引言

    對(duì)于調(diào)節(jié)型的控制閥，配置閥門定位器已是用戶普遍選擇。閥門定位器與控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)（主要是氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)）配合使用，可以改善控制閥的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性，克服閥桿的摩擦力并消除不平衡力的影響，實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)對(duì)控制閥的準(zhǔn)確定位，最終保證控制系統(tǒng)及工業(yè)過程的有效運(yùn)行。在摩擦力大需要精確定位、緩慢過程需要提高控制閥響應(yīng)速度、需要提高執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力和切斷能力、分程控制和控制閥運(yùn)行中有時(shí)需要改變正反作用形式、需要改變控制閥流量特性以及閥前后高壓差的場(chǎng)合，都適用閥門定位器。

    國(guó)內(nèi)外的調(diào)節(jié)閥生產(chǎn)廠家眾多，造成控制閥品種多、規(guī)格多、參數(shù)多。僅此連接的問題而言，目前只有SAMSON、ARCA、KSB及FISHER等一小部分制造廠家生產(chǎn)符合閥門定位器與控制閥連接標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。文章結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和常用控制閥產(chǎn)品試對(duì)閥門定位器與控制閥連接的技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行分析探討。

    1 閥門定位器與控制閥的連接標(biāo)準(zhǔn)

    對(duì)于閥門定位器與控制閥的連接，長(zhǎng)期以來各個(gè)廠家各自設(shè)計(jì)配套，相互配用困難，有的連接結(jié)構(gòu)也不太適合復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、反饋部件和外管路繁雜、易碰損、抗震性差、維護(hù)不方便。歐洲國(guó)家尤其是德國(guó)很早就開始推動(dòng)此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)化工作。德國(guó)測(cè)量與控制標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（NAMUR）30多年前就制定有NE04標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)內(nèi)稱為NAMUR連接（NAMUR有一系列有關(guān)過程控制儀表連接的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，國(guó)內(nèi)控制儀表行業(yè)統(tǒng)稱之為NAMUR連接），基本解決了不同廠家的控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥門定位器相互組合、方便互換的問題；我國(guó)于2005年發(fā)布了等同于IEC的GB/T標(biāo)準(zhǔn)（GB/T17213.6-2005和GB/T17213.13-2005）并于2006年開始實(shí)施。而在德國(guó)，其德國(guó)工程師協(xié)會(huì)/德國(guó)電氣工程師協(xié)會(huì)（VDI/VDE）也發(fā)布有閥門定位器與控制閥連接的VDI/VDE3847標(biāo)準(zhǔn)和VDI/VDE3845標(biāo)準(zhǔn)，IEC60534-6-1《工業(yè)過程控制閥第6-1部分定位器與控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接的安裝細(xì)節(jié)定位器在直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的安裝》，目的是構(gòu)筑閥門定位器在執(zhí)行機(jī)構(gòu)側(cè)面連接的標(biāo)準(zhǔn)化，使各種閥門定位器能直接地或利用過渡支架安裝于直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，以滿足各種控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥門定位器能互換的要求。標(biāo)準(zhǔn)化安裝方式適用于鑄造支架、桿型（立柱）支架或某種中心管支架，結(jié)構(gòu)規(guī)范了帶有安裝孔的凸緣（即NAMURNE04標(biāo)準(zhǔn)中的NAMURrib）、帶安裝螺孔的平面以及利用U形螺栓固定安裝板。其中，帶凸緣的鑄造支架結(jié)構(gòu)的規(guī)范尺寸見圖1。

圖1 帶凸緣鑄造支架結(jié)構(gòu)的連接尺寸（適用直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)）

    IEC60534-6-2《工業(yè)過程控制閥第6-2部分定位器與控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接的安裝細(xì)節(jié)定位器在角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的安裝》，適用于角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其基本結(jié)構(gòu)和通用結(jié)構(gòu)的規(guī)范尺寸見圖2、圖3、圖4。

圖2 角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接尺寸（1）

圖3 角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接尺寸（2）

圖4 角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接尺寸（3）

    德國(guó)VDI/VDE3847標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)部分，其第1部分針對(duì)直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)提出三種情況的連接標(biāo)準(zhǔn)：直接安裝的集成連接方式、鑄造支架的連接方式、桿型支架的連接方式。帶有凸緣的鑄造支架連接型式也就是NAMUR連接。VDI/VDE3847第1部分中的鑄造支架和桿型支架連接方式是與IEC60534-6-1標(biāo)準(zhǔn)（GB/T17213.6-2005）基本相同的。第1部分中的直接安裝集成連接方式在IEC標(biāo)準(zhǔn)中并沒有，但其具有的隱藏的反饋連接、無(wú)需外部配管的內(nèi)置氣路、很好的防碰撞抗震防護(hù)等特點(diǎn)，德國(guó)的控制閥和閥門定位器制造廠家基本都有符合直接安裝集成連接的產(chǎn)品，選型配置時(shí)也會(huì)優(yōu)先選擇直接集成連接方式。

