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選擇執行機構時(shí)必須考慮的四個(gè)基本參數

來(lái)源:上海自動(dòng)化儀表有限公司作者:發(fā)表時(shí)間:2018-09-17 08:44:02

     閥門(mén)以其最基本的形式由主體和內部移動(dòng)部件(封閉元件)組成,其關(guān)閉或限制通過(guò)閥門(mén)的流動(dòng)。為了使該閥自動(dòng)化,增加了一個(gè)執行機構。然而,了解閥門(mén)驅動(dòng)的最佳方法是首先探索它們將驅動(dòng)的閥門(mén)。

 
    工業(yè)領(lǐng)域中有許多類(lèi)型的閥門(mén),它們按類(lèi)型,工業(yè),尺寸,壓力等級或許多其他考慮因素中的一種進(jìn)行分類(lèi)。然而,自動(dòng)化需要哪個(gè)執行機構,實(shí)際上取決于四個(gè)基本參數:運動(dòng),力,速度和操作頻率。
 
    運動(dòng):
    通過(guò)第一個(gè)參數運動(dòng)對閥門(mén)進(jìn)行分類(lèi)意味著(zhù)要查看閥門(mén)設計中的一些明顯差異:
 
    線(xiàn)性閥門(mén):
    具有需要線(xiàn)性運動(dòng)的閉合元件的閥門(mén)可以使用流體動(dòng)力線(xiàn)性缸或連接到光滑桿的膜片?;蛘?,可以使用具有電動(dòng)或流體動(dòng)力馬達的多回轉致動(dòng)器來(lái)驅動(dòng)螺紋桿。
 
    在封閉元件上具有線(xiàn)性運動(dòng)的閥門(mén)需要旋轉 - 線(xiàn)性轉換機構,以允許它們通過(guò)多回轉致動(dòng)器自動(dòng)化。使用以下三種閥桿名稱(chēng)中的一種來(lái)描述該轉換機構:(1)上升非旋轉桿,(2)旋轉非上升桿,(3)上升旋轉桿。
 
選擇執行機構時(shí)必須考慮的四個(gè)基本參數
 
    上升的非旋轉閥桿通常是一個(gè)帶有固定螺紋閥桿的閘閥。執行機構中的匹配螺母(閥桿螺母)在旋轉時(shí)將向上或向下移動(dòng)閥桿。閥桿連接到閥門(mén)中的閥瓣或閥芯(閥門(mén)元件),致動(dòng)器可以通過(guò)順時(shí)針或逆時(shí)針?lè )较蛐D閥桿螺母來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉閥門(mén)。由于閥桿螺母位于執行機構組件中,閥門(mén)的推力也包含在執行機構中,通常位于單元的底座中。
 
    上升的旋轉桿是以前設計的混合體。閥桿螺母位于閥門(mén)的頂部,因此閥桿旋轉時(shí),閥門(mén)螺栓會(huì )升高或降低閥門(mén)。致動(dòng)器通過(guò)滑動(dòng)花鍵或“蝶形”螺母裝置連接到閥桿。通常,閥門(mén)的推力由閥門(mén)的頂部工件包含。
 
    盡管封閉元件以線(xiàn)性方式移動(dòng),但致動(dòng)器輸出是旋轉的。通過(guò)閥桿螺母將運動(dòng)從旋轉運動(dòng)轉換為線(xiàn)性運動(dòng)。
 
    對于沒(méi)有線(xiàn)性到旋轉轉換機構的閥門(mén),需要線(xiàn)性輸出執行器來(lái)實(shí)現所需的運動(dòng)。這種類(lèi)型中最常見(jiàn)的是用于操作過(guò)程控制閥的氣動(dòng)線(xiàn)性執行器。
 
 
選擇執行機構時(shí)必須考慮的四個(gè)基本參數1
 
    部分回轉閥:
    大多數部分回轉閥需要閥桿的四分之一圈從關(guān)閉移動(dòng)到打開(kāi),反之亦然。這種類(lèi)型的閥具有90度的標準運動(dòng),允許使用具有已知行程距離的致動(dòng)器。四分之一轉閥上的封閉元件可以是圓盤(pán)(蝶閥),球形(球閥),圓錐臺(錐形塞),或這些類(lèi)型的變型或組合。
 
