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-----執(zhí)行機構概述-----
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1. 為什么要用執(zhí)行機構:
1.1??可以利用外來動力源,以節(jié)省人員體力,使操作輕易;
1.2??實現(xiàn)遙控;
1.3??實現(xiàn)復雜的控制功能。
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2. 執(zhí)行機構的功能定義:
執(zhí)行機構是將外來能源轉換成驅動閥門的推力和或扭矩的機械裝置。如使用?380VAC?的供電電源,?可以驅動電機旋轉,然后經(jīng)過齒輪箱減速后向外輸出扭矩驅動閥門動作。
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一般來講,單純的機械機構是不能按照要求控制閥門進行動作的。所以,完整的執(zhí)行機構應帶有一?定的控制系統(tǒng),應接受控制室發(fā)出的信號,來控制閥門的位置及開關方向。
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另外,為了能讓控制室觀察閥門的情況,執(zhí)行機構往往要求反饋閥門的狀態(tài),輸出連續(xù)信號和或開?關信號。隨著科學的不斷發(fā)展,更有智能型執(zhí)行機構可以以數(shù)字信號與控制室通訊,實現(xiàn)更加復雜
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閥門知識
的智能化操作和管理。
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替代手動操作是執(zhí)行機構的目的之一。但考慮在可能沒有動力源的情況下,仍然要操作閥門,執(zhí)行?機構往往還需要帶手動機構。
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3. 執(zhí)行機構的類型:
3.1 按能源類型分類:
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電動執(zhí)行機構,
采用標準電源如?380VAV,50HZ,3ph,或?220VAC,50HZ,1ph。?電動執(zhí)行機構的特點是:
●結構簡單,扭矩越大,相對成本越低。
●開關速度較慢,一般在?10?秒以上。
●較適用開關型控制,調(diào)節(jié)控制精度較低,一般在?1%以上。
●電動執(zhí)行機構無法做到本質安全,因此在某些防爆場合如?0?區(qū)則不能使用。
●電動執(zhí)行機構本身無法做到故障安全,如失電時,只能停在原位。
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氣動執(zhí)行機構,
通常采用儀表用氣源,一般考慮最低壓力為?0.4Mpa,最高壓力為?1.0Mpa。另外,還有高壓直動式?氣動執(zhí)行機構,最高壓力可達?10.0Mpa。
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氣動執(zhí)行機構的特點是:
●比較經(jīng)濟,尤其是在石化裝置,均設置有壓縮空氣處置系統(tǒng),因此對大規(guī)模,數(shù)量較大的系統(tǒng),?使用氣動執(zhí)行機構較為方便,并且可靠,經(jīng)濟。
●開關時間可根據(jù)氣動控制回路按要求進行設置,最快可達?1?秒以內(nèi)。
●對于小口徑的閥門,由于汽缸的容積較小,因此控制精度和響應速度較高,但對于大口徑的閥門,?汽缸容量較大,受到氣動技術的限制,控制精度相應下降,并會出現(xiàn)遲滯現(xiàn)象。
●如果控制要求復雜,如快速動作,則執(zhí)行機構的成本提高很大。
●可實現(xiàn)故障安全,如失氣關,失氣開。
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滾動執(zhí)行機構,
一般為高壓動力源,壓力范圍:一般大于?5.0Mpa,最高可達?35.0MPa
滾動執(zhí)行機構的特點是:
●扭矩輸出效率高,執(zhí)行機構尺寸較小。
●控制精度高,響應快??蓪崿F(xiàn)快速動作,最快可達?0.2?秒。
●液壓控制系統(tǒng)成本較高。
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電液聯(lián)動執(zhí)行機構,?為液動執(zhí)行機構配上液壓源(站),電氣控制系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)組成?電液執(zhí)行機構的特點是:
●結構復雜,設計難度大,制造成本高。
●閥門的控制精度高,響應迅速。
●可實現(xiàn)極其復雜的控制功能,
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氣液聯(lián)動,為長輸油氣管線專用,對天然氣管線采用管線內(nèi)天然氣作為動力源,輸油管線采用氮氣
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閥門知識
為動力。?氣液聯(lián)動執(zhí)行機構的特點是:
●為專用執(zhí)行機構,可控制球閥和閘閥,并可實現(xiàn)彈簧單作用關斷等功能。
●10.0MPa?高壓氣動控制回路。
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電動/液動執(zhí)行機構,?為電動執(zhí)行機構與液壓執(zhí)行機構的結合。?特點:電動執(zhí)行機構與液動執(zhí)行機構的有機結合,
●克服了電動執(zhí)行機構斷電只能保持原位的缺點,可實現(xiàn)失電故障時打開或關閉閥門的功能。
●缺點是實際輸出扭矩較小,無法實現(xiàn)較大的閥門的控制。
●成本較高。
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3.2 按驅動閥門類型分類:?角行程,
90°旋轉閥門,如球閥,蝶閥等
180°旋轉閥門,如四通閥門
●電動執(zhí)行機構通過齒輪箱將電機的旋轉轉換成?90°或?180°旋轉。因此轉換效率較低。
●氣動/液動執(zhí)行機構通過齒輪齒條或撥叉等連桿機構將活塞或隔膜的直線運動轉換成角行程。轉換?效率較電動執(zhí)行機構渦輪蝸桿齒輪箱高。
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直行程?線性,閥桿特點為光桿,執(zhí)行機構平推閥桿上下移動。?多回轉,閥桿特點為螺桿,執(zhí)行機構軸套旋轉使閥桿上下移動。
●電動執(zhí)行機構的控制精度取決于全行程多回轉的圈數(shù)
●對于較長行程,控制精度較低。
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3.3 按結構形成分類:?齒輪箱類
●角行程,有渦輪蝸桿齒輪箱
●多回轉,有直齒輪和傘齒輪齒輪箱
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活塞式
●與撥叉或齒輪齒條機械機構配合,轉換成角行程控制
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隔膜式
●操作壓力較低,不超過?0.14Mpa
●一般用于較短行程的控制,一般<300mm。
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4. 執(zhí)行機構的基本知識介紹:
以下為執(zhí)行機構所需的執(zhí)行機構基礎知識,只有充分理解才能與客戶進行正確的溝通和選型。
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4.1 扭矩:?執(zhí)行機構的輸出是以能量表示的,分別表示為推力和扭矩,推力表示直線運動的能量,扭矩表示旋?轉運動的能量
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扭矩的定義為:推力加在力臂上產(chǎn)生的旋轉能量。.即:?扭矩?=??推力 ×?力臂長度,
單位為?NM(或?kgfm)
閥門知識
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我公司大部分閥門均為球閥,蝶閥,為角行程,一般以扭矩表達所需要或輸出的能量,但對于直行
程閥門,如果是螺桿,由于是旋轉運動,也以扭矩表示。