電動閥是工業(yè)自動領(lǐng)域一流體控制系統(tǒng)中的一種執(zhí)行單元,它是由電執(zhí)行器與閥門組合而成的,然后通過電機(jī)運轉(zhuǎn)來驅(qū)動執(zhí)行器,從而控制閥門運作,本章節(jié)主要講述的是常用的角行程開關(guān)式電動閥。
電動閥的構(gòu)成:
主要由電動執(zhí)行器,閥門兩大主要部分組成。
電動執(zhí)行器分類:
從轉(zhuǎn)動方式分為:直行程、角行程兩種;按結(jié)構(gòu)原理分為:多回轉(zhuǎn)型、部分回轉(zhuǎn)型。
電動執(zhí)行器的性能特點:
1.殼體-殼體為硬質(zhì)鋁臺金,經(jīng)陽極氧化處理和聚酯粉末涂層,耐腐蝕性強(qiáng),防護(hù)等級為IP67,NEMA4和6,并有IP68和防爆型供選擇。
2.電機(jī)-全封閉式鼠籠式電機(jī),體積小,扭矩大,慣性力小,絕緣等級為F級,內(nèi)置過熱保護(hù)開關(guān),可防止過熱損壞電機(jī)。
3.手動結(jié)構(gòu)-手輪的設(shè)計保證安全可靠、省力、體積小。不通電時,扳動離合器手柄可進(jìn)行手動操作。通電時,離臺器自動復(fù)位。(注:在電機(jī)不通電的情況下,電動執(zhí)行器將保持永久手動狀態(tài))
4.指示器-指示器安裝在中心軸上,可以觀察閥門位置。透鏡采用凸透鏡設(shè)計,不積水,觀察更方便。
5.干燥器-用來控制溫度,防止由于溫度和天氣變化導(dǎo)致執(zhí)行器內(nèi)部水份凝結(jié),保持內(nèi)部電氣元件的干燥。
6.限位開關(guān)-機(jī)械,電子雙重限位。機(jī)械限位螺釘可調(diào),安全可靠;電子限位開關(guān)由凸輪機(jī)構(gòu)來控制,簡單的調(diào)整機(jī)構(gòu)能精確并方便地設(shè)定位置,無需電池支持。(微動開光接點均為銀質(zhì)觸點)
7.扭矩開關(guān)-可提供過載保護(hù)(JLB-005/008/010除外),在閥門卡澀,有異物時,自動斷開電機(jī)電源,更有效的保護(hù)閥門和電動執(zhí)行器不受損壞。(出廠前已設(shè)定好,請用戶不要隨意更改設(shè)置)
8.自鎖-緊密的雙蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)可高效傳輸大扭矩,效率高,噪音低(最大50分貝),壽命長有自鎖功能,防止反轉(zhuǎn),傳動部分穩(wěn)定可靠,出廠已經(jīng)加滿高效潤滑脂,使用無需再加油。
9.防脫螺栓-拆除外殼時,螺栓附在殼體上,不會脫落。外部螺栓均采用不銹鋼材質(zhì)。
10.安裝-底部安裝尺寸符合IS05211國際標(biāo)準(zhǔn),驅(qū)動套可拆下根據(jù)需要進(jìn)行加工,適應(yīng)性強(qiáng)??梢源怪卑惭b,也可以水平安裝。
11.線路-控制線路符合單相或三相電源標(biāo)準(zhǔn),線路布置緊湊合理,接線端子可有效滿足各種附加功能的要求。閥開關(guān)到位均有無源接點輸出(可根據(jù)客戶要求另行加工)。
12.智能模塊-采用集成度高,功耗很低的單片機(jī)與模擬電路混合的控制板,更采用全金屬外掛式安裝,使執(zhí)行器電機(jī)熱源與控制板有效隔離,很大程度地提高了軟件及硬件的抗干擾性能及耐溫性。
13.閥位數(shù)字顯示-執(zhí)行器在打開或關(guān)閉的過程中,閥位的變化在液晶屏上以大數(shù)字方式實時顯示。
14.相序自動化調(diào)整-智能型執(zhí)行器自動檢測接入的三相電源相序,無需用戶考慮三相電源的相序問題。
電動執(zhí)行器,又名電動頭。在管道工程中,如何根據(jù)閥門類型選配電動執(zhí)行器是確保電動閥門安全正常工作的保證條件之一。如果電動執(zhí)行器選擇不當(dāng),不僅會影響使用,而且還會帶來嚴(yán)重的不良后果和經(jīng)濟(jì)損失。通常可從下述幾個方面來考慮選配電動執(zhí)行器:
1、依據(jù)閥門類型挑選電動執(zhí)行器
閥門的品種相當(dāng)多,工作原理也不太一樣,一般以滾動閥板視點、升降閥板等方法來完成啟閉操控,當(dāng)與電動執(zhí)行器配套時首先應(yīng)依據(jù)閥門的類型挑選電動執(zhí)行器。
