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正確選擇閥門執行器

更新時間:2016-12-29點擊次數:2024

執行器用與控制閥的執行機構能夠的使閥門走到任何位置。盡管大部分執行機構都是用于開關閥門,但是如今的執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。

因為越來越多的工廠采用了自動化控制,人工操作被機械或自動化設備所替代,人們要求執行機構能夠起到控制系統與閥門機械運動之間的界面作用,更要求執行機構增強工作安全性能和環境保護性能。在一些危險性的場合,自動化的執行機構裝置能減少人員的傷害。某些特殊閥門要求在特殊情況下緊急打開或關閉,閥門執行機構能阻止危險進一步擴散同時將工廠損失減至zui少。對一些高壓大口徑的閥門,所需的執行機構輸出力矩非常大,這時所需執行機構必須提高機械效率并使用高輸出的電機,這樣平穩的操作大口徑閥門。對于一些小扭矩的閥門,精小型的電動閥門也應用而生,相比普通性具有重量輕,結構緊湊,功能齊全等優點。

選擇一臺合適的閥門執行機構類型和規格時必須考慮下列要素:

驅動能源

zui常用的驅動能源是電源或流體源,如果選擇電源為驅動能源,對于大尺寸閥門一般選用三相電源,對于小尺寸閥門可選用單相電源。一般電動執行機構可有多種電源類型供選擇。有時也可選直流供電,此時可通過安裝電池實現電源故障安全操作。流體源種類很多,首先可以是不同的介質如:壓縮空氣、氮氣、天然氣、液壓流體等,其次它們可以具備各種壓力,第三執行機構具有各種尺寸以提供輸出力活力矩。
閥門類型
當選擇閥門用執行機構時,必須要知道閥門的種類,這樣才可以選擇正確的執行機構類型。有些閥門需要多回轉驅動,有些需要單回轉驅動,有些需要往復式驅動,它們影響了執行機構類型的選擇。通常多回轉的氣動執行機構比電動多回轉執行機構價格要貴,但是往復式直行程輸出的氣動執行機構價格比電動多回轉執行機構便宜。

力矩大小
對于90度回轉的閥門如:球閥、碟閥、旋塞閥,通過閥門廠商獲得相應閥門力矩大小,大部分閥門廠商是通過測試閥門在額定壓力下閥門所需的操作力矩,他們將這一力矩提供給客戶。對于多回轉的閥門情況有所不同,這些閥門可分為:往復式(提升式)運動-閥桿不旋轉、往復式運動-閥桿旋轉、非往復式-閥桿旋轉,必須測量閥桿的直徑,閥桿連接螺紋尺寸已決定執行機構規格。

執行機構選型
一但執行機構類型和閥門所需驅動力矩確定了,就可以使用執行機構廠商提供的數據表或選型軟件進行選型。有時還需考慮閥門操作的速度和頻率。
流體驅動的執行機構可調節行程速度,但是三相電源的電動執行機構只有固定的行程時間。
部分小規格的直流電動單回轉執行機構可調節行程速度。


應用領域
電動執行器主要應用以下三大領域
1、 發電廠
典型應用有:
①火電行業應用
送風機風門擋板 一次進風風門擋板 空氣預熱風門擋板 煙氣再循環 旁路風門擋板 二次進風風門擋板 主風箱風門擋板 燃燒器調節桿 燃燒器搖擺驅動器 液壓推桿驅動器 葉輪機調速煙氣調節閥 蒸氣調節閥 球閥和蝶閥控制 滑動門 閘門
②其它電力行業的閥門執行器應用
球閥 除塵控制噴水葉輪機轉速控制 控制大型液壓閥 燃氣控制閥 燃燒器點火啟動蒸氣控制閥 冷凝水再循環, 脫氧機,鍋爐給水,過熱控制器,再加熱恒溫控制器,及其它相關閥門應用


