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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 如何選用閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu) [打印本頁]

作者: 山間明月 時間: 2008-8-27 16:08
標(biāo)題: 如何選用閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)
對于執(zhí)行機(jī)構(gòu)最廣泛的定義是：一種能提供直線或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的驅(qū)動裝置,，它利用某種驅(qū)動能源并在某種控制信號作用下工作,。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用液體、氣體、電力或其它能源并通過電機(jī),、氣缸或其它裝置將其轉(zhuǎn)化成驅(qū)動作用�,；镜膱�(zhí)行機(jī)構(gòu)用于把閥門驅(qū)動至全開或全關(guān)的位置,。用與控制閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠精確的使閥門走到任何位置。盡管大部分執(zhí)行機(jī)構(gòu)都是用于開關(guān)閥門,，但是如今的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了簡單的開關(guān)功能,，它們包含了位置感應(yīng)裝置，力矩感應(yīng)裝置,，電極保護(hù)裝置,，邏輯控制裝置，數(shù)字通訊模塊及PID控制模塊等,，而這些裝置全部安裝在一個緊湊的外殼內(nèi),。
目前共有四種類型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它們能夠使用不同的驅(qū)動能源,，能夠操作各種類型的閥門,。
1.電動多回轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)
電力驅(qū)動的多回轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)是最常用、最可靠的執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型之一,。使用單相或三相電動機(jī)驅(qū)動齒輪或蝸輪蝸桿最后驅(qū)動閥桿螺母,，閥桿螺母使閥桿產(chǎn)生運(yùn)動使閥門打開或關(guān)閉。
多回轉(zhuǎn)式電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以快速驅(qū)動大尺寸閥門,。為了保護(hù)閥門不受損壞,，安裝在在閥門行程的終點(diǎn)的限位開關(guān)會切斷電機(jī)電源，同時當(dāng)安全力矩被超過時,，力矩感應(yīng)裝置也會切斷電機(jī)電源,，位置開關(guān)用于指示閥門的開關(guān)狀態(tài)，安裝離合器裝置的手輪機(jī)構(gòu)可在電源故障時手動操作閥門,。
這種類型執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是所有部件都安裝在一個殼體內(nèi),，在這個防水,、防塵、防爆的外殼內(nèi)集成了所有基本及先進(jìn)的功能,。主要缺點(diǎn)是,，當(dāng)電源故障時，閥門只能保持在原位,，只有使用備用電源系統(tǒng),，閥門才能實(shí)現(xiàn)故障安全位置（故障開或故障關(guān)）
2.電動單回轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)
這種執(zhí)行機(jī)構(gòu)類似于電動多回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主要差別是執(zhí)行機(jī)構(gòu)最終輸出的是1/4轉(zhuǎn)即90度的運(yùn)動,。新一代電動單回轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)合了大部分多回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的復(fù)雜功能,，例如：使用非侵入式用戶友好的操作界面實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)定與診斷功能。
單回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊可以安裝到小尺寸閥門上,，通常輸出力矩可達(dá)800公斤/米,，另外所需電源較小，它們可以安裝電池來實(shí)現(xiàn)故障安全操作,。
3.流體驅(qū)動多回轉(zhuǎn)式或直線輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)
這種類型執(zhí)行機(jī)構(gòu)經(jīng)常用于操作直通閥（截止閥）和閘閥,，它們使用氣動或液動操作方式。結(jié)構(gòu)簡單,，工作可靠,，很容易實(shí)現(xiàn)故障安全操作模式。
通常情況下人們使用電動多回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來驅(qū)動閘閥和截止閥,，只有在無電源時才考慮使用液動或氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu),。
4.流體驅(qū)動單回轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)
