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閥門電動裝置介紹

[ 2015-07-17 ]

球閥由全開到全關(guān)，閥桿的旋轉(zhuǎn)角度為90%，球閥要設(shè)機械限位。球閥的開啟位置和關(guān)閉位置都應(yīng)按閥桿旋轉(zhuǎn)角度來確定的，故球閥是按行程定位的。

第一節(jié) 電動裝置的分類

與其他閥門驅(qū)動裝置相比，電動驅(qū)動裝置具有動力源廣泛，操作迅速、方便等特點，并且容易滿足各種控制要求。所以，在閥門驅(qū)動裝置中，電動裝置占主導(dǎo)地位。

閥門電動裝置按輸出方式分為多回轉(zhuǎn)型（Z型）和部分回轉(zhuǎn)型（Q型）兩種，前者用于升降桿類閥門，包括：閘閥、截止閥、節(jié)流閥、隔膜閥等；后者用于回轉(zhuǎn)桿類閥門，包括球閥、旋塞閥、蝶閥等，通常在90%范圍內(nèi)啟閉。

閥門電動裝置按防護類型分為普通型和特殊防護型兩大類。

普通型電動裝置的使用環(huán)境如下：（1）環(huán)境溫度-25-40℃；（2）環(huán)境相對濕度≤90%.（25℃時）；（3）海拔≤1000m；（4）工作環(huán)境要求不含有腐蝕性、易燃、易爆的介質(zhì)。

如閥門的工作環(huán)境條件超過普通型電動裝置所具有的能力時，需采用特殊防護型產(chǎn)品。這類產(chǎn)品根據(jù)其所處工作環(huán)境而具有多種型式。

第二節(jié) 型號編制方法閥門電動裝置的型號

編制方法如下：代號說明：1—以漢語拼音字母表示電動裝置的類型，Z為多回轉(zhuǎn)型，Q部分回轉(zhuǎn)型；2—以數(shù)字表示電動裝置額定輸出力矩（N.m）：3—以數(shù)字表示電動裝置額定輸出轉(zhuǎn)速（r/min）或開關(guān)旋轉(zhuǎn)90℃。的額定輸出時間（s/ 90℃）；4—輸出軸最大轉(zhuǎn)圈數(shù)（部分回轉(zhuǎn)型不注）；5—防護型式（普通型不注）。

如Z10-18/80B 表示輸出力矩100 N.m、（10kgf.m）、輸出轉(zhuǎn)速18r/min，最大輸出轉(zhuǎn)圈數(shù)為80的防爆型多回轉(zhuǎn)的閥門電動裝置。

第三節(jié) 電動裝置的選擇及安裝連接方式

操作力矩操作力矩是選擇閥門電動裝置的最主要參數(shù)。電動裝置的輸出力矩應(yīng)大于閥門操作過程中所需的最大力矩，一般前者應(yīng)等于后者的1.2-1.5倍。因此，準(zhǔn)確地掌握閥門所需的力矩是選擇閥門電動裝置的關(guān)鍵。然而，由于實際情況的復(fù)雜性，計算所得到的閥門力矩，誤差往往都比較大；采用試驗方法實測閥門的最大操作力矩時，又受到試驗系統(tǒng)條件和設(shè)備的限制，也受到閥門本身結(jié)構(gòu)形式多樣性的限制，很難取得典型的數(shù)據(jù)。

從目前情況來看，可以采用計算或?qū)崪y的方法取得近似結(jié)果，然后，在選用電動裝置時留有適當(dāng)?shù)脑６取?/span>

以下定性地介紹各類閥門的操作力矩。

（一）閘閥的操作特性楔式閘閥操作力矩特性：當(dāng)閥門的開度在10%以上時，閥門的軸向力，即閥門的操作力矩的變化不大。當(dāng)閥門的開度低于10%時，由于流體的節(jié)流，使閘閥的前后壓差增大。