2、 過程控制
用于化工、石化、模具、食品、醫藥、包裝等行業的生產過程控制,按照既定的邏輯指令或電腦程序對閥門、刀具、管道、擋板、滑槽、平臺等進行的定位、起停、開合、回轉,利用系統檢測出的溫度、壓力、流量、尺寸、輻射、亮度、色度、粗糙度、密度等實時參數對系統進行調整,從而實現間歇、連續和循環的加工過程的控制。

 

3、 工業自動化
用于較為廣泛的航空、航天、軍工、機械、冶金、開采、交通、建材等方面,對各類自動化設備和系統的運動點(運動部件)進行各種形式的調節和控制。
過程控制和工業自動化方面的主要應用舉例如下:
① 在硫礦生產中的應用
注水流量控制球閥和碟閥控制
②碳酸鉀管道閥門執行器的應用
滑動門分流器 閘門球閥和蝶閥 球型控制閥
③水處理閥門執行器的應用
液流流量控制調壓閥壓力控制 酸溶液流量控制
④石灰石/水泥廠閥門執行器的應用
球或蝶閥控制 處理干水泥,石膏,或液體 送風和引風機 調節型風門擋板 旁路風門擋板 環境污染控制和除塵裝置滑動門 對在料斗和儲藏庫的原材料進行物流控制 閘門 控制原材料在進料口的流量 燃氣控制閥 調節轉爐上燃燒器進氣量 蒸氣控制閥 控制生產過程所需的蒸氣
⑤在谷物加工廠執行器的應用
閘門 分流閥 分配器 物料卸貨器/加熱器 除塵隔離擋板 氣流控制(物流干燥) 球閥和蝶閥控制
⑥鋼廠風門擋板和閥門執行器的應用
球或蝶閥控制 控制冷卻水,廢水,或其它冷卻介質 調節型風門擋板 送風和引風機旁路風門擋板 閘門 環境污染控制和除塵裝置 滑動門 控制原材料在進料口的流量對在料斗和儲藏庫的原材料進行物流控制 燃氣控制閥 蒸氣控制閥 調節轉爐上燃燒器進氣量控制生產過程所需的蒸氣
⑦鋁廠風門擋板和閥門執行器的應用
送風機風門擋板 一次進風風門擋板 空氣預熱風門擋板 煙氣再循環 旁路風門擋板 二次進風風門擋板 主風箱風門擋板 燃燒器調節桿 燃燒器搖擺驅動器 液壓推桿驅動器 葉輪機調速 煙氣調節閥 蒸氣調節閥 球閥和蝶閥控制 滑動門 閘門
⑧過程控制擋板的應用
空氣補充 排風機旁路 熱/冷風混和 應急關斷
⑨在石油工業中的應用
注油工藝流量控制 氣舉管路主閥門壓力控制 注水工藝流量控制 油井油質采樣試驗 / 生產用閥門
⑩在天然氣生產和輸送工業的應用
氣舉氣流流量控制 氣管路主閥門壓力控制 壓縮機喘振控制 天然氣壓力控制 天然氣管路主閥門壓力控制 應急關斷 天然氣調壓器控制 壓力控制 壓縮機喘振控制 流量控制
氣動、電動、液動執行器的對比


調節閥所用執行器不外乎氣動、電動、液動(電液動)這三種,其使用性能各有優劣,下面分述之。
1、氣動執行機構:現今大多數工控場合所用執行器都是氣動執行機構,因為用氣源做動力,相較之下,比電動和液動要經濟實惠,且結構簡單,易于掌握和維護。由維護觀點來看,氣動執行機構比其它類型的執行機構易于操作和校定,在現場也可以很容易實現正反左右的互換。它zui大的優點是安全,當使用定位器時,對于易燃易爆環境是理想的,而電訊號如果不是防爆的或本質安全的則有潛在的因打火而引發火災的危險。所以現在電動調節閥應用范圍越來越廣。但是在化工領域上,氣動調節閥還是占據著的市場優勢。
氣動執行機構的主要缺點就是:響應較慢,控制精度欠佳,抗偏離能力較差,這是因為氣體的可壓縮性,尤其是使用大的氣動執行機構時,空氣填滿氣缸和排空需要時間。但這應該不成問題,因為許多工況中不要求高度的控制精度和極快速的響應以及抗偏離能力。


