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    閥門電動執(zhí)行機構選型要點

    2017-10-16 08:51:05

    對于閥門執(zhí)行機構*廣泛的定義是:一種能提供直線或旋轉運動的驅動裝置,它利用某種驅動能源并在某種控制信號作用下工作。執(zhí)行機構使用液體、氣體、電力或其它能源并通過電機、氣缸或其它裝置將其轉化成驅動作用。
    基本的執(zhí)行機構用于把閥門驅動至全開或全關的位置。用與控制閥的執(zhí)行機構能夠精確的使閥門走到任何位置。盡管大部分執(zhí)行機構都是用于開關閥門,但是如今的執(zhí)行機構的設計遠遠超出了簡單的開關功能,它們包含了位置感應裝置,力矩感應裝置,電極保護裝置,邏輯控制裝置,數字通訊模塊及PID控制模塊等,而這些裝置全部安裝在一個緊湊的外殼內。


    1.根據閥門類型選擇電動執(zhí)行器
    閥門的種類相當多,工作原理也不太一樣,一般以轉動閥板角度、升降閥板等方式來實現啟閉控制,當與電動執(zhí)行器配套時首先應根據閥門的類型選擇電動執(zhí)行器。


    1.1.角行程電動執(zhí)行器(轉角


    1.2.多回轉電動執(zhí)行器(轉角>360度)
    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。此類電動執(zhí)行器適用于閘閥、截止閥等。


    1.3.直行程(直線運動)
    電動執(zhí)行器輸出軸的運動為直線運動式,不是轉動形式。此類電動執(zhí)行器適用于單座調節(jié)閥、雙座調節(jié)閥等。


    2.根據生產工藝控制要求確定電動執(zhí)行器的控制模式
    電動執(zhí)行器的控制模式一般分為開關型(開環(huán)控制)和調節(jié)型(閉環(huán)控制)兩大類。


    2.1.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(zhí)行器,關于智能電動執(zhí)行器后面將再做說明。


    2.2.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,它還能對閥門進行精確控制,從而精確調節(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,且出廠后不易修改。


    3.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。


    4.根據所選電動執(zhí)行器確定電氣參數
    因不同執(zhí)行器廠家的電氣參數有所差別,所以設計選型時一般都需確定其電氣參數,主要有電機功率、額定電流、二次控制回路電壓等。往往在這方面的疏忽,結果控制系統與電動執(zhí)行器參數不匹配造成工作時空開跳閘、保險絲熔斷、熱過載繼電器保護起跳等故障現像。


    5、根據使用場合選擇外殼防護等級、防爆等級
    5.1.外殼防護等級
    外殼防護等級是指電動執(zhí)行器的殼體防外物、防水等級,以字母IP后加兩位數表示,*位由1~6表示防外物等級,第二位由1~8表示防水等級。
    5.2.防爆等級
    在可能出現爆炸性氣體、蒸汽、液體、可燃性粉塵等而引起火災或爆炸危險的場所時,必需對電動執(zhí)行器提出防爆要求,根據不同的應用區(qū)域選擇防爆形式和類別。防爆等級可通過防爆標志EX及防爆內容來表示(參考《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設備》GB3836-2000)。防爆標志內容包括:防爆型式+設備類別+(氣體組別)+溫度組別。

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    王世杰
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