    力:
    在選擇執行機構時(shí),將閥門(mén)移動(dòng)到其運動(dòng)范圍所需的力是至關(guān)重要的。在滑動(dòng)桿閥的情況下,該力將是線(xiàn)性推動(dòng)或拉動(dòng)。對于多轉或部分回轉閥,需要旋轉力或扭矩。
 
選擇執行機構時(shí)必須考慮的四個(gè)基本參數2
 
    操作閥門(mén)所需的扭矩通常隨閥門(mén)尺寸,閥門(mén)設計和閥門(mén)的壓差而變化。通常,在關(guān)閉位置的這種差壓產(chǎn)生閥的最大力要求,這是打開(kāi)閥所需的力。
 
    閥門(mén)關(guān)閉元件越大,座椅上的力就越大。對于一些閥門(mén),例如閘閥和截止閥,可以計算該力,并且可以對閥門(mén)力的需求進(jìn)行合理估計以確定執行器的尺寸。
 
    其他考慮因素包括閥桿填料摩擦,介質(zhì)溫度以及閥門(mén)和閥桿的機械特性。
 
    然而,對于角行程轉動(dòng)閥,不可能精確地獨立計算閥的扭矩需求。這必須通過(guò)在各種壓差條件下對每個(gè)閥門(mén)尺寸進(jìn)行物理測量來(lái)完成。
 
    需要幾種類(lèi)型和設計的致動(dòng)器來(lái)覆蓋覆蓋閥門(mén)尺寸和壓力等級范圍所需的全部輸出力。閥扭矩需求越大,致動(dòng)器越大并且成本越高。
 
    速度:
    閥門(mén)應用所需的操作速度定義了執行機構所需的功率。
 
    權力被定義為在特定時(shí)間范圍內完成的工作。執行器完成的工作是閥門(mén)要求的力乘以必須施加的力的距離(閥門(mén)行程)。例如,如果這項工作必須在一分鐘內完成,那么所需的功率將是兩分鐘內操作同一閥門(mén)所需的功率的兩倍。
 
    對于電動(dòng)執行器,這是一個(gè)關(guān)鍵參數,因為它決定了電機功率。對于流體動(dòng)力執行機構,此參數會(huì )影響供氣和排氣管路的尺寸以及方向控制閥的尺寸。在這兩種情況下,成本都受到顯著(zhù)影響,致動(dòng)器的物理尺寸也是如此。
 
    運動(dòng)頻率:
    前面的閥門(mén)需求標準規定了所需的輸出運動(dòng),力輸出和執行機構的功率。所需的操作頻率直接影響機械驅動(dòng)的耐用性和控制器的穩健性。
 
選擇執行機構時(shí)必須考慮的四個(gè)基本參數3
 
    隔離或調節工作閥和執行機構通常只需要不經(jīng)常操作。結果,機械部件和控制裝置幾乎沒(méi)有磨損。
 
    然而,調節過(guò)程閥可以不斷地操作。這需要一定程度的耐受閥門(mén)和致動(dòng)器組件的磨損。因此,在執行機構選擇中考慮調制要求非常重要。不僅可以在傳動(dòng)系統上產(chǎn)生更大的機械磨損,而且控制裝置必須能夠不斷變化而不會(huì )過(guò)熱或失效。
 
    關(guān)于調節和調節責任的定義已經(jīng)提出了許多主觀(guān)意見(jiàn)。然而,該行業(yè)已采用每小時(shí)60和1200次啟動(dòng)的里程碑來(lái)實(shí)現執行機構功能。將一些通用命名法附加到那些起始頻率上。
 
   上海自動(dòng)化儀表股份有限公司簡(jiǎn)要介紹了選擇執行機構時(shí)必須考慮的閥門(mén)關(guān)鍵參數。實(shí)際上,在為閥門(mén)及其應用選擇合適的執行機構時(shí),還需要定義許多其他選項。
 
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