2、電動執行機構:電動執行機構主要應用于動力廠或核動力廠,因為在高壓水系統需要一個平滑、穩定和緩慢的過程。電動執行機構的主要優點就是高度的穩定和用戶可應用的恒定的推力,zui大執行器產生的推力可高達225000kgf,能達到這么大推力的只有液動執行器,但液動執行器造價要比電動高很多。電動執行器的抗偏離能力是很好的,輸出的推力或力矩基本上是恒定的,可以很好的克服介質的不平衡力,達到對工藝參數的準確控制,所以控制精度比氣動執行器要高。如果配用伺服放大器,可以很容易地實現正反作用的互換,也可以輕松設定斷信號閥位狀態(保持/全開/全關),而故障時,一定停留在原位,這是氣動執行器所作不到,氣動執行器必須借助于一套組合保護系統來實現保位。
電動執行機構的缺點主要有:結構較復雜,更容易發生故障,且由于它的復雜性,對現場維護人員的技術要求就相對要高一些;電機運行要產生熱,如果調節太頻繁,容易造成電機過熱,產生熱保護,同時也會加大對減速齒輪的磨損;另外就是運行較慢,從調節器輸出一個信號,到調節閥響應而運動到那個相應的位置,需要較長的時間,這是它不如氣動、液動執行器的地方。


3、液動執行機構:當需要異常的抗偏離能力和高的推力以及快的形成速度時,我們往往選用液動或電液執行機構。因為液體的不可壓縮性,采用液動執行器的優點就是較優的抗偏離能力,這對于調節工況是很重要的,因為當調節元件接近閥座時節流工況是不穩定的,越是壓差大,這種情況越厲害。另外,液動執行機構運行起來非常平穩,響應快,所以能實現高精度的控制。電液動執行機構是將電機、油泵、電液伺服閥集成于一體,只要接入電源和控制信號即可工作,而液動執行器和氣缸相近,只是比氣缸能耐更高的壓力,它的工作需要外部的液壓系統,工廠中需要配備液壓站和輸油管路,相比之下,還是電液執行器更方便一些。

 

優勢
執行器企業通過應用CRM系統,能夠建立起完善、、靈活、集成的營銷信息化平臺,實現了下列目標,并且幫助了企業在激烈的市場競爭中取得優勢:
>1、 全面有效的管理客戶信息資源與市場競爭信息;
>2、 全程掌握銷售中機會線索、采購、銷售、合同、費用、服務、關懷等每個細節;
>3、 多角度的客戶、銷售、應收帳款分析為決策提供了依據;
>4、 全新的服務關懷管理思想貫穿售前、售中、售后;
>5、 全員實現協同辦公、信息發布共享、文檔集中管理
>6、客戶關系管理系統能夠使銷售人員方便快捷的管理客戶,詳細記錄客戶信息,免去每天查找傳統的記事本時的麻煩;系統每天會提醒銷售人員去做今天應該去做的事情;同時可以方便的確定客戶類型,便于對重要客戶的跟蹤工作,提高工作效率。
>7、銷售員工管理系統能夠記錄銷售人員業務記錄和事件記錄,詳細記錄銷售全過程,方便企業掌握客戶的所有資料,同時領導可以隨時指導銷售員的銷售進程,及時調整銷售,促成銷售。實現對所有銷售網點的銷售人員進行統一管理,方便了領導進行員工考核,同時保證客戶資料不會因為員工離職造成流失。
>8、客戶服務管理系統能對客戶服務部門的工作進行全程記錄與跟蹤,客戶服務人員可以通過系統實現任務的轉交和協同。通過系統能使公司各地的客戶服務部門把任務有機的協調起來,即使異地也同樣可以在zui短的時間內接受任務并實現協同,實現了“24小時內服務到位”的承諾。
上述簡要分析了執行器CRM應用的幾個典型方面,面向生產資料市場或生活資料市場時,系統/設備/部件、成品/粗加工產品、藥品/食品/飲品、耐用品/快速消耗品等制造品,各自適應的商業模式等有所差別,采用的策略和方法也有所不同。如果您的企業屬于生產制造行業,如果您企業的商務組織(銷售、服務、市場營銷)實施CRM管理。

