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閥門電動(dòng)裝置的選型和技巧

[ 2015-11-05 ]
行業(yè)閥門電動(dòng)裝置有著重要的作用。電動(dòng)閥門比氣動(dòng)、液動(dòng)閥門使用更為普遍,因此在采購(gòu)閥門電動(dòng)裝置的時(shí)候,對(duì)閥門電動(dòng)裝置進(jìn)行合理的選型使電動(dòng)執(zhí)行裝置具有更高的可靠性和安全性。
 
電動(dòng)裝置與閥門配套后都可以稱之為電動(dòng)閥門。但是電動(dòng)裝置的類型和功能很多,在設(shè)計(jì)、選型的過程中只重視閥門的參數(shù),而忽略或沒有明確電動(dòng)裝置的相關(guān)要求,這樣不僅使電動(dòng)閥門不能發(fā)揮最佳的性能,而且在安裝、調(diào)試、使用的過程中也會(huì)帶來(lái)不必要的麻煩。
 
閥門電動(dòng)裝置選型要點(diǎn):
 
一、根據(jù)閥門類型選擇電動(dòng)裝置:閥門種類繁多,各種閥門的工作原理也不一樣,按照閥門類型概括一下幾種電動(dòng)裝置:
1、角行程電動(dòng)裝置(轉(zhuǎn)角<360度);電動(dòng)裝置輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)小于一周,即小于360度,通常為90度就實(shí)現(xiàn)閥門的啟閉過程控制。此類電動(dòng)裝置根據(jù)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(dòng)裝置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。此類電動(dòng)裝置適用于蝶閥、球閥、旋塞閥等。
2、多回轉(zhuǎn)電動(dòng)裝置(轉(zhuǎn)角>360度);此類電動(dòng)裝置適用于閘閥、截止閥等。
3、直行程電動(dòng)裝置(直線運(yùn)動(dòng));此類電動(dòng)裝置適用于單座調(diào)節(jié)閥、雙座調(diào)節(jié)閥等。
 
二、根據(jù)閥門電動(dòng)裝置的生產(chǎn)工藝控制要求選擇電動(dòng)裝置:電動(dòng)裝置的控制模式一般分為開關(guān)型(開環(huán)控制)和調(diào)節(jié)型(閉環(huán)控制)兩大類。
1、開關(guān)型(開環(huán)控制)--開關(guān)型電動(dòng)裝置一般實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門的開或關(guān)控制,閥門要么處于全開位置,要么處于全關(guān)位置,此類閥門不需對(duì)介質(zhì)流量進(jìn)行精確控制。特別值得一提的是開關(guān)型電動(dòng)裝置因結(jié)構(gòu)形式的不同還可分為分體結(jié)構(gòu)和一體化結(jié)構(gòu)。選型時(shí)必需對(duì)此做出說(shuō)明,不然經(jīng)常會(huì)發(fā)生在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)與控制系統(tǒng)沖突等不匹配現(xiàn)像。
-a)分體結(jié)構(gòu)(通常稱為普通型):控制單元與電動(dòng)裝置分離,電動(dòng)裝置不能單獨(dú)實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門的控制,必需外加控制單元才能實(shí)現(xiàn)控制,一般外部采用控制器或控制柜形式進(jìn)行配套。此結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是不便于系統(tǒng)整體安裝,液位變送器增加接線及安裝費(fèi)用,且容易出現(xiàn)故障,當(dāng)故障發(fā)生時(shí)不便于診斷和維修,性價(jià)比不理想。
-b)一體化結(jié)構(gòu)(通常稱為整體型):控制單元與電動(dòng)裝置封裝成一體,無(wú)需外配控制單元即可現(xiàn)實(shí)就地操作,遠(yuǎn)程只需輸出相關(guān)控制信息就可對(duì)其進(jìn)行操作。此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是方便系統(tǒng)整體安裝,減少接線及安裝費(fèi)用,容易診斷并排除故障。但傳統(tǒng)的一體化結(jié)構(gòu)產(chǎn)品也有很多不完善的地方,所以產(chǎn)生了智能電動(dòng)裝置,關(guān)于智能電動(dòng)裝置后面將再做說(shuō)明。
2、調(diào)節(jié)型(閉環(huán)控制)--調(diào)節(jié)型電動(dòng)裝置不僅具有開關(guān)型一體化結(jié)構(gòu)而精確調(diào)節(jié)介質(zhì)流量。因的功能,它還能對(duì)閥門進(jìn)行精確控制,從篇幅有限其工作原理在此不作詳細(xì)說(shuō)明。下面就調(diào)節(jié)型電動(dòng)裝置選型時(shí)需注明的參數(shù)做簡(jiǎn)要說(shuō)明。
-a)控制信號(hào)類型(電流、電壓);調(diào)節(jié)型電動(dòng)裝置控制信號(hào)一般有電流信號(hào)(4~20mA、0~10mA)或電壓信號(hào)(0~5V、1~5V),選型時(shí)需明確其控制信號(hào)類型及參數(shù)。
-b)工作形式(電開型、電關(guān)型);調(diào)節(jié)型電動(dòng)裝置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(hào)對(duì)應(yīng)的是閥關(guān),20mA對(duì)應(yīng)的是閥開),另一種為電關(guān)型(以4-20mA的控制為例,電開型是指4mA信號(hào)對(duì)應(yīng)的是閥開,20mA對(duì)應(yīng)的是閥關(guān)).一般情況下選型需明確工作形式,很多產(chǎn)品在出廠后并不能進(jìn)行修改,奧美閥控生產(chǎn)的智能型電動(dòng)裝置可以通過現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定隨時(shí)修改。
-c)失信號(hào)保;失信號(hào)保護(hù)是指因線路等故障造成控制信號(hào)丟失時(shí),電動(dòng)裝置將控制閥門啟閉到設(shè)定的保護(hù)值,常見的保護(hù)值為全開、全關(guān)、保持原位三種情況,且出廠后不易修改。奧美閥控生產(chǎn)的智能電動(dòng)裝置可以通過現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定進(jìn)行靈活修改,并可設(shè)定任意位置(0~100%)為保護(hù)值。
 
