閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)介紹
閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，也叫電裝，由專用電機(jī)、蝸輪蝸桿、行程和力矩檢測(cè)機(jī)構(gòu)及控制部分等組成的驅(qū)動(dòng)裝置。電裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)因安全性高、可靠性高、可大規(guī)模集成控制，廣泛應(yīng)用于石油、化工、水電、冶金、造船、輕工和食品等行業(yè)的自動(dòng)控制的閥門系統(tǒng)中。
電裝的結(jié)構(gòu)類型可分為一體式和分體式兩種。閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)介紹一體式電裝是所有控制電裝運(yùn)行的控制器件均安裝在電裝內(nèi)部，與電裝成一整體。一體式電裝又分為普通型和智能型。國(guó)內(nèi)電動(dòng)裝置生產(chǎn)廠家均能生產(chǎn)制造。分體式電裝是所有控制電裝運(yùn)行的控制器件均安裝在另設(shè)的電控柜內(nèi)。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家均能提供分體式電裝。進(jìn)口電裝除ROTOCK、AUMA、EMG可提供分體式外，其余只提供一體式電裝。
電裝根據(jù)工作方式分為開(kāi)關(guān)型和調(diào)節(jié)型。開(kāi)關(guān)型主要指電裝的電機(jī)啟動(dòng)次數(shù)一般<600次/min。開(kāi)關(guān)型電裝只適用于一次性的將閥門開(kāi)啟或關(guān)閉。調(diào)節(jié)型主要指電裝的換向較頻繁，電機(jī)啟動(dòng)次數(shù)一般達(dá)到1200次/min。調(diào)節(jié)型電裝能接受4~20mA模擬信號(hào)和反饋閥位的4~20mA模擬信號(hào)，滿足閉環(huán)控制的需要。
用于蝶閥、球閥等90度開(kāi)關(guān)閥門的電裝叫部分回轉(zhuǎn)電裝，用于截止閥、閘閥這樣需要旋轉(zhuǎn)多圈電裝成為多回轉(zhuǎn)電裝，此類型電裝與閥門之間要有二級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
電裝的工作環(huán)境分為隔爆型和普通型。隔爆型是指在易燃易爆的環(huán)境中，要求電裝具有防爆功能。普通型是指除易燃易爆環(huán)境以外的任何環(huán)境中。
電裝種類如此繁多，究竟該如何科學(xué)合理選用電裝呢，所選電裝必須滿足工況條件、閥門開(kāi)關(guān)力矩、時(shí)間(轉(zhuǎn)速)及控制的要求。
電裝的電機(jī)是密閉在電裝內(nèi)部，其散熱性能較差，如果電裝在超出適應(yīng)的環(huán)境溫度范圍使用，會(huì)直接影響到電裝的絕緣性能、輸出力矩和使用壽命。因此在高溫環(huán)境下一定要注意電裝所適用的溫度范圍。
電裝的防護(hù)等級(jí)是衡量其防護(hù)灰塵和水的程度，用IP+兩位數(shù)字表示(表2)，數(shù)字表征防塵等級(jí)，第二位數(shù)字表征防水等級(jí)。戶內(nèi)一般環(huán)境選擇IP54或IP55，戶外一般環(huán)境選擇IP55或IP65。如果工況中灰塵較大且灰塵顆粒較小，可能從各個(gè)方向?qū)﹄娧b有淋水的可能，應(yīng)選擇防護(hù)等級(jí)較高的IP65或IP67。如果電裝可能被水浸沒(méi)，就應(yīng)選擇防護(hù)等級(jí)更高的如IP67或IP68。IP68防護(hù)等級(jí)是指在水下3m處，能浸沒(méi)72h不進(jìn)水。
控制形式主要是指電裝是一體式還是分體式。根據(jù)最近幾年有些工程對(duì)電裝的使用情況來(lái)看，一般都使用智能一體式。智能電裝具有液晶面板顯示與設(shè)定功能(免開(kāi)蓋調(diào)試)、電子位置傳感器和力矩傳感器、閥位反饋(4~20mA模擬信號(hào))、自動(dòng)相序校正、瞬時(shí)反轉(zhuǎn)保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、數(shù)據(jù)記錄、自動(dòng)診斷和支持現(xiàn)場(chǎng)總線通訊(可選)等功能。
不同工況對(duì)電裝的控制形式要求也不一樣。從價(jià)格方面考慮，在常規(guī)工況或?qū)﹄娧b要求不高的場(chǎng)合，一般不選用智能一體式電裝。在高溫或高寒工況，因一體式電裝內(nèi)部的控制電路板的性能受溫度的影響較大，一般也不選用智能一體式。
電裝力矩是重要參數(shù)之一，選型前必須先計(jì)算出閥門開(kāi)關(guān)過(guò)程中所需的力矩，再計(jì)算所需電裝的輸出力矩。閥門電裝的力矩選擇要以電裝廠家提供的額定輸出力矩為準(zhǔn)。在進(jìn)行閥門的力矩計(jì)算及復(fù)核時(shí)，力矩的余量不要太大。因?yàn)殡娧b有力矩保護(hù)功能，如果閥門的開(kāi)關(guān)力矩余量太大，所選電裝的輸出力矩會(huì)選的較大，當(dāng)閥門在開(kāi)關(guān)過(guò)程中遇到卡阻，在電裝的力矩保護(hù)開(kāi)關(guān)還未動(dòng)作之前，可能會(huì)對(duì)閥門的薄弱部分造成損壞。
控制要求
控制要求是用戶監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)閥門電裝的要求，如電裝是調(diào)節(jié)型還是開(kāi)關(guān)型。一般調(diào)節(jié)型電裝的電機(jī)可頻繁啟動(dòng)，可達(dá)到1200次/h，能接受和反饋4~20mA模擬信號(hào)，閉環(huán)控制，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門的開(kāi)度，以適應(yīng)工況的要求。開(kāi)關(guān)型電裝僅控制閥門開(kāi)或關(guān)，電機(jī)不能頻繁啟動(dòng)，電機(jī)連續(xù)工作時(shí)間一般為10min，有的為15min。另外還有其他要求，如需反饋至中控室的閥門狀態(tài)(全開(kāi)、全關(guān)的接點(diǎn)數(shù)量、類型和容量等)及電裝的控制方式等。
正確科學(xué)合理地選擇電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，保證閥門使用的可靠性、安全性和耐久性，應(yīng)該根據(jù)介質(zhì)、壓力、環(huán)境溫度、防護(hù)等級(jí)、性價(jià)比綜合考慮。
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