摘要：本文将一个手动控制阀门改为自动控制阀门作为案例分析，详细的描述了阀门的改进方法以及设计思路，供相关人员参考学习。
关键词：阀门；控制方式；改进；
前言
阀门常常被用在流体系统中，来控制流体的方向、压力和流量，是使管路或相应设备中的介质（如液体、气体或粉末等）流动或停止的常见装置。我们在生活、工作的过程中，会接触到很多不同用途、不同种类、不同型号的阀门，其中相当一部分阀门是需要我们手动控制其开关的。
手动控制的阀门在使用时操作起来较为稳妥，但是也比较费时费力，尤其是在一些不便于手动控制的场合，若能将手动控制阀门改为自动控制阀门，必将大大缩短阀门的动作时间，提高效率。
一、影响阀门可靠性因素分析
1.1安装设计考虑不周
阀门从设计到选择类型以及安装和保护等方面如果存在问题，都会影响到它的可靠性。原先的阀门在设计的过程中，因为在给水系统的水平管段上选择用了立式升降式回阀，在停止的时候水泵因回阀关闭的不紧密，造成了水倒流，这给阀门的可靠性带来了严重的影响。
1.2给射水抽气器系统安装止回阀时，选择使用的是旋启式止回阀，在停用的时候，射水泵时止回阀阀瓣卡涩关闭不严谨，造成水倒流，影响到了阀门的可靠性。
1.3工作人员在选择产品的时候没有经过详细的检查，选择了不适合的材料，这同样也给阀门的可靠性带来了影响。
1.3.1原先循环水系统的止回阀阀门选择的材料是灰铸铁管材，但是它的抗拉强度和塑性以及韧性疲劳强度都比球墨铸铁低，所以现在运用的也很少了。
1.3.2像一些重要部位的隔离门阀杆轴套，在选择材料时，并没有选择合适的材料。
1.4阀门动作失灵
在启停机组的时候，很多重要的阀门在关的时候关不了，开的时候开不了，并且重要的电动阀门在关键的时候不能关闭，因此，为了能够增加阀门的可靠性，就必须要对以上出现的问题及时采取相关措施，全方面的提升阀门的可靠性和安全性。
二、提高阀门控制的可靠性措施
2.1定期进行阀门解体检查
在对阀门进行检修等一系列措施时，要制定出详细的方案规划。相关人员要对阀门的定期维护和保养以及维修等都要做好记录。并需要完全了解检修的日期以及项目。在机组运行的时候也要定期活动阀门，减少卡涩的现象，经过实践经验发现，只有做好阀门的定期检查和维护保养工作，才能给阀门的可靠性带来重要保障。
2.2选用制造精良的阀门
相关人员在更换阀门时，选择的阀门要保证质量，并且厂家的阀门必须要具备一系列国家规定的质量保证证明，在说明书里要详细的说明阀门的规格、型号、制造标准等等严格要求的说明事项，并且还要将相关的注意事项明确说明清楚，除此之外，还要有安装的一系列流程，以上这些，都是制造阀门厂家不可缺少的硬性要求，由相关人员选择的阀门必须要具备这些要求，才能开始投入使用，保证阀门在后期应用的可靠性。
三、阀门控制种类
阀门的控制可采用多种传动方式，如手动、电动、液动、气动、涡轮、电磁动、电磁液动、电液动、气液动、正齿轮、伞齿轮驱动等；可以在压力、温度或其它形式传感信号的作用下，按预定的要求动作，或者不依赖传感信号而进行简单的开启或关闭，阀门依靠驱动或自动机构使启闭件作升降、滑移、旋摆或回转运动，从而改变其流道面积的大小以实现其控制功能。
四、实例改进分析
某生产工况的空气管路中有一用于分离压缩空气中的油污和水分的设备，经此设备分离出的油污和水分积留多了，需要有一个阀门排放出油污和水分；若用手动控制该阀门的排放，会费人工费精力；若不进行排放，会导致压缩空气中油污和水分被分离的效果不好，本应被净化后方可使用的纯净压缩空气中夹杂着油污和水分，这样必然影响整个生产工况的工作性能，并且直接导致该阀门在冬季被冷空气冻结，给防寒防冻增加负担。