氣動、液動單回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)非常通用,，它們不需要電源并且結(jié)構(gòu)簡單,，性能可靠。它們應(yīng)用的領(lǐng)域非常廣泛,。通常輸出從幾公斤/米到幾萬公斤/米,。它們使用氣缸及傳動裝置將直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直角輸出，傳動裝置通常有：撥叉,、齒輪齒條,、杠桿。齒輪齒條在全行程范圍內(nèi)輸出相同力矩,，它們非常適用于小尺寸閥門,，撥叉具有較高效率，在行程起點(diǎn)具有高力矩輸出非常適合于大口徑閥門,。氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般安裝電磁閥,、定位器或位置開關(guān)等附件來實(shí)現(xiàn)對閥門的控制和監(jiān)測。這種類型執(zhí)行機(jī)構(gòu)很容易實(shí)現(xiàn)故障安全操作模式
選擇一臺合適的閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型和規(guī)格時必須考慮下列要素：
1.驅(qū)動能源
最常用的驅(qū)動能源是電源或流體源，如果選擇電源為驅(qū)動能源,，對于大尺寸閥門一般選用三相電源,，對于小尺寸閥門可選用單相電源。一般電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)可有多種電源類型供選擇,。有時也可選直流供電,，此時可通過安裝電池實(shí)現(xiàn)電源故障安全操作。流體源種類很多,，首先可以是不同的介質(zhì)如：壓縮空氣,、氮?dú)狻⑻烊粴�,、液壓流體等,，其次它們可以具備各種壓力，第三,執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有各種尺寸以提供各種輸出力力矩,。
2.閥門類型
當(dāng)選擇閥門用執(zhí)行機(jī)構(gòu)時,，必須要知道閥門的種類，這樣才可以選擇正確的執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型,。有些閥門需要多回轉(zhuǎn)驅(qū)動，有些需要單回轉(zhuǎn)驅(qū)動,，有些需要往復(fù)式驅(qū)動,，它們影響了執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型的選擇。通常多回轉(zhuǎn)的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)比電動多回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)價(jià)格要貴,，但是往復(fù)式直行程輸出的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)價(jià)格比電動多回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)便宜,。
3.力矩大小
對于90度回轉(zhuǎn)的閥門如：球閥、碟閥,、旋塞閥,，最好通過閥門廠商獲得相應(yīng)閥門力矩大小，大部分閥門廠商是通過測試閥門在額定壓力下閥門所需的操作力矩,，他們將這一力矩提供給客戶,。對于多回轉(zhuǎn)的閥門情況有所不同，這些閥門可分為：往復(fù)式（提升式）運(yùn)動-閥桿不旋轉(zhuǎn),、往復(fù)式運(yùn)動-閥桿旋轉(zhuǎn),、非往復(fù)式-閥桿旋轉(zhuǎn)，必須測量閥桿的直徑,，閥桿連接螺紋尺寸以決定執(zhí)行機(jī)構(gòu)規(guī)格,。
4.執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型
一旦執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型和閥門所需驅(qū)動力矩確定了，就可以使用執(zhí)行機(jī)構(gòu)廠商提供的數(shù)據(jù)表或選型軟件進(jìn)行選型,。有時還需考慮閥門操作的速度和頻率,。
流體驅(qū)動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)可調(diào)節(jié)行程速度，但是三相電源的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)只有固定的行程時間。部分小規(guī)格的直流電動單回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可調(diào)節(jié)行程速度,。
5．開關(guān)控制
自動控制閥最大的好處是可以遠(yuǎn)距離的操作閥門,，這就意味著操作人員可以坐在控制室控制生產(chǎn)過程而不需要親臨現(xiàn)場去人工操作閥門的開和關(guān)。人們只需鋪設(shè)一些管線連接控制室和執(zhí)行機(jī)構(gòu),，驅(qū)動能源通過管線直接激勵電動或氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu),，通常用的4-20mA信號來反饋閥門的位置。
6.連續(xù)控制
如果執(zhí)行機(jī)構(gòu)被要求用于控制過程系統(tǒng)的液位,、流量或壓力等參數(shù),，這是要求執(zhí)行機(jī)構(gòu)頻繁動作的工作，可以用4-20mA信號作為控制信號,，然而這個信號可能會和過程一樣頻繁的改變,。如果需要非常高頻率動作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，只有選擇特殊的能頻繁啟停的調(diào)節(jié)型執(zhí)行機(jī)構(gòu),。當(dāng)一個過程中需要多臺執(zhí)行機(jī)構(gòu)時,，可以通過使用數(shù)字通訊系統(tǒng)將各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接起來，這樣可大大降低安裝費(fèi)用,。數(shù)字通訊回路可以快速高效的傳遞指令和收集信息,。目前有多種通訊方式如：FOUNDATIONFIELDBUS、PROFIBUS,、DEVICENET,、HART和專為閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的PAKSCAN等。數(shù)字通訊系統(tǒng)不單單可以降低投資費(fèi)用,，它們還可以收集大量閥門信息,，這些信息對于閥門的預(yù)測性維護(hù)程序非常有價(jià)值。

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