上海滬工閥門廠(集團)有限公司

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滬工閥門

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閥門電動裝置(electric actuator)用電力驅動啓閉或調節閥門的裝置。

閥門電動裝置是實現閥門程控、自控和遙控不可缺少的驅動設備,其運動過程可由行程、轉矩或軸向推力的大小來控制。閥門電動裝置的工作特性和利用率取決于閥門的種類、裝置工作規範及閥門在管線或設備上的位置。

電動裝置一般由下列部分組成

  • 專用電動機,特點是過載能力強﹑起動轉矩大﹑轉動慣量小,短時﹑斷續工作
  • 減速機構,用以減低電動機的輸出轉速
  • 行程控制機構,用以調節和准確控制閥門的啓閉位置
  • 轉矩限制機構,用以調節轉矩(或推力)並使之不超過預定值
  • 手動﹑電動切換機構,進行手動或電動操作的聯鎖機構
  • 開度指示器,用以顯示閥門在啓閉過程中所處的位置

根據閥門類型選擇電動執行器

角行程電動執行器(轉角 < 360 度)――適用于蝶閥球閥旋塞閥等。

電動執行器輸出軸的轉動小于一周,即小于 360 度,通常爲 90 度就實現閥門的啓閉過程控制。此類電動執行器根據安裝接口方式的不同又分爲直連式、底座曲柄式兩種。

  • 直連式:是指電動執行器輸出軸與閥杆直連安裝的形式
  • 底座曲柄式:是指輸出軸通過曲柄與閥杆連接的形式

多回轉電動執行器(轉角 > 360 度)――適用于閘閥截止閥等。

電動執行器輸出軸的轉動大于一周,即大于 360 度,一般需多圈才能實現閥門的啓閉過程控制。

直行程(直線運動)――適用于單座調節閥、雙座調節閥等。

電動執行器輸出軸的運動爲直線運動式,不是轉動形式。

根據生産工藝控制要求確定電動執行器的控制模式

電動執行器的控制模式
開關型
(開環控制)
開關型電動執行器一般實現對閥門的開或關控制,閥門要麽處于全開位置,要麽處于全關位置,此類閥門不需對介質流量進行精確控制。特別值得一提的是開關型電動執行器因結構形式的不同還可分爲分體結構和一體化結構。選型時必需對此做出說明,不然經常會發生在現場安裝時與控制系統沖突等不匹配現像
一、分體結構(通常稱爲普通型):控制單元與電動執行器分離,電動執行器不能單獨實現對閥門的控制,必需外加控制單元才能實現控制,一般外部采用控制器或控制櫃形式進行配套。此結構的缺點是不便于系統整體安裝,增加接線及安裝費用,且容易出現故障,當故障發生時不便于診斷和維修,性價比不理想
二、一體化結構(通常稱爲整體型):控制單元與電動執行器封裝成一體,無需外配控制單元即可現實就地操作,遠程只需輸出相關控制信息就可對其進行操作。此結構的優點是方便系統整體安裝,減少接線及安裝費用,容易診斷並排除故障。但傳統的一體化結構産品也有很多不完善的地方,所以産生了智能電動執行器
調節型
(閉環控制)
調節型電動執行器不僅具有開關型一體化結構的功能,還能對閥門進行精確控制,調節介質流量
一、控制信號類型(電流、電壓)。調節型電動執行器控制信號一般有電流信號(4~20mA、0~10mA)或電壓信號(0~5V、1~5V),選型時需明確其控制信號類型及參數
二、工作形式(電開型、電關型)。調節型電動執行器工作方式一般爲電開型(以4~20mA 的控制爲例,電開型是指 4mA 信號對應的是閥關,20mA 對應的是閥開),另一種爲電關型(以 4~20mA 的控制爲例,電開型是指 4mA 信號對應的是閥開,20mA 對應的是閥關)
三、失信號保護。失信號保護是指因線路等故障造成控制信號丟失時,電動執行器將控制閥門啓閉到設定的保護值,常見的保護值爲全開、全關、保持原位三種情況

根據使用環境和防爆等級分類的電動裝置

根據使用環境和防爆等級要求,閥門的電動裝置可分爲普通型、戶外型、隔爆型、戶外隔爆型等

根據閥門所需的扭力確定電動執行器的輸出扭力

閥門啓閉所需的扭力決定著電動執行器選擇多大的輸出扭力,一般由使用者提出或閥門廠家自行選配,做爲執行器廠家只對執行器的輸出扭力負責,閥門正常啓閉所需的扭力由閥門口徑大小、工作壓力等因素決定,但因閥門廠家加工精度、裝配工藝有所區別,所以不同廠家生産的同規格閥門所需扭力也有所區別,即使是同個閥門廠家生産的同規格閥門扭力也有所差別,當選型時執行器的扭力選擇太小就會造成無法正常啓閉閥門,因此電動執行器必需選擇一個合理的扭力範圍。

正確選擇閥門電動裝置的依據

操作力矩:

操作力矩是選擇閥門電動裝置的最主要參數,電動裝置輸出力矩應爲閥門操作最大力矩的 1.2~1.5 倍。

操作推力:

閥門電動裝置的主機結構有兩種:一種是不配置推力盤,直接輸出力矩;另一種是配置推力盤,輸出力矩通過推力盤中的閥杆螺母轉換爲輸出推力。

輸出軸轉動圈數:

閥門電動裝置輸出軸轉動圈數的多少與閥門的公稱通徑、閥杆螺距、螺紋頭數有關,要按 M=H/ZS 計算(M 爲電動裝置應滿足的總轉動圈數,H 爲閥門開啓高度,S 爲閥杆傳動螺紋螺距,Z 爲閥杆螺紋頭數)。

閥杆直徑:

對多回轉類明杆閥門,如果電動裝置允許通過的最大閥杆直徑不能通過所配閥門的閥杆,便不能組裝成電動閥門。因此,電動裝置空心輸出軸的內徑必須大于明杆閥門的閥杆外徑。對部分回轉閥門以及多回轉閥門中的暗杆閥門,雖不用考慮閥杆直徑的通過問題,但在選配時亦應充分考慮閥杆直徑與鍵槽的尺寸,使組裝後能正常工作。

輸出轉速:

閥門的啓閉速度若過快,易産生水擊現象。因此,應根據不同使用條件,選擇恰當的啓閉速度。


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