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正确选择阀门电动装置的依据是什么?

   阀门电动装置是实现阀门程控、自控和遥控不可缺少的驱动设备,其运动过程可由行程、转矩或轴向推力的大小来控制。由于阀门电动装置的工作特性和利用率取决于阀门的种类、装置工作规范及阀门在管线或设备上的位置。
  电动装置一般由下列部分组成:
  专用电动机,特点是过载能力强﹑起动转矩大﹑转动惯量小,短时﹑断续工作。  阀门电动装置减速机构,用以减低电动机的输出转速。
  行程控制机构,用以调节和准确控制阀门的启闭位置。
  转矩限制机构,用以调节转矩(或推力)并使之不超过预定值。
  手动﹑电动切换机构,进行手动或电动操作的联锁机构。
  开度指示器,用以显示阀门在启闭过程中所处的位置。
  一、根据阀门类型选择电动执行器
  1。角行程电动执行器(转角《360度)适用于蝶阀、球阀、旋塞阀等。
  电动执行器输出轴的转动小于一周,即小于360度,通常为90度就实现阀门的启闭过程控制。此类电动执行器根据安装接口方式的不同又分为直连式、底座曲柄式两种。
  A)直连式:是指电动执行器输出轴与阀杆直连安装的形式。
  B)底座曲柄式:是指输出轴通过曲柄与阀杆连接的形式。
  2。多回转电动执行器(转角》360度)适用于闸阀、截止阀等。电动执行器输出轴的转动大于一周,即大于360度,一般需多圈才能实现阀门的启闭过程控制。
  3。直行程(直线运动)适用于单座调节阀、双座调节阀等。电动执行器输出轴的运动为直线运动式,不是转动形式。
  二、根据生产工艺控制要求确定电动执行器的控制模式
  1。开关型(开环控制)开关型电动执行器一般实现对阀门的开或关控制,阀门要么处于全开位置,要么处于全关位置,此类阀门不需对介质流量进行精确控制。
  特别值得一提的是开关型电动执行器因结构形式的不同还可分为分体结构和一体化结构。选型时必需对此做出说明,不然经常会发生在现场安装时与控制系统冲突等不匹配现像。
  A)分体结构(通常称为普通型):控制单元与电动执行器分离,电动执行器不能单独实现对阀门的控制,必需外加控制单元才能实现控制,一般外部采用控制器或控制柜形式进行配套。此结构的缺点是不便于系统整体安装,增加接线及安装费用,且容易出现故障,当故障发生时不便于诊断和维修,性价比不理想。
  B)一体化结构(通常称为整体型):控制单元与电动执行器封装成一体,无需外配控制单元即可现实就地操作,远程只需输出相关控制信息就可对其进行操作。此结构的优点是方便系统整体安装,减少接线及安装费用,容易诊断并排除故障。但传统的一体化结构产品也有很多不完善的地方,所以产生了智能电动执行器。
  2。调节型(闭环控制)调节型电动执行器不仅具有开关型一体化结构的功能,还能对阀门进行精确控制,调节介质流量。
  A)控制信号类型(电流、电压)调节型电动执行器控制信号一般有电流信号(4~20MA、0~10MA)或电压信号(0~5V、1~5V),选型时需明确其控制信号类型及参数。
  B)工作形式(电开型、电关型)调节型电动执行器工作方式一般为电开型(以4~20MA的控制为例,电开型是指4MA信号对应的是阀关,20MA对应的是阀开),另一种为电关型(以4-20MA的控制为例,电开型是指4MA信号对应的是阀开,20MA对应的是阀关)。
  C)失信号保护失信号保护是指因线路等故障造成控制信号丢失时,电动执行器将控制阀门启闭到设定的保护值,常见的保护值为全开、全关、保持原位三种情况。
  三、根据使用环境和防爆等级分类的电动装置根据使用环境和防爆等级要求,阀门的电动装置可分为普通型、户外型、隔爆型、户外隔爆型等。
  四、根据阀门所需的扭力确定电动执行器的输出扭力阀门启闭所需的扭力决定着电动执行器选择多大的输出扭力,一般由使用者提出或阀门厂家自行选配,做为执行器厂家只对执行器的输出扭力负责,阀门正常启闭所需的扭力由阀门口径大小、工作压力等因素决定,但因阀门厂家加工精度、装配工艺有所区别,所以不同厂家生产的同规格阀门所需扭力也有所区别,即使是同个阀门厂家生产的同规格阀门扭力也有所差别,当选型时执行器的扭力选择太小就会造成无法正常启闭阀门,因此电动执行器必需选择一个合理的扭力范围。
  五、正确选择阀门电动装置的依据:操作力矩:操作力矩是选择阀门电动装置的最主要参数,电动装置输出力矩应为阀门操作最大力矩的1.2~1.5倍。操作推力:阀门电动装置的主机结构有两种:一种是不配置推力盘,直接输出力矩;另一种是配置推力盘,输出力矩通过推力盘中的阀杆螺母转换为输出推力。输出轴转动圈数:阀门电动装置输出轴转动圈数的多少与阀门的公称通径、阀杆螺距、螺纹头数有关,要按M=H/ZS计算(M为电动装置应满足的总转动圈数,H为阀门开启高度,S为阀杆传动螺纹螺距,Z为阀杆螺纹头数)。阀杆直径:对多回转类明杆阀门,如果电动装置允许通过的最大阀杆直径不能通过所配阀门的阀杆,便不能组装成电动阀门。因此,电动装置空心输出轴的内径必须大于明杆阀门的阀杆外径。对部分回转阀门以及多回转阀门中的暗杆阀门,虽不用考虑阀杆直径的通过问题,但在选配时亦应充分考虑阀杆直径与键槽的尺寸,使组装后能正常工作。输出转速:阀门的启闭速度若过快,易产生水击现象。因此,应根据不同使用条件,选择恰当的启闭速度。

