕易改動(dòng)閥的流道和閥芯。到了七十年代，美國等發(fā)達(dá)國家采用了新技術(shù)，因此產(chǎn)品設(shè)計(jì)、樣機(jī)測(cè)試的周期大大縮短了。1983年我們?cè)诿绹匪髂崽m公司和費(fèi)爾希公司考察時(shí)，看到他們的設(shè)計(jì)工程師采用電腦輔助設(shè)計(jì)，閥體內(nèi)流道型線，等強(qiáng)度曲線在終端屏幕上顯示出平面圖樣和透視圖樣；在流量試驗(yàn)室內(nèi)，采用電子稱，流量計(jì)和微處理機(jī)，試驗(yàn)時(shí)特性曲線上立即顯示在終端上，加上機(jī)械加工的速度加快，因此試制周期縮短了。所以七十年代后調(diào)節(jié)閥流通通力提高的速度加快了，七十年代C/D²上升到11~13，目前又提高到15.4。 目前調(diào)節(jié)閥行業(yè)，調(diào)節(jié)閥流量能力zui高的是美國梅索尼蘭和費(fèi)希爾兩個(gè)公司的套筒閥，具體見表三。從表中可見日本山武一霍尼威爾公司的VDC型套筒閥，從六十年代生產(chǎn)后，雖然生產(chǎn)量很大?？墒橇魍芰^小，C/D²還小于10。他們從七十年代末開始，對(duì)于如何降低調(diào)節(jié)閥流阻、提高流通能力作了長(zhǎng)時(shí)間的研究開發(fā)，終于在八五年公布了改型的CV3000-HCB型套筒閥，在1"~8"口徑范圍內(nèi)，C/D²值從9.23上升到12.71,提高了37.7%，取得了可喜的成就，趕上了*水平。據(jù)有關(guān)資料看出日本同行也花了二十年的時(shí)間，他們?yōu)榇烁冻龅奈锪腿肆σ彩呛艽蟮摹?/font> 表3 國外幾種流通能力較高的球狀調(diào)節(jié)閥品種 | 企業(yè)名稱 | 日本山武-霍尼
威爾套筒閥 | 美國FISHER
ED型套筒閥 | 美國MASONEIAN
40000型 | 上海自儀七廠
套筒閥 | 中國直通
雙座閥 | | 產(chǎn)品型號(hào) | VDC型 | CV300型 | | 1"25mm | C | 9.4 | | 16.1 | 17.1 | 15 | 10 | | C/D² | 9.4 | 16.1 | 17.1 | 15 | 10 | | 3/2"40mm | C | 20.5 | 32.5 | 32 | 34.2 | 32 | 25 | | C/D² | 9.11 | 14.44 | 14.22 | 15.2 | 14.22 | 11.11 | | 2"50mm | C | 37.6 | 57.7 | 56.7 | 64.1 | 50 | 40 | | C/D² | 9.4 | 14.43 | 14.18 | 16.03 | 12.5 | 10 | | 3"50mm | C | 84.6 | 123.9 | 121.4 | 132.5 | 125 | 100 | | C/D² | 9.4 | 13.77 | 13.49 | 14.72 | 13.89 | 11.11 | | 4"100mm | C | 149.6 | 196.6 | 196.6 | 205.1 | 190 | 160 | | C/D² | 9.35 | 12.29 | 12.29 | 12.82 | 11.88 | 10 | | 6"150mm | C | 337.6 | 365.4 | 353.4 | 341.9 | 400 | 400 | | C/D² | 9.38 | 10.2 | 9.82 | 9.60 | 11.11 | 11.11 | | 8"200mm | C | 547 | 713.7 | 536.2 | 547 | 580 | 630 | | C/D² | 8.55 | 11.15 | 8.38 | 8.55 | 9.06 | 9.48 | | 1"∽8"C/D²平均值 | 9.23 | ★12.71 | ★12.64 | 13.41 | 12.52 | 10.45 |
目前我國調(diào)節(jié)閥的主導(dǎo)產(chǎn)品仍是氣動(dòng)，電動(dòng)直通單雙座調(diào)節(jié)閥，占總數(shù)的85%左右。在六十年代中期設(shè)計(jì)定型時(shí)流通能力不算低，但是廿多年過去了，我們的行業(yè)忙于品種的橫向發(fā)展，而不重視更新?lián)Q代，也沒有把提高流通能力作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)院的通用技術(shù)要求，因此即使新設(shè)計(jì)的球狀閥流通能力還是六十年代水平，連創(chuàng)優(yōu)產(chǎn)品也沒有規(guī)定這項(xiàng)技術(shù)指示必須達(dá)到水平，這樣與*水平相比，我們的產(chǎn)品明顯落后了。為了縮短這方面的差距，行業(yè)研究所已將提高調(diào)節(jié)閥流通能力的題課列入“七•五”期間的攻關(guān)項(xiàng)目，并得到國家有關(guān)部門的審核批準(zhǔn)?，F(xiàn)正組織力量研究。我們相信在三五年內(nèi)我國調(diào)節(jié)閥主導(dǎo)產(chǎn)品的流通能力將有一定突破，趕上*水平，不過這個(gè)品種目前還不是主導(dǎo)產(chǎn)品，至于當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)原則，我已在八二年第五期本刊上介紹過，這里不必重復(fù)，有關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法待以后有機(jī)會(huì)再作介紹。 | 
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