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閥門(mén)電動(dòng)裝置的選型和技巧

[ 2015-11-05 ]
行業(yè)閥門(mén)電動(dòng)裝置有著(zhù)重要的作用。電動(dòng)閥門(mén)比氣動(dòng)、液動(dòng)閥門(mén)使用更為普遍，因此在采購閥門(mén)電動(dòng)裝置的時(shí)候，對閥門(mén)電動(dòng)裝置進(jìn)行合理的選型使電動(dòng)執行裝置具有更高的可靠性和安全性。
 
電動(dòng)裝置與閥門(mén)配套后都可以稱(chēng)之為電動(dòng)閥門(mén)。但是電動(dòng)裝置的類(lèi)型和功能很多，在設計、選型的過(guò)程中只重視閥門(mén)的參數，而忽略或沒(méi)有明確電動(dòng)裝置的相關(guān)要求，這樣不僅使電動(dòng)閥門(mén)不能發(fā)揮最佳的性能，而且在安裝、調試、使用的過(guò)程中也會(huì )帶來(lái)不必要的麻煩。
 
閥門(mén)電動(dòng)裝置選型要點(diǎn)：
 
一、根據閥門(mén)類(lèi)型選擇電動(dòng)裝置：閥門(mén)種類(lèi)繁多，各種閥門(mén)的工作原理也不一樣，按照閥門(mén)類(lèi)型概括一下幾種電動(dòng)裝置：
1、角行程電動(dòng)裝置（轉角<360度）；電動(dòng)裝置輸出軸的轉動(dòng)小于一周，即小于360度，通常為90度就實(shí)現閥門(mén)的啟閉過(guò)程控制。此類(lèi)電動(dòng)裝置根據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(guò)曲柄與閥桿連接的形式。此類(lèi)電動(dòng)裝置適用于蝶閥、球閥、旋塞閥等。
2、多回轉電動(dòng)裝置(轉角>360度)；此類(lèi)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(xiàn)運動(dòng))；此類(lèi)電動(dòng)裝置適用于單座調節閥、雙座調節閥等。
 
二、根據閥門(mén)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(kāi)關(guān)型(開(kāi)環(huán)控制)和調節型(閉環(huán)控制)兩大類(lèi)。
1、開(kāi)關(guān)型(開(kāi)環(huán)控制)--開(kāi)關(guān)型電動(dòng)裝置一般實(shí)現對閥門(mén)的開(kāi)或關(guān)控制，閥門(mén)要么處于全開(kāi)位置，要么處于全關(guān)位置，此類(lèi)閥門(mén)不需對介質(zhì)流量進(jìn)行精確控制。特別值得一提的是開(kāi)關(guān)型電動(dòng)裝置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(shí)必需對此做出說(shuō)明，不然經(jīng)常會(huì )發(fā)生在現場(chǎng)安裝時(shí)與控制系統沖突等不匹配現像。
-a)分體結構(通常稱(chēng)為普通型)：控制單元與電動(dòng)裝置分離，電動(dòng)裝置不能單獨實(shí)現對閥門(mén)的控制，必需外加控制單元才能實(shí)現控制，一般外部采用控制器或控制柜形式進(jìn)行配套。此結構的缺點(diǎn)是不便于系統整體安裝，液位變送器增加接線(xiàn)及安裝費用，且容易出現故障，當故障發(fā)生時(shí)不便于診斷和維修，性?xún)r(jià)比不理想。
-b)一體化結構(通常稱(chēng)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實(shí)就地操作，遠程只需輸出相關(guān)控制信息就可對其進(jìn)行操作。此結構的優(yōu)點(diǎn)是方便系統整體安裝，減少接線(xiàn)及安裝費用，容易診斷并排除故障。但傳統的一體化結構產(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、調節型(閉環(huán)控制)--調節型電動(dòng)裝置不僅具有開(kāi)關(guān)型一體化結構而精確調節介質(zhì)流量。因的功能，它還能對閥門(mén)進(jìn)行精確控制，從篇幅有限其工作原理在此不作詳細說(shuō)明。下面就調節型電動(dòng)裝置選型時(shí)需注明的參數做簡(jiǎn)要說(shuō)明。
-a)控制信號類(lèi)型(電流、電壓);調節型電動(dòng)裝置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(shí)需明確其控制信號類(lèi)型及參數。
-b)工作形式(電開(kāi)型、電關(guān)型);調節型電動(dòng)裝置工作方式一般為電開(kāi)型(以 4～20mA的控制為例，電開(kāi)型是指4mA信號對應的是閥關(guān)，20mA對應的是閥開(kāi))，另一種為電關(guān)型(以4-20mA的控制為例，電開(kāi)型是指4mA信號對應的是閥開(kāi)，20mA對應的是閥關(guān)).一般情況下選型需明確工作形式，很多產(chǎn)品在出廠(chǎng)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(guò)現場(chǎng)設定隨時(shí)修改。
-c)失信號保;失信號保護是指因線(xiàn)路等故障造成控制信號丟失時(shí)，電動(dòng)裝置將控制閥門(mén)啟閉到設定的保護值，常見(jiàn)的保護值為全開(kāi)、全關(guān)、保持原位三種情況，且出廠(chǎng)后不易修改。奧美閥控生產(chǎn)的智能電動(dòng)裝置可以通過(guò)現場(chǎng)設定進(jìn)行靈活修改，并可設定任意位置(0~100%)為保護值。
 
