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電動閥門工作原理

[ 2015-07-22 ]
閥門電動執(zhí)行機構的工作原理    　

　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。由于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(guī)范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(xù)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(jié)和準確控制閥門的啟閉位置。轉矩限制機構，用以調節(jié)轉矩（或推力）并使之不超過預定值。手動﹑電動切換機構，進行手動或電動操作的聯鎖機構。度指示器，用以顯示閥門在啟閉過程中所處的位置。    

　　一、根據閥門類型選擇電動執(zhí)行器    　

　1、角行程電動執(zhí)行器（轉角《360度）適用于蝶閥、球閥、旋塞閥等。電動執(zhí)行器輸出軸的轉動小于一周，即小于360度，通常為90度就實現閥門的啟閉過程控制。此類電動執(zhí)行器根據安裝接口方式的不同又分為直連式、底座曲柄式兩種。    　　A）直連式：是指電動執(zhí)行器輸出軸與閥桿直連安裝的形式。    　　B）底座曲柄式：是指輸出軸通過曲柄與閥桿連接的形式。    

　　2、多回轉電動執(zhí)行器（轉角》360度）適用于閘閥、截止閥等。電動執(zhí)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啟閉過程控制。    　　3、直行程（直線運動）適用于單座調節(jié)閥、雙座調節(jié)閥等。電動執(zhí)行器輸出軸的運動為直線運動式，不是轉動形式。    　　

二、根據生產工藝控制要求確定電動執(zhí)行器的控制模式    

　　1、開關型（開環(huán)控制）開關型電動執(zhí)行器一般實現對閥門的開或關控制，閥門要么處于全開位置，要么處于全關位置，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(zhí)行器因結構形式的不同還可分為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(fā)生在現場安裝時與控制系統(tǒng)沖突等不匹配現像。    　

　A）分體結構（通常稱為普通型）：控制單元與電動執(zhí)行器分離，電動執(zhí)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柜形式進行配套。此結構的缺點是不便于系統(tǒng)整體安裝，增加接線及安裝費用，且容易出現故障，當故障發(fā)生時不便于診斷和維修，性價比不理想。    　

　B）一體化結構（通常稱為整體型）：控制單元與電動執(zhí)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(yōu)點是方便系統(tǒng)整體安裝，減少接線及安裝費用，容易診斷并排除故障。但傳統(tǒng)的一體化結構產品也有很多不完善的地方，所以產生了智能電動執(zhí)行器。    　　2、調節(jié)型（閉環(huán)控制）調節(jié)型電動執(zhí)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(jié)介質流量。    　

　A）控制信號類型（電流、電壓）調節(jié)型電動執(zhí)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。

  B）工作形式（電開型、電關型）調節(jié)型電動執(zhí)行器工作方式一般為電開型（以4～20MA的控制為例，電開型是指4MA信號對應的是閥關，20MA對應的是閥開），另一種為電關型（以4－20MA的控制為例，電開型是指4MA信號對應的是閥開，20MA對應的是閥關）。    　　C）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(zhí)行器將控制閥門啟閉到設定的保護值，常見的保護值為全開、全關、保持原位三種情況。    　

三、防爆型    　　

根據使用環(huán)境和防爆等級分類的電動裝置根據使用環(huán)境和防爆等級要求，閥門的電動裝置可分為普通型、戶外型、隔爆型、戶外隔爆型等。    　　

四、執(zhí)行機構的扭矩    　

　根據閥門所需的扭力確定電動執(zhí)行器的輸出扭力閥門啟閉所需的扭力決定著電動執(zhí)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，做為執(zhí)行器廠家只對執(zhí)行器的輸出扭力負責，閥門正常啟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(qū)別，所以不同廠家生產的同規(guī)格閥門所需扭力也有所區(qū)別，即使是同個閥門廠家生產的同規(guī)格閥門扭力也有所差別，當選型時執(zhí)行器的扭力選擇太小就會造成無法正常啟閉閥門，因此電動執(zhí)行器必需選擇一個合理的扭力范圍。    　

五、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為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桿螺母轉換為輸出推力。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、閥桿螺距、螺紋頭數有關，要按M＝H／ZS計算（M為電動裝置應滿足的總轉動圈數，H為閥門開啟高度，S為閥桿傳動螺紋螺距，Z為閥桿螺紋頭數）。閥桿直徑：對多回轉類明桿閥門，如果電動裝置允許通過的最大閥桿直徑不能通過所配閥門的閥桿，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桿閥門的閥桿外徑。對部分回轉閥門以及多回轉閥門中的暗桿閥門，雖不用考慮閥桿直徑的通過問題，但在選配時亦應充分考慮閥桿直徑與鍵槽的尺寸，使組裝后能正常工作。輸出轉速：閥門的啟閉速度若過快，易產生水擊現象。因此，應根據不同使用條件，選擇恰當的啟閉速度。
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