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一、操作力矩操作力矩是选择阀门电动装置的最主要参数。电动装置的输出力矩应大于阀门操作过程中所需的最大力矩,一般前者应等于后者的1.2-1.5倍。因此,准确地掌握阀门所需的力矩是选择阀门电动装置的关键。然而,由于实际情况的复杂性,计算所得到的阀门力矩,误差往往都比较大;采用试验方法实测阀门的最大操作力矩时,又受到试验系统条件和设备的限制,也受到阀门本身结构形式多样性的限制,很难取得典型的数据。
  从目前情况来看,可以采用计算或实测的方法取得近似结果,然后,在选用电动装置时留有适当的裕度。
  以下定性地介绍各类阀门的操作力矩。
  (一)闸阀的操作特性楔式闸阀操作力矩特性:当阀门的开度在10%以上时,阀门的轴向力,即阀门的操作力矩的变化不大。当阀门的开度低于10%时,由于流体的节流,使闸阀的前后压差增大。
  这个压差作用在闸板上,使阀杆需要较大的轴向力才能带动闸板,所以在此范围内,阀门操作力矩的变化比较大。图中,实线表示刚性闸板闸阀操作力矩特性;虚线表示弹性闸板的闸阀操作力矩特性。从曲线看出,弹性闸板的闸阀,在接近关闭时所需的操作力矩比刚性闸板的要大些。
  闸板关闭时,由于密封面的密封方式不同,会产生不同的情况。对于自动密封闸阀(包括平板闸阀),在阀关闭时,闸板的密封面恰好对正阀座密封面,即是阀门的全关位置。但此位R>  1、高压、大压差——产生严重的冲蚀或汽蚀,影响密封寿命。
  2、高温、大温差——严重的热胀冷缩改变了在常温下装配的配合性质,造成泄漏,严重时堵卡,使动作困难,甚至被“卡死”。
  3、不干净介质——造成严重的冲蚀、堵卡,芯座划伤,影响动作和密封。
  4、腐蚀介质——使接触材质造成腐蚀破坏。
  5、Ⅵ级硬密封切断——尤其是大压差切断,芯、座必须关得紧,在打开的瞬间,密封面产生摩擦而被拉伤。
  综上所述:在上面提到的产生严重的汽蚀、冲蚀、腐蚀、膨胀收缩、堵卡、划伤等恶劣工作环境下,Ⅵ级硬密封切断更是难上加难,成为国内调节阀几十年来未攻破的顽症。
  二、传统密封结构可靠性分析
  1)软密封对软密封材质软——易密封,因材质软可靠性极差。
  2)软密封对不锈钢——比(1)略好,但密封仍不可靠。
  3)不锈钢对不锈钢——比(2)略好,但不锈钢硬度仍很低(HRC20~25),密封仍不可靠。
  4)多层密封阀座——不锈钢薄板与软材料重叠使用,密封的可靠性与上述(2)(3)差不多,但耐温性能有所提高。
  5)堆焊耐磨合金——通常堆焊STELLITE合金,是目前最佳的密封材料。但它硬度仍不高(HRC40~45),仍不适应复杂工况的苛刻条件。
  6)陶瓷密封——硬度极高,缺乏韧性,易脆裂,甚至未用先裂。

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