三、根據閥門(mén)操作力矩選擇閥門(mén)電動(dòng)裝置：閥門(mén)正常啟閉所需的扭力由閥門(mén)口徑大小、工作壓力等因素決定，但因閥門(mén)廠(chǎng)家加工精度、裝配工藝有所區別，所以不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的同規格閥門(mén)所需扭力也有所區別，即使是同個(gè)閥門(mén)廠(chǎng)家生產(chǎn)的同規格閥門(mén)扭力也有所差別，當選型時(shí)執行器的扭力選擇太小就會(huì )造成無(wú)法正常啟閉閥門(mén)，因此電動(dòng)裝置必需選擇一個(gè)合理的扭力范圍。電動(dòng)裝置輸出力矩應為閥門(mén)操作最大力矩的1.2～1.5倍。
 
四、根據電動(dòng)裝置確定電氣參數：因不同執行器廠(chǎng)家的電氣參數有所差別，所以設計選型時(shí)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(dòng)裝置參數不匹配造成工作時(shí)空開(kāi)跳閘、保險絲熔斷、熱過(guò)載繼電器保護起跳等故障現像。
 
五、注意事項：
1、操作推力閥門(mén)電動(dòng)裝置的主機結構有兩種：一種是不配置推力盤(pán)，直接輸出力矩；另一種是配置推力盤(pán)，輸出力矩通過(guò)推力盤(pán)中的閥桿螺母轉換為輸出推力。
2、輸出軸轉動(dòng)圈數閥門(mén)電動(dòng)裝置輸出軸轉動(dòng)圈數的多少與閥門(mén)的公稱(chēng)通徑、閥桿螺距、螺紋頭數有關(guān)，要按M＝H／ZS計算（M為電動(dòng)裝置應滿(mǎn)足的總轉動(dòng)圈數，H為閥門(mén)開(kāi)啟高度，S為閥桿傳動(dòng)螺紋螺距，Z為閥桿螺紋頭數）。
3、閥桿直徑對多回轉類(lèi)明桿閥門(mén)，如果電動(dòng)裝置允許通過(guò)的最大閥桿直徑不能通過(guò)所配閥門(mén)的閥桿，便不能組裝成電動(dòng)閥門(mén)。因此，電動(dòng)裝置空心輸出軸的內徑必須大于明桿閥門(mén)的閥桿外徑。對部分回轉閥門(mén)以及多回轉閥門(mén)中的暗桿閥門(mén)，雖不用考慮閥桿直徑的通過(guò)問(wèn)題，但在選配時(shí)亦應充分考慮閥桿直徑與鍵槽的尺寸，使組裝后能正常工作。
4、輸出轉速閥門(mén)的啟閉速度若過(guò)快，易產(chǎn)生水擊現象。因此，應根據不同使用條件，選擇恰當的啟閉速度。
5、閥門(mén)電動(dòng)裝置有其特殊要求，即必須能夠限定轉矩或軸向力。通常閥門(mén)電動(dòng)裝置采用限制轉矩的連軸器。當電動(dòng)裝置規格確定之后，其控制轉矩也就確定了。一般在預先確定的時(shí)間內運行，電機不會(huì )超負荷。但如出現下列情況便可能導致超負荷：一是電源電壓低，得不到所需的轉矩，使電機停止轉動(dòng)；二是錯誤地調定轉矩限制機構，使其大于停止的轉矩，造成連續產(chǎn)生過(guò)大轉矩，使電機停止轉動(dòng)；三是斷續使用，產(chǎn)生的熱量積蓄，超過(guò)了電機的允許溫升值；四是因某種原因轉矩限制機構電路發(fā)生故障，使轉矩過(guò)大；五是使用環(huán)境溫度過(guò)高，相對使電機熱容量下降。
 
　　過(guò)去對電機進(jìn)行保護的辦法是使用熔斷器、過(guò)流繼電器、熱繼電器、恒溫器等，但這些辦法各有利弊。對電動(dòng)裝置這種變負荷設備，絕對可靠的保護辦法是沒(méi)有的。因此，必須采取各種組合方式，歸納起來(lái)有兩種：一是對電機輸入電流的增減進(jìn)行判斷；二是對電機本身發(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熱容量給定的時(shí)間余量。
　　通常，過(guò)負荷的基本保護方法是：
　　 1.對電機連續運轉或點(diǎn)動(dòng)操作的過(guò)負荷保護，采用恒溫器；
　　 2.對電機堵轉的保護，采用熱繼電器；
　　 3.對短路事故，采用熔斷器或過(guò)流繼電器.
 
閥門(mén)電動(dòng)裝置是實(shí)現閥門(mén)程控、自控和遙控不可缺少的設備，其運動(dòng)過(guò)程可由行程、轉矩或軸向推力的大小來(lái)控制。正確選擇閥門(mén)電動(dòng)裝置，對防止出現超負荷現象（工作轉矩高于控制轉矩）至關(guān)重要。
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