1)角行程電動執(zhí)行器(轉(zhuǎn)角<360度)
電動執(zhí)行器輸出軸的滾動小于一周,即小于360度,一般為90度就完成閥門的啟閉進(jìn)程操控。此類電動執(zhí)行器依據(jù)裝置接口方法的不同又分為直連式、底座曲柄式兩種。
a)直連式:是指電動執(zhí)行器輸出軸與閥桿直連裝置的方式。
b)底座曲柄式:是指輸出軸經(jīng)過曲柄與閥桿銜接的方式。此類電動執(zhí)行器適用于蝶閥、球閥、旋塞閥等。
2)多回轉(zhuǎn)電動執(zhí)行器(轉(zhuǎn)角>360度)
電動執(zhí)行器輸出軸的滾動大于一周,即大于360度,一般需多圈才干完成閥門的啟閉進(jìn)程操控。此類電動執(zhí)行器適用于閘閥、截止閥等。
3)直行程(直線運動)
電動執(zhí)行器輸出軸的運動為直線運動式,不是滾動方式。此類電動執(zhí)行器適用于單座調(diào)理閥、雙座調(diào)理閥等。
2、依據(jù)出產(chǎn)工藝操控要求斷定電動執(zhí)行器的操控方式
電動執(zhí)行器的操控方式一般分為開關(guān)型(開環(huán)操控)和調(diào)理型(閉環(huán)操控)兩大類。
1)開關(guān)型(開環(huán)操控)
開關(guān)型電動執(zhí)行器一般完成對閥門的開或關(guān)操控,閥門要么處于全開方位,要么處于全關(guān)方位,此類閥門不需對介質(zhì)流量進(jìn)行準(zhǔn)確操控。特別值得一提的是開關(guān)型電動執(zhí)行器因結(jié)構(gòu)方式的不同還可分為分體結(jié)構(gòu)和一體化結(jié)構(gòu)。選型時必需對此做出闡明,否則常常會發(fā)作在現(xiàn)場裝置時與操控體系抵觸等不匹配現(xiàn)像。
a)分體結(jié)構(gòu)(一般稱為普通型):操控單元與電動執(zhí)行器別離,電動執(zhí)行器不能獨自完成對閥門的操控,必需外加操控單元才干完成操控,一般外部采用操控器或操控柜方式進(jìn)行配套。此結(jié)構(gòu)的缺點是不便于體系全體裝置,添加接線及裝置費用,且簡單呈現(xiàn)毛病,當(dāng)毛病發(fā)作時不便于確診和修理,性價比不抱負(fù)。
b)一體化結(jié)構(gòu)(一般稱為全體型):操控單元與電動執(zhí)行器封裝成一體,無需外配操控單元即可實際就地操作,長途只需輸出相關(guān)操控信息就可對其進(jìn)行操作。此結(jié)構(gòu)的長處是便利體系全體裝置,削減接線及裝置費用,簡單確診并排除毛病。但傳統(tǒng)的一體化結(jié)構(gòu)產(chǎn)品也有許多不完善的當(dāng)?shù)?,所以產(chǎn)生了智能電動執(zhí)行器,關(guān)于智能電動執(zhí)行器后邊將再做闡明。
2)調(diào)節(jié)型(閉環(huán)操控)
調(diào)節(jié)型電動執(zhí)行器不只具有開關(guān)型一體化結(jié)構(gòu)的功用,它還能對閥門進(jìn)行準(zhǔn)確操控,然后準(zhǔn)確調(diào)理介質(zhì)流量。
a)操控信號類型(電流、電壓)
調(diào)節(jié)型電動執(zhí)行器操控信號一般有電流信號(4~20mA、0~10mA)或電壓信號(0~5V、1~5V),選型時需明確其操控信號類型及參數(shù)。
b)工作方式(電開型、電關(guān)型)
調(diào)節(jié)型電動執(zhí)行器作業(yè)方法一般為電開型(以4~20mA的操控為例,電開型是指4mA信號對應(yīng)的是閥關(guān),20mA對應(yīng)的是閥開),另一種為電關(guān)型(以4-20mA的操控為例,電開型是指4mA信號對應(yīng)的是閥開,20mA對應(yīng)的是閥關(guān))。
c)失信號維護(hù)
失信號維護(hù)是指因線路等毛病形成操控信號丟失時,電動執(zhí)行器將操控閥門啟閉到設(shè)定的維護(hù)值,常見的維護(hù)值為全開、全關(guān)、堅持原位三種狀況,且出廠后不易修正。
3、依據(jù)閥門所需的扭力斷定電動執(zhí)行器的輸出扭力