    德國(guó)VDI/VDE3845是關(guān)于附屬設(shè)備（閥門定位器、閥位變送器、電磁閥等）與閥、執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接的標(biāo)準(zhǔn)，其中：3.1節(jié)為適用于角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接標(biāo)準(zhǔn)（所有德國(guó)廠家的角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)及以之相連接的閥門定位器都是按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)連接）；4.1節(jié)為適用于直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接標(biāo)準(zhǔn)。4.1節(jié)明確規(guī)定對(duì)于閥門定位器和閥位變送器與直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接按IEC60534-6標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，只是對(duì)電磁閥連接的型式、尺寸有具體要求。在VDI/VDE3847中的直接集成連接的氣路連接塊部件上也規(guī)范有符合VDI/VDE3845有關(guān)電磁閥無(wú)管連接的接口（如集成共用底板的多電磁閥組排列安裝，其供氣口尺寸均符合NAMUR規(guī)范）。

    2 閥門定位器與控制閥的連接細(xì)節(jié)

    閥門定位器與控制閥的連接標(biāo)準(zhǔn)化，是對(duì)所有控制閥、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥門定位器制造商都適用的通用標(biāo)準(zhǔn)，使得控制閥配置閥門定位器及附件時(shí)有更多的選擇和互補(bǔ)互換，但由于傳統(tǒng)產(chǎn)品升級(jí)換代進(jìn)展緩慢也影響了標(biāo)準(zhǔn)的推廣。目前，全面按照閥門定位器與控制閥的連接標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)定型產(chǎn)品的品牌廠家主要是德國(guó)的SAMSON、ARCA、KSB，而Fisher只在2004年推出的GX型直行程閥門上是符合連接標(biāo)準(zhǔn)的。相對(duì)來說，符合連接標(biāo)準(zhǔn)的閥門定位器產(chǎn)品比較普遍，全球知名廠家都已按連接標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行設(shè)計(jì)，都希望將閥門定位器配置到所有廠家的控制閥上，如SAMSON的373x系列/378x/3767/4763、Fisher的DVC2000/DVC6000、Masoneilan的SVIII、ABB（H&B）的TZID-C、MetsoNeles的ND9000，Siemens的SIPARTPS2、ARCA的827A，山武的AVP系列等等。

    SAMSON執(zhí)行機(jī)構(gòu)品種規(guī)格齊全，其中既有同時(shí)提供符合IEC60534-6-1的鑄造支架側(cè)面凸緣接口和符合VDI/VDE3847直接集成接口的3277型氣動(dòng)執(zhí)行器（具有符合VDI/VDE3847的直接集成連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由于規(guī)范的支架尺寸和內(nèi)置氣路等原因，膜室尺寸受到結(jié)構(gòu)限制，3277型膜片有效面積最大到700cm，2共有6種尺寸）；也有從120到2*2800cm有效面積、結(jié)構(gòu)為符合IEC60534-6-1鑄造支架側(cè)面凸緣的3271型氣動(dòng)執(zhí)行器（有7種尺寸），對(duì)角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)符合VDI/VDE3845，連接細(xì)節(jié)參見圖5。

圖5 Samson的3730系列閥門定位器安裝示意圖

    ARCA的812系列執(zhí)行機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上具備符合IEC60534-6-1的鑄造支架側(cè)面凸緣（NAMUR連接）接口，并利用凸緣及符合VDI/VDE3847規(guī)范部件進(jìn)行直接集成，配用閥門定位器靈活方便。812系列尺寸只有320cm和720cm兩種（由于ARCA連接形式與Simemens連接形式相同，此處不再累述）連接細(xì)節(jié)參見圖6。

圖6 Siemens的SIPARTPS2閥門定位器按照IEC60534-6-1連接

    3 結(jié)束語(yǔ)

    值得一提的是，F(xiàn)isher憑借龐大的用戶群，在DVC2000/6000系列用戶群中不斷的進(jìn)行技術(shù)積累、創(chuàng)新，目前已將現(xiàn)在市場(chǎng)上的主流閥門制造廠家執(zhí)行機(jī)構(gòu)種類、尺寸等分別建立了詳細(xì)的數(shù)據(jù)庫(kù)，形成了模塊化的安裝方式。若用戶需使用DVC系列定位器替換已故障的其他品牌定位器，用戶只需將現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)型號(hào)進(jìn)行確認(rèn)，便可在FISHER提供的數(shù)據(jù)表中找到相對(duì)應(yīng)的定位器安裝套件代碼，這一點(diǎn)是非常值得肯定的。

    閥門定位器與控制閥的連接標(biāo)準(zhǔn)化是發(fā)展趨勢(shì)，是控制閥模塊化設(shè)計(jì)和數(shù)字化智能定位器推廣應(yīng)用中一個(gè)不可忽視的部分，它解決了不同制造廠家的閥門定位器與控制閥/執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的連接問題，使互換組合成為可能，極大地方便了用戶。

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