控制阀的阀门行程与流通能力、流量特性有关，行程大小对整体设计和优化以及使用寿命都带来影响。本文将从阀门行程的细节分析看控制阀设计*化问题。

控制阀（Control valve，国标GB/T 17213.1-1998定义为控制阀，国内旧称调节阀）是终端控制元件，决定着过程控制是否及时有效，在整个控制回路中较为重要但又是长期以来技术比较薄弱的环节。控制阀的生产厂家众多，造成控制阀品种多、规格多、参数多，质量参差不齐。不同厂家的同类型控制阀的设计差异、技术特点和应用情况如何？是笔者近期关注的问题。

笔者自70年代初从事引进装置国外自控仪表工作以来，一直侧重现场仪表的使用和DCS组态、PLC编程以及参与项目工程，而对控制阀有些认识不足。近来整理多年的工作笔记及材料，也开始对控制阀做一些探讨。现以部分控制阀为例，着重对目前在用量zui大、多数厂家都在生产的单座阀做一些细节分析。本文针对不太为人关注的控制阀行程问题进行探讨。

阀门行程是值得分析的技术细节

终端控制元件的控制阀，在工业过程中是局部阻力可以改变的节流元件和耗能设备，其zui基本功能是调节功能，体现在流量系数及可调范围和流量特性。流量系数是表示在一定条件下的控制阀流通能力，有Kv和英制Cv；流量特性是指阀门的相对开度（阀门行程）与流过阀门的相对流量的关系，与阀内件结构、阀门前后压差有关，理想流量特性有有线性、等百分比和快开等。

对于流量系数和流量特性，大家都非常关注，而阀门行程似乎只是控制阀的一个简单指标。在表1中列出了部分厂家控制阀的阀门行程及流量系数，并从中寻找可探讨的细节问题。

从表1中可以看到列举的不同厂家7种型号控制阀在相同公称通径相近流量系数的情况下，阀门行程却有较大不同。以DN50（NPS 2）控制阀为例，流量系数Cv基本在45左右，而行程却从15mm到25mm不同；DN80（NPS 3）控制阀的差异更明显，流量系数Cv基本在100左右，而行程却从15mm到40mm不同。这种情况说明什么？

首先，流量系数即流通能力在标准情况下由阀芯阀座间流通截面积决定；其次，阀杆直线运动使阀从全关到开即流通截面积从零到zui大与阀杆直行程为一定特性的对应关系。那么，阀门行程短却达到较大的流量系数，就意味着单位阀杆行程的流通截面积变化大，就意味着阀芯的设计和加工要求高、难度大，也可以说在相同流量系数、相同阀门精度要求下的阀门行程短的控制阀，其技术含量高；若移动相同行程，其流量系数即流通能力大。SAMSON 3241型控制阀的阀芯在Cv=12以上的均采用V-port型式，3V开口，流体流动状态好，还有着较好的压力恢复系数FL值和临界压差比XT，H/D2性能更好，所以得到DN80（NPS 3）口径、15mm行程有Cv=95的良好表现。
这也说明，即便是zui普通zui常见的产品，都有创新改进的课题。

这是从阀杆行程的细节分析中认识到的控制阀设计和制造技术问题。

阀门行程涉及控制阀的整体优化和使用寿命

阀门行程短给控制阀制造厂带来阀芯设计、制造加工的很大难度，那为什么要这样设计呢？答案是阀门行程短有助于控制阀的整体优化以及使用寿命，也是控制阀精小化的发展趋势。

1.控制阀所配置的执行机构要适应阀门的行程。对于气动薄膜执行器，阀门行程越大，其波纹膜片（或平膜片）位移量越大、弹簧压缩位移越大，造成的非线性就越大。大的位移量也影响膜片的使用寿命。阀门行程小，气动执行器膜片位移小、弹簧压缩位移小，膜室尺寸/容积相应缩小，膜片延长了使用次数，也改善了非线性和加快响应时间。

2.由于阀芯由关到开直线位移趋小，阀体设计也对内部尺寸、流路等进行优化，使阀体整体性能提升。

3.据国外拥有金属波纹管的某厂家对15mm行程的金属波纹管进行压缩伸张位移的耐用试验表明：在9mm全行程动作时使用寿命为160万次、在10mm全行程动作时使用寿命为120万次、在12mm全行程动作时使用寿命为60万次，而在15mm全行程动作时使用寿命就下降到40万次以下。由此可见，阀门行程大小对于阀杆密封用的金属波纹管使用寿命影响非常大。

4.在满足流量系数的前提下，阀门行程短要求创新技术的阀内件设计和高精度的机加工能力，这也是国外控制阀厂家长期控制阀产品的关键，也是国内控制阀厂家产品技术、质量的差距。

结 语

细节决定成败，阀门行程短有助于控制阀的整体优化以及使用寿命，也是控制阀精小化的发展趋势。以整体优化为出发点，多个考虑细致、创新技术、功能优化、质量可靠的细节就能组成应用方便、灵活、安全、用户易于接受并满意的好产品。