 

控制屏
控制屏的主要用途是將發電機輸出的電能分配給用戶負載或用電設備,同時還用以指示柴油發電機的運轉情況和在負載變化的情況下保持發電機的電壓穩定。在控制屏面板上一般都裝有電壓表、頻率表、電流表、功率表、三相電流轉換開關、三相電壓轉換開關、電壓整定旋鈕和各種指示燈等。對于機油壓力表、機油溫度表、蓄電池充電電流表、水溫表、起動按鈕和起動電鎖等部件,有的根據設計要求直接安裝在控制屏面板上,有的安裝在柴油機儀表盤上。控制屏內部安裝的部件主要與發電機采用的勵磁方式和柴油機的自動控制有關。柴油發電機組控制屏的內部結構。
簡單的控制屏內部一般都安裝有電壓調節器、硅整流二極管、變阻器、自動空氣開關和電流互感器等部件,較復雜的控制屏內部還要安裝過載及短路保護裝置、電子調速器、可控硅、繼電器以及各種保險裝置和小型變壓器等電氣設備。


雙作用
雙作用執行機構的選用以DA系列氣動執行機構為例。齒輪條式執行機構的輸出力矩是活塞壓力(氣源壓力所供)乘上節圓半徑(力臂)所得,如圖4所示。且磨擦阻力小效率高。如圖5所示,順時針旋轉和逆時針旋轉時輸出力矩都是線性的。在正常操作條件下,雙作用執行機構的推薦安全系數為25-50%


單作用
單作用執行機構的選用以SR系列氣動執行機構為例在彈簧復位的應用中,輸出力矩是在兩個不同的操作過程中所得,根據行程位置,每一次操作產生兩個不同的力矩值。彈簧復位執行機構的輸出力矩由力(空氣壓力或彈簧作用力)乘上力臂所得*種狀況:輸出力矩是由空氣壓力進入中腔壓縮彈簧后所得,稱為"空氣行程輸出力矩"在這種情況下,氣源壓力迫使活塞從0度轉向90度位置,由于彈簧壓縮產生反作用力,力矩從起點時zui大值逐漸遞減直至到第二種狀況:輸出力矩是當中腔失氣時彈簧恢復力作用在活塞上所得,稱為"彈簧行程輸出力矩"在這種情況下,由于彈簧的伸長,輸出力矩從90度逐漸遞減直0度如以上所述,單作用執行機構是根據在兩種狀況下產生一個平衡力矩的基礎上設計而成的。

 

直行程閥
1、直通單座閥
所謂單座是指閥體內只有一個閥芯和一個閥座。其特點是結構簡單、泄漏量小(甚至可以*切斷)和允許壓差小。因此,它適用于要求泄漏量小,工作壓差較小的干凈介質的場合。在應用中應特別注意其允許壓差,防止閥門關不死。
2、直通雙座閥
直通雙座調節閥的閥體內有兩個閥芯和閥座。它與同口徑的單座閥相比,流通能力約大20%~25%。因為流體對上、下兩閥芯上的作用力可以相互抵消,但上、下兩閥芯不易同時關閉,因此雙座閥具有允許壓差大、泄漏量較大的特點。故適用于閥兩端壓差較大,泄漏量要求不高的干凈介質場合,不適用于高粘度和含纖維的場合。
3、角形閥
角形調節閥的閥體為直角形,其流路簡單,服力小,適用于高壓差、高粘度、含懸浮物和顆粒狀物料流量的控制。一般使用于底進側出、此種調節閥穩定性較好。在高壓場合下,為了延長閥芯使用壽命,可采用側進底出,但在小開度財容易發生振蕩。

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