為了選擇正確的閥門并有效地使用它們，有很多知識要知道。顧問Greg McMillan在國際自動化協會（ISA）的網絡研討會上分享了他在50多年的行業經驗中積累的一些深厚知識。以下是他的一些見解。觀看（并研究）網絡研討會以了解更多信息。

麥克米蘭（McMillan）首先提出了一些需要特別護理的建議。摩擦和反沖是造成許多問題的原因，但是供應商通常不提供有關它們的數據，或者如果有可用數據，則最終用戶常常會誤解。

例如，通常根據填料松散的閥門在室溫下所需的力來指定執行機構。在實際應用中，填料可能會更緊，產生更高的摩擦力。更高的工作溫度也可能會增加對執行器的需求。結果，致動器通常尺寸過小。

此外，麥克米倫說，閥門的測試數據看起來不錯，但如果測試僅顯示在40％或更大位置時的性能，則可能會漏掉更接近關閉位置時經常出現的問題。同樣，針對較大步驟執行的響應時間測試可能會掩蓋以1％或更少的較小步驟發生的問題。

通常不會測量重要的機械特性，例如軸纏繞和間隙，因此供應商不會將其提供給最終用戶。

閥門/執行器特性

分辨率是控制閥閥桿位置的最小變化。這限制了控制系統將閥門精確定位在所需位置的能力。如果調節增量太大以至于流量在太高和太低之間交替變化，則較低分辨率的閥門/執行器會持續圍繞所需設置振蕩。盡管它是設計穩定控制系統的重要因素，但某些用戶并沒有完全理解分辨率的概念。

靜摩擦是“粘滯”和“摩擦”的組合。在閥門中，尤其是在其關閉位置或接近其關閉位置時，執行機構會施加一個用于增加運動的控制信號，該力需要克服靜摩擦才能使閥門響應。

氣門間隙是閥門和其他機械設備的特征，因為配合零件之間存在間隙。當方向發生反轉時，直到所有間隙都消除后才發生運動。

麥克米蘭（McMillan）說：“每當我們改變方向時，由于反彈而需要經過一個死區。” 他說，它通常在關閉位置附近最高，特別是對于旋轉閥。“除非您另外指定，否則供應商將不會在關閉頭寸附近給您帶來僵局和解決方案。”

用于旋轉閥的活塞致動器將線性運動轉換為旋轉運動以致動閥。設計中固有的是許多具有間隙的機械連接（銷接頭，齒條和小齒輪或狹槽），與諸如隔膜執行器的連接較少的設計相比，其產生更大的反沖力。

所有位置的反沖死區和打開時的靜滯

死區有時會與磁滯現象混淆，磁滯現象是由相同信號導致的閥門位置不同的現象，具體取決于閥門是打開還是關閉。McMillan說，在控制閥中，這比死區要小得多。他說，在某些地方，磁滯是一個重要的考慮因素，但在閥門中卻不是，因為磁滯通常低于0.1％。

為工作選擇最佳閥門和執行器

與旋轉閥相比，滑桿（球形）閥通常具有最小的反沖和靜摩擦，并提供更大的節流范圍。但是，它們可能不適用于會增加摩擦力的粘性液體或處理泥漿。而且，它們的大尺寸可能很昂貴。

膜片執行器具有許多優點。與活塞致動器的1％相比，它們通常具有較小的反沖并且通常具有0.1％的分辨率。為了獲得更大的推力，現在可以使用高壓膜片執行器，它們可以在高達90 psig（621 kpa）的壓力下工作；對于傳統的膜片執行器，最大氣壓為30 psig（207 kpa）。

甲花鍵，短軸連接到旋轉閥提供了相當少的飽和和/或齒隙比其他選項更精確的響應。

設計用于控制閥的分段V型缺口球閥具有比其他旋轉閥更低的扭矩要求（和摩擦力），并在低流量時改善了流量特性。使用花鍵軸連接可減少間隙。

但是，任何一種V型缺口球閥都不一定是正確的選擇。麥克米蘭（McMillan）曾經回憶起曾建議將這種類型的閥門用于控制應用。后來，他收到某人的電子郵件，稱他的V型缺口球閥工作不正常。他的閥幾乎沒有流量，直到將其打開15％，然后流量突然上升。從那以后，麥克米倫說，他要特別注意，用戶必須了解所考慮的閥門的設計目的：節流或開/關（隔離）。

McMillan提供了有關閥和執行器選擇的指南。

• 對順序和安全儀表系統使用開/關和隔離閥，對回路使用帶有智能定位器的低靜摩擦和低反沖節流閥。許多回路需要兩種類型的閥。

• 如果尺寸和工藝條件允許，請優先使用帶有隔膜執行器和超低摩擦（ULF）填料的滑動閥桿（球形）閥。

• 確保閥降至少為最大系統降的25％

• 確保執行器的尺寸適合最大扭矩和推力的150％。

為了獲得有效控制系統設計所需的所有信息，麥克米蘭建議在控制閥規格上增加一些要求，包括

• 最小流量位置的分辨率和死區小于0.2％至0.5％

• 閥桿位置反饋（回讀錯誤）小于設備分辨率

• 小步長（分辨率+ 0.1％）86％響應時間：1到5秒（86％響應時間是閥門達到其最終響應的86％的時間。）

• 大步長（例如20％）86％響應時間：1到20秒

• 最小流量閥位置大于5％

請參閱完整的網絡研討會，以更詳細地討論閥門的其他方面及其使用，包括更改各種控制參數對流量響應的影響。