閥門啟閉所需的扭力決議著電動執(zhí)行器挑選多大的輸出扭力,一般由運用者提出或閥門廠家自行選配,做為執(zhí)行器廠家只對執(zhí)行器的輸出扭力擔(dān)任,閥門正常啟閉所需的扭力由閥門口徑巨細(xì)、作業(yè)壓力等要素決議,但因閥門廠家加工精度、裝配工藝有所區(qū)別,所以不同廠家出產(chǎn)的同標(biāo)準(zhǔn)閥門所需扭力也有所區(qū)別,即使是同個閥門廠家出產(chǎn)的同標(biāo)準(zhǔn)閥門扭力也有所不同,當(dāng)選型時執(zhí)行器的扭力挑選太小就會形成無法正常啟閉閥門,因而電動執(zhí)行器必需挑選一個合理的扭力規(guī)模。
4、依據(jù)所選電動執(zhí)行器斷定電氣參數(shù)
因不同執(zhí)行器廠家的電氣參數(shù)有所不同,所以規(guī)劃選型時一般都需斷定其電氣參數(shù),主要有電機(jī)功率、額定電流、二次操控回路電壓等。往往在這方面的疏忽,成果操控體系與電動執(zhí)行器參數(shù)不匹配形成作業(yè)時空開跳閘、保險絲熔斷、熱過載繼電器維護(hù)起跳等毛病現(xiàn)像。
5、依據(jù)運用場合挑選外殼防護(hù)等級、防爆等級
1)外殼防護(hù)等級
外殼防護(hù)等級是指電動執(zhí)行器的殼體防外物、防水等級,以字母IP后加兩位數(shù)表明,第一位由1~6表明防外物等級,第二位由1~8表明防水等級。
2)防爆等級
在可能呈現(xiàn)爆破性氣體、蒸汽、液體、可燃性粉塵等而引起火災(zāi)或爆破危險的場所時,必需對電動執(zhí)行器提出防爆要求,依據(jù)不同的使用區(qū)域挑選防爆方式和類別。防爆等級可經(jīng)過防爆標(biāo)志EX及防爆內(nèi)容來表明。防爆標(biāo)志內(nèi)容包含:防爆型式+設(shè)備類別+(氣體組別)+溫度組別。
電動執(zhí)行器是電動控制系統(tǒng)中的一個重要組成部分。它把來自控制儀表的0-10mA或4-2OmA的直流統(tǒng)一電信號,轉(zhuǎn)換成與槍人信號相對應(yīng)的轉(zhuǎn)角或位移,以推動各種類型的調(diào)節(jié)閥,從而達(dá)到連續(xù)調(diào)節(jié)生產(chǎn)工藝過程中的流且、自動控制生產(chǎn)過程的目的。
電動執(zhí)行器的工作原理:
電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)有角行程和直行程兩種,它將輸人的直流電流信號線性地轉(zhuǎn)換成位移量。這兩種執(zhí)行機(jī)構(gòu)均是以兩相交流電機(jī)為動力的位置伺服機(jī)構(gòu),電氣原理完全相同,只是減速器不一樣。這里只討論角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu).
角行程電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)由伺服放大器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大部分組成,如圖9-2所示.該執(zhí)行機(jī)構(gòu)適用于操縱蝶閥、球閥等轉(zhuǎn)角式調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
伺服放大器將輸入信號I1和反饋信號I1相比較.所得差值信號經(jīng)伺服放大器功率放大后,驅(qū)使兩相伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動,再經(jīng)減速器減速,帶動輸出軸改變轉(zhuǎn)角θ。若差值為正,伺服電機(jī)正轉(zhuǎn),輸出軸轉(zhuǎn)角增大;當(dāng)差值為負(fù)時,伺服電機(jī)反轉(zhuǎn),輸出軸轉(zhuǎn)角減小。
輸出軸轉(zhuǎn)角位置經(jīng)位置發(fā)送器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的反飲電流I,,回送到伺服放大器的輸人端。當(dāng)反饋信號I1與輸人信號I1相平衡,即差值為零時,伺服電機(jī)停止轉(zhuǎn)動,輸出軸就穩(wěn)定在與輸人信號I1相對應(yīng)的位置上。