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電動閥門工作原理
[ 2015-07-22 ]
閥門電動執行機構的工作原理
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，用以調節和準確控制閥門的啟閉位置。轉矩限制機構，用以調節轉矩（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行器
1、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，通常為90度就實現閥門的啟閉過程控制。此類電動執行器根據安裝接口方式的不同又分為直連式、底座曲柄式兩種。 A）直連式：是指電動執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啟閉過程控制。 3、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行器的控制模式
1、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，不然經常會發生在現場安裝時與控制系統沖突等不匹配現像。
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柜形式進行配套。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。
B）一體化結構（通常稱為整體型）：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，容易診斷并排除故障。但傳統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行器。 2、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。
A）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。
B）工作形式（電開型、電關型）調節型電動執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為普通型、戶外型、隔爆型、戶外隔爆型等。
四、執行機構的扭矩
根據閥門所需的扭力確定電動執行器的輸出扭力閥門啟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，做為執行器廠家只對執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、裝配工藝有所區別，所以不同廠家生產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產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啟閉閥門，因此電動執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。
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，用以調節和準確控制閥門的啟閉位置。轉矩限制機構，用以調節轉矩（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行器
1、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，通常為90度就實現閥門的啟閉過程控制。此類電動執行器根據安裝接口方式的不同又分為直連式、底座曲柄式兩種。 A）直連式：是指電動執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啟閉過程控制。 3、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行器的控制模式
1、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，不然經常會發生在現場安裝時與控制系統沖突等不匹配現像。
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柜形式進行配套。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。
B）一體化結構（通常稱為整體型）：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，容易診斷并排除故障。但傳統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行器。 2、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。
A）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。
B）工作形式（電開型、電關型）調節型電動執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為普通型、戶外型、隔爆型、戶外隔爆型等。
四、執行機構的扭矩
根據閥門所需的扭力確定電動執行器的輸出扭力閥門啟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，做為執行器廠家只對執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、裝配工藝有所區別，所以不同廠家生產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產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啟閉閥門，因此電動執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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