三、根據(jù)閥門操作力矩選擇閥門電動(dòng)裝置: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(chǎn)的同規(guī)格閥門所需扭力也有所區(qū)別,即使是同個(gè)閥門廠家生產(chǎn)的同規(guī)格閥門扭力也有所差別,當(dāng)選型時(shí)執(zhí)行器的扭力選擇太小就會(huì)造成無(wú)法正常啟閉閥門,因此電動(dòng)裝置必需選擇一個(gè)合理的扭力范圍。電動(dòng)裝置輸出力矩應(yīng)為閥門操作最大力矩的1.2~1.5倍。
 
四、根據(jù)電動(dòng)裝置確定電氣參數(shù):因不同執(zhí)行器廠家的電氣參數(shù)有所差別,所以設(shè)計(jì)選型時(shí)一般都需確定其電氣參數(shù),主要有電機(jī)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(jié)果控制系統(tǒng)與電動(dòng)裝置參數(shù)不匹配造成工作時(shí)空開跳閘、保險(xiǎn)絲熔斷、熱過載繼電器保護(hù)起跳等故障現(xiàn)像。
 
五、注意事項(xiàng):
1、操作推力閥門電動(dòng)裝置的主機(jī)結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)換為輸出推力。
2、輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)閥門電動(dòng)裝置輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的多少與閥門的公稱通徑、閥桿螺距、螺紋頭數(shù)有關(guān),要按M=H/ZS計(jì)算(M為電動(dòng)裝置應(yīng)滿足的總轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù),H為閥門開啟高度,S為閥桿傳動(dòng)螺紋螺距,Z為閥桿螺紋頭數(shù))。
3、閥桿直徑對(duì)多回轉(zhuǎn)類明桿閥門,如果電動(dòng)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(dòng)閥門。因此,電動(dòng)裝置空心輸出軸的內(nèi)徑必須大于明桿閥門的閥桿外徑。對(duì)部分回轉(zhuǎn)閥門以及多回轉(zhuǎn)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(shí)亦應(yīng)充分考慮閥桿直徑與鍵槽的尺寸,使組裝后能正常工作。
4、輸出轉(zhuǎn)速閥門的啟閉速度若過快,易產(chǎn)生水擊現(xiàn)象。因此,應(yīng)根據(jù)不同使用條件,選擇恰當(dāng)?shù)膯㈤]速度。
5、閥門電動(dòng)裝置有其特殊要求,即必須能夠限定轉(zhuǎn)矩或軸向力。通常閥門電動(dòng)裝置采用限制轉(zhuǎn)矩的連軸器。當(dāng)電動(dòng)裝置規(guī)格確定之后,其控制轉(zhuǎn)矩也就確定了。一般在預(yù)先確定的時(shí)間內(nèi)運(yùn)行,電機(jī)不會(huì)超負(fù)荷。但如出現(xiàn)下列情況便可能導(dǎo)致超負(fù)荷:一是電源電壓低,得不到所需的轉(zhuǎn)矩,使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng);二是錯(cuò)誤地調(diào)定轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu),使其大于停止的轉(zhuǎn)矩,造成連續(xù)產(chǎn)生過大轉(zhuǎn)矩,使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng);三是斷續(xù)使用,產(chǎn)生的熱量積蓄,超過了電機(jī)的允許溫升值;四是因某種原因轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu)電路發(fā)生故障,使轉(zhuǎn)矩過大;五是使用環(huán)境溫度過高,相對(duì)使電機(jī)熱容量下降。
 
  過去對(duì)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)的辦法是使用熔斷器、過流繼電器、熱繼電器、恒溫器等,但這些辦法各有利弊。對(duì)電動(dòng)裝置這種變負(fù)荷設(shè)備,絕對(duì)可靠的保護(hù)辦法是沒有的。因此,必須采取各種組合方式,歸納起來(lái)有兩種:一是對(duì)電機(jī)輸入電流的增減進(jìn)行判斷;二是對(duì)電機(jī)本身發(fā)熱情況進(jìn)行判斷。這兩種方式,無(wú)論那種都要考慮電機(jī)熱容量給定的時(shí)間余量。
  通常,過負(fù)荷的基本保護(hù)方法是:
   1.對(duì)電機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)或點(diǎn)動(dòng)操作的過負(fù)荷保護(hù),采用恒溫器;
   2.對(duì)電機(jī)堵轉(zhuǎn)的保護(hù),采用熱繼電器;
   3.對(duì)短路事故,采用熔斷器或過流繼電器.
 
閥門電動(dòng)裝置是實(shí)現(xiàn)閥門程控、自控和遙控不可缺少的設(shè)備,其運(yùn)動(dòng)過程可由行程、轉(zhuǎn)矩或軸向推力的大小來(lái)控制。正確選擇閥門電動(dòng)裝置,對(duì)防止出現(xiàn)超負(fù)荷現(xiàn)象(工作轉(zhuǎn)矩高于控制轉(zhuǎn)矩)至關(guān)重要。
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