阀门的执行机构以及选用

256《科技与企业》杂志2012年3月（上）科技专论阀门的执行机构以及选用中国船舶重工集团公司第七0三研究所(黑龙江哈尔滨)韩锋海军驻沈阳地区舰船配套军事代表室(辽宁沈阳)路海晋【摘要】一种能提供直线或旋转运动的驱动装置，它利用某种驱动能源并在某种控制信号作用下工作，这是对于执行机构最广泛的定义。执行机构使用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用，基本的执行机构用于把阀门驱动至全开或全关的位置。用与控制阀的执行机构能够精确的使阀门走到任何位置。因为越来越多的工厂采用了自动化控制，人工操作被机械或自动化设备所替代，人们要求执行机构能够起到控制系统与阀门机械运动之间的界面作用，更要求执行机构增强工作安全性能和环境保护性能。在本文就阀门的执行机构及其选用做简单的介绍。【关键词】阀门；执行机构；自动化；选用前言：随着微电子技术的发展，执行机构变得更加复杂，早期的执行机构只不过是带有位置感应开关的马达齿轮传动装置。如今的执行机构已经具备了更多先进的功能，它们不仅可以打开或关闭阀门而且可以检测阀门与执行机构的工作状态为预测性维护提供各种数据。尽管大部分执行机构都是用于开关阀门，但是如今的执行机构的设计远远超出了简单的开关功能，它们包含了位置感应装置，力矩感应装置，电极保护装置等。任何一种控制阀执行机构都是一种利用能源去驱动阀门的装置。这种装置可能是人力操作的齿轮组，用它去开关阀门，或者是一种具备复杂控制和测量装置的智能电子部件，用它可实现阀门的连续调节。一、阀门的执行机构介绍为了成功的实现过程自动化，最重要的是要确保阀门自身能够满足过程及管道内介质的特殊要求。通常生产过程和工艺介质能够决定阀门的种类，阀芯的类型以及阀内件和阀门的结构和材料。阀门选择好后接下来就要考虑自动化的要求，它们能够使用不同的驱动能源，能够操作各种类型的阀门。1、首先一种是电动单回转式的执行机构，它与电动多回转执行机构类似但是存在最终输出的是1/4转即90度的运动的差别，这种单回转式执行机构相对来说比较紧凑，甚至可以安装到小尺寸的阀门上，且在运行过程中所需要的电源较小，可以利用电池来实现故障安全操作。同时，新一代电动单回转式执行机构结合了大部分多回转执行机构的复杂功能，使用非侵入式用户友好的操作界面实现参数设定与诊断功能等。2、在阀门的执行机构中，最常用、最可靠的执行机构类型便是电力驱动的多回转式执行机构。这种执行机构运用原理是使用单相或三相电动机驱动齿轮或蜗轮蜗杆最后驱动阀杆螺母，利用阀杆螺母的转动使阀杆产生运动，最终控制阀门打开或关闭的效果。在运用过程中为了保护阀门不受损坏，安装在在阀门行程的终点的限位开关会切断电机电源，同时当安全力矩被超过时，力矩感应装置也会切断电机电源，位置开关用于指示阀门的开关状态。因此，对于这种把所有部件都安装在一个小小的躯壳内的执行机构，在外壳的保护下有防水、防尘、防爆的优势。3、在阀门的在执行机构运用中利用气动和液动单回转执行机构进行驱动的方式比较常用，这也称之为流体驱动单回转式执行机构。这种类型执行机构很容易实现故障安全操作模式。在运行过程中这是一种不需要电源就可以工作的形式，并且具有结构简单，性能可靠的别特点，非常适用于小尺寸阀门，拨叉具有较高效率。4、另外，还存在一种名叫流体驱动多回转式或直线输出的执行机构，它是利用气动或液动的操作方式，结构相对来说更为简单，运作起来也比较可靠，经常用于直通阀和闸阀的操作，通常人们只有在无电源的时才会考虑使用液动或气动执行机构来进行电动多回转式执行机构。二、阀门执行机构的选用1、在阀门执行机构的选用中首先要考虑的是驱动能源的选用，一般电动执行机构可有多种电源类型供选择，最常用的基本上可以分为电源或是流体源。例如，如果选择电源为驱动能源，对于大尺寸阀门一般选用三相电源，对于小尺寸阀门可选用单相电源。有时也可选直流供电，此时可通过安装电池实现电源故障安全操作。流体源种类比较多，如：压缩空气、氮气、天然气、液压流体等，因此，在选用流体源事要仔细根据电动执行机构的需要和周遭环境进行选择和使用。2、当选择阀门用执行机构时，必须要知道阀门的种类，并且要使用正确的力矩大小，才能够选择正确的执行机构类型。根据阀门情况可分为多回转驱动、单回转驱动、往复式驱动几种，它们对于执行机构的类型选择存在一定的影响。同时，对于力矩的大小选择，对于球阀、碟阀等可以九十度回转的阀门来说，最好通过阀门厂商通过测试阀门在额定压力下阀门所需的操作力矩，获得相应阀门力矩大小，这些力矩的大小厂商会根据使用情况的不同提供给使用方。3、在运用中一旦执行机构类型和阀门所需驱动力矩确定了，就可以使用执行机构厂商提供的数据表或选型软件进行选型。当然，在在选用软件类型时还需考虑到阀门操作的速度和频率是否与使用的阀门匹配