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選擇執行機構時必須考慮的四個基本參數

來源:上海自動化儀表有限公司作者:發表時間:2018-09-17 08:44:02

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

 
    工業領域中有許多類型的閥門,它們按類型,工業,尺寸,壓力等級或許多其他考慮因素中的一種進行分類。然而,自動化需要哪個執行機構,實際上取決于四個基本參數:運動,力,速度和操作頻率。
 
    運動:
    通過第一個參數運動對閥門進行分類意味著要查看閥門設計中的一些明顯差異:
 
    線性閥門:
    具有需要線性運動的閉合元件的閥門可以使用流體動力線性缸或連接到光滑桿的膜片?;蛘?,可以使用具有電動或流體動力馬達的多回轉致動器來驅動螺紋桿。
 
    在封閉元件上具有線性運動的閥門需要旋轉 - 線性轉換機構,以允許它們通過多回轉致動器自動化。使用以下三種閥桿名稱中的一種來描述該轉換機構:(1)上升非旋轉桿,(2)旋轉非上升桿,(3)上升旋轉桿。
 
選擇執行機構時必須考慮的四個基本參數
 
    上升的非旋轉閥桿通常是一個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)在旋轉時將向上或向下移動閥桿。閥桿連接到閥門中的閥瓣或閥芯(閥門元件),致動器可以通過順時針或逆時針方向旋轉閥桿螺母來打開或關閉閥門。由于閥桿螺母位于執行機構組件中,閥門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。閥桿螺母位于閥門的頂部,因此閥桿旋轉時,閥門螺栓會升高或降低閥門。致動器通過滑動花鍵或“蝶形”螺母裝置連接到閥桿。通常,閥門的推力由閥門的頂部工件包含。
 
    盡管封閉元件以線性方式移動,但致動器輸出是旋轉的。通過閥桿螺母將運動從旋轉運動轉換為線性運動。
 
    對于沒有線性到旋轉轉換機構的閥門,需要線性輸出執行器來實現所需的運動。這種類型中最常見的是用于操作過程控制閥的氣動線性執行器。
 
 
選擇執行機構時必須考慮的四個基本參數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閉移動到打開,反之亦然。這種類型的閥具有90度的標準運動,允許使用具有已知行程距離的致動器。四分之一轉閥上的封閉元件可以是圓盤(蝶閥),球形(球閥),圓錐臺(錐形塞),或這些類型的變型或組合。
 
    力:
    在選擇執行機構時,將閥門移動到其運動范圍所需的力是至關重要的。在滑動桿閥的情況下,該力將是線性推動或拉動。對于多轉或部分回轉閥,需要旋轉力或扭矩。
 
選擇執行機構時必須考慮的四個基本參數2
 
    操作閥門所需的扭矩通常隨閥門尺寸,閥門設計和閥門的壓差而變化。通常,在關閉位置的這種差壓產生閥的最大力要求,這是打開閥所需的力。
 
    閥門關閉元件越大,座椅上的力就越大。對于一些閥門,例如閘閥和截止閥,可以計算該力,并且可以對閥門力的需求進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,介質溫度以及閥門和閥桿的機械特性。
 
    然而,對于角行程轉動閥,不可能精確地獨立計算閥的扭矩需求。這必須通過在各種壓差條件下對每個閥門尺寸進行物理測量來完成。
 
    需要幾種類型和設計的致動器來覆蓋覆蓋閥門尺寸和壓力等級范圍所需的全部輸出力。閥扭矩需求越大,致動器越大并且成本越高。
 
    速度:
    閥門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間范圍內完成的工作。執行器完成的工作是閥門要求的力乘以必須施加的力的距離(閥門行程)。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所需的功率的兩倍。
 
    對于電動執行器,這是一個關鍵參數,因為它決定了電機功率。對于流體動力執行機構,此參數會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,成本都受到顯著影響,致動器的物理尺寸也是如此。
 
    運動頻率:
    前面的閥門需求標準規定了所需的輸出運動,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的耐用性和控制器的穩健性。
 
選擇執行機構時必須考慮的四個基本參數3
 
    隔離或調節工作閥和執行機構通常只需要不經常操作。結果,機械部件和控制裝置幾乎沒有磨損。
 
    然而,調節過程閥可以不斷地操作。這需要一定程度的耐受閥門和致動器組件的磨損。因此,在執行機構選擇中考慮調制要求非常重要。不僅可以在傳動系統上產生更大的機械磨損,而且控制裝置必須能夠不斷變化而不會過熱或失效。
 
    關于調節和調節責任的定義已經提出了許多主觀意見。然而,該行業已采用每小時60和1200次啟動的里程碑來實現執行機構功能。將一些通用命名法附加到那些起始頻率上。
 
   上海自動化儀表股份有限公司簡要介紹了選擇執行機構時必須考慮的閥門關鍵參數。實際上,在為閥門及其應用選擇合適的執行機構時,還需要定義許多其他選項。
 
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