阀致动器是一种控制阀,可以有很多选择来满足整厂自动化和个人需求。而简单的概念,组成的一个盒子和一个输入,输出,和一个机制来操作阀门,实际上有相当多的因素在选择正确的阀门驱动装置。发挥更重要的作用,因为阀门执行机构的阀控制回路的整体性能,这是一个决定,工程师不应该掉以轻心。
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在本指南中,我们将讨论阀操作的两个主要类型,类型的阀门执行器,重要的阀门执行机构的功能,阀门尺寸信息,选择正确的阀门执行机构的关键因素。使用下面的链接导航到一个特定的部分:
阀门的操作类型
有许多类型的控制阀。然而,从阀门执行机构的角度来看,有两个主要类型的阀门操作。了解阀操作的第一步是选择适当的执行机构。
- 扶轮(直角回转)操作——这包括旋塞阀、球阀、蝶阀。直角回转阻尼器也属于这一类。这些类型的阀门通常更容易符合适当的致动器的操作相对简单,需要一个90度旋转在适当的扭矩。
- 多业务n -这批阀门不回转的茎上升或暗旋转茎和需要多个转向移动阀关闭元素从打开到关闭位置。一些阀门的类型的例子中发现这组包括截止阀、闸阀、刀盖茨闸门等。
类型的阀致动器
就像有许多类型的阀门,有几个特定的类型的阀致动器。然而,大多数属于少数常见的类别基于电力应用的类型和所需的运动类型:
- 气动和液压执行机构(流体动力)-直角回转——这些类型的驱动器是通用的,可以用于电力不是现成的或在应用程序的简单性和可靠性是有优先级的。他们也有一个广泛的功能,从较小的致动器提供几英寸磅的扭矩最大的致动器,可提供一百万英寸磅的扭矩或更多。大多数气动和液压执行器使用一个圆柱体加上一些机制,将线性运动生成所需的直角回转运动的气缸阀门操作。添加一个春天反对允许积极在紧急情况下关闭。
- 气动和液压执行机构(流体动力)——多向——当多向输出操作需要直线型阀、闸阀、截止阀等流体动力传动装置是一个常见的解决方案。而电动执行机构通常用于这些类型的阀门、气动和液压执行机构可行的选项为电力不是现成的应用程序。
- 电动执行机构——多向——这些类型的阀门是最常见和最可靠的。他们能够迅速操作一些最大的阀门,它们由一个单一的或三相电机驱动齿轮和热刺的结合水平。随后,这些齿轮和马刺驱动阀杆螺母,使阀门的阀杆开启或关闭它。他们通常包括分离机制和人工操作手轮,允许在发生电源故障。
- 电动执行机构——直角回转——多回转电动执行机构技术在设计上类似,主要区别在于最后一个元素是定位在一个象限提供90度的旋转。这些类型的执行机构紧凑,常用于小阀门,因为他们有较低的功率要求,他们可以配置紧急电源故障安全操作(如电池)。
- 手动执行器——手动执行机构使用杠杆,轮子,和/或齿轮方便运动。手动执行机构不同于自动执行器,自动执行器有一个外部电源提供所需的力和运动或远程自动操作阀。对于许多阀门,手动操作也不是一个选择,因为应用程序包括在远程管道或阀门由于操作所需的力量。此外,手动执行机构阀门位于有毒并不是一个实际的解决方案或敌对的环境中,和他们没有有用的应用程序要求的安全预防措施,允许立即关闭。
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气动和液压执行机构一起描述和操作类似;然而,他们略有不同气缸是如何移动。液压致动器将气缸与不可压缩液体的泵,气动执行机构时移动气缸使用压缩空气。气动执行机构不作为大型设备的实际需要大孔圆筒,因为压缩空气消耗。
液压执行机构,另一方面,可以有更高的单位成本相比,气动和电动执行机构。他们也倾向于漏液,他们需要各种配套部分包括马达,泵,阀门,流体水库、热交换器、消声设备。
阀门执行机构也可以分类隔膜执行机构,直接的和耐侵蚀致动器,直接的隔膜执行机构,field-reversible multi-spring致动器,活塞执行机构,尽管还有其他类型。
重要的阀门驱动装置功能
所有阀门致动器必须执行几个函数包括:
- 将阀关闭会员到适当的位置。闭包成员通常是一个插头,光盘,或球,一个致动器必须有足够的力量把它即使在困难或不受欢迎的条件。此外,必须配备必要的直接控制。
- 阀门关闭成员保持在其位置上。一旦在所需的位置,阀门执行机构必须能够抓住它。在某些应用程序中,如节流应用程序,这需要一个健壮的春季或流体动力或机械刚度成员安全地关闭到位。
- 阀座阀门有足够的扭矩来满足所需的关闭阀规格。某些类型的阀门可能需要特殊配件驱动器大小维持足够的转矩保持关闭的位置。
- 失效模式。失效模式需要在发生系统故障发生。根据应用程序,故障模式可能会按原样,完全关闭,或者完全开放。
- 有适当的旋转值。一些阀门需要一定的旋转,通常90或180度。多口阀门通常需要超过90度的旋转,和电动执行机构通常是首选应用程序需要大于180度的旋转,他们不仅仅局限在旋转机械。
- 提供正确的操作速度。致动器的循环速度可以调节控制电路元素,但周期速度低于一半的典型阀门致动器周期需要仔细选择。专门为高周期可能需要准备的气动执行机构的速度没有冒着损害阀门零件。
考虑在选择阀门执行机构
现在我们已经介绍了阀门和阀门执行机构的基本类型,以及主要功能的阀门致动器必须执行,有几个重要的因素时体重为应用程序选择合适的传动装置。有很多因素要考虑,从使用因素,上浆,供应压力要求,安全性和可靠性,成本考虑,和更多。
使用的因素
使用的因素是一个重要的因素在选择正确的阀门驱动装置。这些因素包括:
- 兼容性——可用的电源是什么?正如上面所讨论的,电动执行机构,通过自然,需要电力。如果没有现成的电力来源,气动或液压阀致动器是符合逻辑的选择。气动执行机构需要一个空气供给40到120 psi。更高的压力很难获得,和较低的压力需要膜片或活塞与一个更大的直径以达到必要的扭矩。电动执行机构需要110伏的电源,但阀执行机构可以购买其它尺寸的直流和交流电机。
- 温度范围——气动执行机构可以操作温度从4到150°F(-20到70°C),或在某些情况下,在-40到250°F(-40到121°C),提供正确的海豹,油脂,和轴承。电动执行机构可以在温度从-40到150°F(-40到65°C)。
- 危险区域——气动执行机构通常是首选在危险或有毒的环境中由于其防爆特性,但如果有一个缺乏压缩空气或气压传动装置无法满足其他操作规范,可以使用电动执行机构。电动执行机构用于危险环境中必须有一个第七NEMA圈地保护它免受爆炸。下面将更详细地讨论NEMA指导方针。
NEMA指南
美国国家电气制造商协会(NEMA)建立了电动阀执行机构的建设和安装指南在危险地区。这条指导原则状态:
第七类危险地段我(爆炸性气体或蒸汽)
满足应用需求的国家电气代码;符合规范承销商的实验室、公司用于大气含有汽油、己烷、石脑油、苯、丁烷、丙烷、丙酮、苯、lacquer-solvent蒸汽、天然气。
大多数制造商的电动阀执行机构提供NEMA VII-compliant版本的标准产品,以满足危险的应用程序的要求。beplay体育app官方下载在某些情况下,一个更具成本效益的选择是使用电动和气动阀控制执行机构。然而,在可行的情况下,气动执行机构通常是更安全、更实用的选择。
规模和力量
力指的是阀门的扭矩要求,意义所需的力将阀门从打开到关闭位置。滑动杆阀,需要将一个线性推拉力量;多向或part-turn阀门需要旋转力。确定的数量力要求取决于很多因素,例如:
- 最小和最大的供应压力
- 致动器类型
- 失败模式
- 阀门扭矩
的大小和设计阀和压差阀也考虑,以及阀杆填料摩擦力,媒体温度和机械阀和阀杆的特征。注意,适用于阀门,不可能准确计算阀门的扭矩需求。相反,每个阀门大小的物理测量在不同压差条件下是必需的。
由于复杂性参与正常大小阀致动器,它必须执行机构的技术训练有素的专家。简单地选择一个超大号的致动器不是一个保障,;一个超大号的阀门执行机构会损坏阀门的阀杆(除非附加组件如安全阀使用),加上浪费性支出。一位个头矮小的致动器根本无法操作阀门需求,这是特别重要的紧急关闭阀(ESDVs)。
