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【学术前沿】智能物联控制阀门的特点和材料选择

来源：世展网分类：泵阀门行业资讯 2023-10-27 17:03 阅读：6150

2025年上海国际泵阀展览会FLOWTECH CHINA

2025-06-04-06-06

展会结束

收录于话题

#科学 #技术 #工艺 #论文 #学术

出品 |《阀门》期刊

作者 | 康赛特自动化集团有限公司：王永兵，周晓朋，曹德胜

概述 ●

随着我国智能控制阀门的不断发展，污水处理行业、市政楼宇消防系统、天然气、石油化工等行业对自动化控制阀门有更多更高的要求，如要求阀门具有检测并采集压力、流量、温度等相关数据的能力，并且可以对这些数据进行处理，再发出指令，对阀门进行启闭或者调节；有的还要求阀门能够通过5G或者北斗系统与控制云相联，让控制云也能及时了解每台阀门的运行情况，并能通过手机APP或者PC软件了解管道的运行状况。

方案设计 ●2.1 智能物联控制阀门的定义智能物联控制阀门上设置有压力变送器、流量计、温度变送器，可以对管道内的流体压力、流量、温度等数据进行采集。阀门上也设置有智能处理器，能根据用户的目标值做出计算，再发出指令，对阀门进行启闭或者调节开度，以达到切断、开启、调节管道内介质的目的，从而保障管道的安全运行。同时智能处理器能通过5G或者北斗系统与控制云相联，使控制云能及时了解每台阀门的数据，形成数据库，让控制云也能及时了解每台阀门的运行情况，这种智能化的阀门称为智能物联控制阀门。2.2 结构组成智能物联控制阀门主要由阀门、压力变送器、流量计、温度变送器、电动执行器、智能处理器、云端服务器、终端设备等组成，如图1所示。

1.阀体 2.阀座 3.球体 4.阀盖 5.压力变送器 6.流量计 7.温度变送器 8.智能处理器 9.电动执行器 10.阀杆图1 智能物联控制阀门结构组成

阀体与阀盖用螺柱螺母连接，阀体内设有球体，球体设计成V型内孔，可调节介质流量，也可设计成全通孔内孔，用于启闭本系统。两只阀座设置在阀体内，阀座紧贴球体表面，当球体全关时，球体与阀座密封，能使系统关闭。阀盖上设置有压力变送器、流量计、温度变送器3个监测装置，能全天候监测系统内介质的流量、温度、压力，也能检测出瞬时流量和累计流量，能监控系统内介质的流量、温度、压力是否有异常，可在智能处理器上设置流量、温度、压力的正常范围和目标值，压力变送器、流量计、温度变送器能分别传输讯号至智能处理器，智能处理器能接收讯号并计算，在数据超出设定的范围时，智能处理器对电动执行器发出指令，驱动阀杆，阀杆再传动球体。球体可调节系统内的流量，通过启闭球体，可以及时关闭和切断、调节管道系统内的介质。2.3 工作原理智能物联控制阀门可通过现场屏幕设定压力、流量、温度的目标值，也可通过远程终端控制阀门，其工作原理为：压力变送器、流量计、温度变送器采集相应的数据，通过RS485通讯协议反馈至智能处理器，智能处理器会根据预先设定的目标值进行计算，如果压力、流量、温度超出相应的目标值，智能处理器对电动执行器发出指令，电动执行器控制阀门的开度或者切断阀门，这样就能控制管道内的流体流量，也能监测液体介质压力和温度的异常，达到切断、开启、调节管道内介质的目的，保障管道的安全运行。同时智能处理器具有定位功能，能将阀门的阀位信息、压力、流量、温度数据传送至云端服务器，此服务器可被设备终端访问，实现手机APP或者PC软件远程控制智能处理器，并且云端服务器具备人工智能，能够进行大数据分析与决策，实现管道上各个智能物联控制阀门的互联。数据传输及控制流程如图2所示。

图2 数据传输及控制流程

2.4 阀门材料的选择（1）液体、气体介质，如水、天然气等，温度-29~150 ℃，选用软密封阀门。阀体选用奥氏体不锈钢，如ASTM A351 CF8、CF8M、CF3、CF3M等；球体和阀杆选用ASTM A182 F304、F316、F316、F316L等；阀座选用PTFE、RPTFE、PPL、PEEK等。（2）高温介质，如蒸气、高温油等，温度-29~300 ℃，阀体选用奥氏体不锈钢，如ASTM A351 CF8、CF8M、CF3、CF3M等，选用硬密封阀门；球体选用ASTM A182 F304、F316、F316、F316L等，加表面硬化处理；超音速喷涂WC、CrC、STL等，热喷涂Ni60等；阀座选用ASTM A182 F304、F316、F316、F316L等，加表面硬化处理；超音速喷涂WC、CrC、STL等；热喷涂Ni55等；阀杆选用高强度材料ASTM A564 630、A182 FXM-19、A638 660等。

智能物联控制阀门的特点 ●（1）创新地将阀门、压力变送器、流量计、温度变送器、电动执行器、智能处理器集成为一体，能全天候监测系统内介质的流量、温度、压力，也能检测出瞬时流量和累计流量，能监控系统内介质的流量、温度、压力是否有异常，可在智能处理器上设置流量、温度、压力的正常范围和目标值，在超出设定的范围时，压力变送器、流量计、温度变送器能分别传输讯号至智能处理器，智能处理器根据用户的目标值做出计算，再发出指令，对阀门进行启闭或者调节开度，以达到切断、开启、调节管道内介质的目的，从而保障管道的安全运行。（2）采用5G及北斗系统进行定位和无线连接，5G模块的低延时能够确保数据较快地反馈给用户，北斗定位的精确性也能有利于工作人员找到并及时维修出有问题的设备。（3）控制云服务器，进行大数据分析及自主决策，能够分析出管道状态及流体状态，可提前预知问题所在，及时处理，避免不必要的人身安全问题及经济损失。（4）智能处理器，能够与控制云端联接，能够通过人机交互接口独立控制，其内部设有安全保护门限，在超出目标值的情况下，不经过云端也能自行启闭阀门，保护现场设备。（5）移动端APP及PC软件，可供用户远程访问和控制，实时查看设备状态及设备位置。

*本文节选自《阀门 · 学术版》2023年第4期，文章内容不代表《阀门》立场，如有不同观点，可以留言讨论，友好交流，共同进步。

END

《阀门》期刊是由沈阳阀门研究所主办的机械仪表类核心期刊，自1972年创刊以来，一直在积极参与和推动中国阀门行业的进步与发展，助力中国的阀门事业走向更广阔的国际舞台。欢迎业内人士订阅。

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