在不能大规模改造原有设备、不能投人过多成本、不能带来新的安全隐患的前提下，若能利用现有条件对阀门进行改造，使得阀门不需要手动控制排放，而是能够实现自动控制排放，必将大大提高生产效率。
五、在改进中存在的问题
5.1分析考虑阀门内部环境
该阀门的内部环境中有压缩空气和压缩空气中夹杂的油污和水分，如果将油污和水分分离出来待排放，该阀门内部环境中依然只包括相对纯净的压缩空气和被分离出来的油污和水分而已，没有其他可以利用并便于得到的资源。
5.2分析考虑阀门外部资源
阀门所处外部环境有来自大自然的能源，如风能、太阳能和光能等，也有其他可用能源，如电能；如果考虑采用风能、太阳能和光能等能源来解决该阀门的开关控制问题，目前的技术条件很难实现，即便是实现了，也会产生很多技术费用的支出，另外可能必须对整个系统做大规模的技术改造方可实现。如果采用电能来实现对于阀门开关的控制，除了要对整个系统的电气回路做部分重新设计之外，还要对阀门本身做相应的改造，或者要加装其他的零部件来帮助电能控制该阀门的开关，与其这样，还不如重新设计一个阀门，如果新阀门能够实现由自身来控制自身的开关，相对来说，比电能控制其开关更加科学合理。
六、在改进中采取的措施
针对上述问题，本人设计了一个自动排放阀，如图1所示，包括阀体、阀芯、弹簧，阀体的上部设有阀体人口，阀体入口与容纳压缩空气的容器下部相连，阀体的下部设有阀体出口，用于排放油污和水分等杂质，阀体人口与阀体出口上下相通，阀芯设置在阀体内部，阀芯的下部与弹簧的一端固定相连，弹簧的另一端与阀体下部固定相连，阀体的上部与容纳压缩空气的容器下部密封相连，安装完成后，阀芯会受到来自其下侧弹簧的向上的推力。
弹簧给阀芯的推力要大于阀芯的重力、阀芯与阀体间摩擦力和阀芯上部污水重力这三者的总和，使得阀门上侧没有气压或气压很小时，阀芯可以在弹簧力作用下向上移动；但弹簧给阀芯的向上的推力不能过大，尤其是不能大于系统正常工作时阀门上侧的气压，否则阀芯可能一直位于最上位置，即处于阀体中部空腔的最上侧台阶处而致油污和水分无法排出。当阀门及其周围系统不工作，即阀门上侧的容器内无压力时，阀芯在弹簧力作用下位于最上端位置，阀芯与阀体中部空腔的最上侧台阶处相接触，此时不排污。
当阀门及其周围系统工作，即阀门上侧的容器内有压力时，阀芯在气压作用下位于最下端位置，即阀芯处于图1中的位置，此时阀门关闭不排污；当阀门及其周围系统停止工作时，即阀门上侧的容器内的压力逐渐卸掉的过程中，阀芯在弹簧力作用下由下向上运动，即阀芯处于图2中的位置，此过程中阀门打开实现排污。
图1系统工作有压力时 图2系统停止工作时
结束语
经过对于不同工况的详细计算，生产出不同型号的自动控制阀门，将各种型号的该阀门用于实践后，大大减少了阀门的手动控制所带来的不便和负面影响，也杜绝了原阀门因没有得到及时排放而造成的压缩空气不够纯净的问题和冬季阀门冻结的问题，大大地提高了生产效率和整个系统的自动化控制程度，受到了生产现场技术人员的一致好评。
参考文献：
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论文作者:张群杰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
标签：阀门论文; 阀体论文; 油污论文; 可靠性论文; 水分论文; 弹簧论文; 系统论文; 《基层建设》2019年第1期论文;