最小和最大的供应压力是最重要的分级因素需要考虑。正常压力,一个度量经常提供,不应使用大小一个执行机构。一个致动器必须能够发展足够的扭矩最低供应压力操作阀,确保它正常运转即使供应压力在最低点。还应该考虑最大压力,因为它的致动器必须能够处理的最大潜在的安全压力。监管机构和泄压阀可用于应用程序的执行机构是超大号的或无法处理的最大安全供应压力。
速度
操作所需的速度决定了电力需求致动器。这需要更多的权力执行一个操作(如完全打开或关闭阀门)在更少的时间,例如。
气动执行机构有优势,因为它更容易控制自己的速度。最简单的方法来实现速度控制气动执行机构是适合用针阀,或一个变量孔,在空中飞行员排气口。电动执行机构齿轮减速马达,因此(不可能,真的)很难控制这些驱动器的速度没有齿轮调整。脉冲电路可以在某些情况下,允许添加操作慢。
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电动执行机构,所需的操作速度决定了电机功率要求。流体动力传动装置(气动和液压执行器),所需的操作速度决定必要的供应和排气线除了规模的大小方向控制阀。
运动的频率
操作的频率(或职责)影响机械传动耐久性和控制器的鲁棒性。显然,阀门操作很少(如隔离或调节责任阀门)意味着更少的机械部件的磨损和控制。然而,其他阀门,如调制过程阀门、啸叫或连续的基础上运作,需要更耐用的阀门和执行器总成。
致动器能力通常被定义为指定数量的每小时开始。根据ISA电动阀执行机构的规范指南“换向接触器作为最低标准应该是额定每小时60运动开始。可选的固态换向接触器电联锁,应该用于高速率调制的服务和最低的额定每小时1200开始。”
通过截图Indelac控制公司。
另一个一般的经验法则是基于工作周期:
- 隔离——阀门操作每天只有几次
- 调节——每小时30到60开始
- 调制——600年至1800年开始每小时
安全
在某些应用程序中,如危险的环境中,如第七NEMA旨在改善安全的指导原则要求某些预防措施为不同类型的驱动器。安全应该考虑在选择阀门执行机构,并在可能的情况下,最安全、最可靠的选择应该使用基于应用程序规范。一个致动器应该能够保持自动防故障装置的位置例如,火灾应该打破。
然而,在某些情况下,理想的致动器不能使用由于减轻处罚的情节。当一个不同类型的致动器必须使用比最理想的解决方案,经常有额外的组件,这些组件可以被添加到改善安全和满足监管规范。
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例如,气动执行机构可以停滞不前无限期地没有问题,但电动执行机构不能停滞不前也不用担心损坏电动机由于过度电动机电流产生的热量。保护装置、转矩开关可以使用或加热和电流传感器。
春天的回报或故障安全选项,另一个安全组件通常在流程工业中指定。春天返回驱动阀一个预先确定的安全位置在发生电力或信号故障。气动执行机构,这既实用又便宜的选择。蓄电池坦克可以安装存储不能使用气压当春天的回报(有时是大型或重型执行机构)的情况。
大多数电动执行机构不回位弹簧选项可用,但电池备份这些致动器通常是一个可行的自动防故障装置的选择。或者,一个电动液压致动器可用于实现回位弹簧的功能,只需要一个电源。这是通过激励对一个回位弹簧加压气缸的液压泵,驱动执行机构的初始位置在发生电源故障。
成本
所有上述因素影响阀门执行机构的成本。在一般情况下,扭矩越大,所需的更多权力操作,更大、更昂贵的致动器。而选择合适的阀门驱动装置的应用,包括任何额外的组件所需的安全、理想的操作,可能意味着更高的前期成本,最终的配置将受益于更大的可靠性和耐用性。写作清晰,明确的技术规格勤于质量控制,并确保足够的采购供应商资格是必不可少的步骤正确的执行机构为您的应用程序。
错误的执行机构不仅未能充分操作阀,但可能导致损坏阀杆和阀本身,以及引入不必要的安全风险。选择合适的阀门执行机构意味着更少的意外关闭,减少频繁的执行机构和阀门更换,并最终降低长期成本。