這個壓差作用在閘板上，使閥桿需要較大的軸向力才能帶動閘板，所以在此范圍內(nèi)，閥門操作力矩的變化比較大。圖中，實線表示剛性閘板閘閥操作力矩特性；虛線表示彈性閘板的閘閥操作力矩特性。從曲線看出，彈性閘板的閘閥，在接近關(guān)閉時所需的操作力矩比剛性閘板的要大些。

閘板關(guān)閉時，由于密封面的密封方式不同，會產(chǎn)生不同的情況。對于自動密封閘閥（包括平板閘閥），在閥關(guān)閉時，閘板的密封面恰好對正閥座密封面，即是閥門的全關(guān)位置。但此位置在閥門運行條件下是無法監(jiān)視的，因此在實際使用時是將閥門關(guān)至下止點的位置作為閘閥全關(guān)位置。由此可見，自動密封的閥門全關(guān)位置是按閘板的位置（即行程）來確定的。對于強制密封的閘閥，閥門關(guān)閉時必須使閘板向閥座施加壓力。此壓力可以保證閘板和閥座之間的密封面嚴格地密封，是強制密封閥門的密封力。這個密封力由于閥桿螺紋的自鎖將會繼續(xù)作用。顯然，為了向閘板提供密封力，閥桿螺母傳遞的力矩比閥門操作過程中的力矩大。由此可見，對于強制密封的閘閥，閥門的全關(guān)位置是按閥桿螺母所受的力矩大小來確定的。

閥門關(guān)閉后，由于介質(zhì)或環(huán)境溫度的變化，閥門部件的熱膨脹會使閘板和閥座之間的壓力變大，反映到閥桿螺母上，就為再次開啟閥門帶來困難。所以，開啟閥門所需的力矩比關(guān)閉閥門所需的力矩大。此外，對于一對互相接觸的密封面來說，它們之間的靜摩擦系數(shù)也比動摩擦系數(shù)大，要使它們從靜止?fàn)顟B(tài)產(chǎn)生相對運動時，同樣需施加較大的力以克服靜摩擦力；由于溫度變化，使密封面間的壓力變大，需要克服的靜摩擦力也隨之變大，從而使開啟閥門時，對閥桿螺母上需施加的力矩有時會增大很多。

（二）截止閥的操作特性截止閥的操作力矩特性：介質(zhì)由閥門下部進入閥門內(nèi)腔的關(guān)閥操作力矩特性。在閥門由全開位置開始關(guān)閉的階段，隨著閥瓣的下降# 流體在閥瓣前后造成壓差，以阻止閥瓣下降，而且這個阻力隨閥瓣下降而迅速增加。當(dāng)閥門全關(guān)時，閥瓣前后壓差等于介質(zhì)工作壓力，這時阻力最大。再加以強制的密封力，使閥門關(guān)閉瞬間的操作力增加很快。在閥門開啟過程中，由于介質(zhì)壓力或閥瓣前后壓差造成的推力都是幫助開啟閥門的，所以開閥特性曲線的形狀與圖中曲線相似，但位于圖中曲線的下方。應(yīng)該指出的是，在開閥的瞬間的力矩有可能超過關(guān)閥時的力矩，因為此時要克服較大的靜摩擦力。

截止閥開啟時，閥瓣的開啟高度達到閥門公稱直徑的$‘（ % &）（時，流量即已達到最大，即表明閥門已達到全開位置，所以截止閥的全開位置應(yīng)由閥瓣行程來確定。截止閥關(guān)閉時的情況和關(guān)嚴后再次開啟的情況與強制密封式的閘閥相似，因此，閥門的關(guān)閉位置應(yīng)按操作力矩增加到規(guī)定值來確定。

（三）蝶閥的操作特性蝶閥的操作特性：蝶閥的操作力矩特性曲線是中間高、兩端低。

造成這現(xiàn)象的原因是，蝶閥在中間位置時，流體受蝶板的阻礙，繞過蝶板流動，會在蝶板兩側(cè)形成旋流，對蝶板形成一流水力矩，此力矩是迫使蝶板關(guān)閉的。隨著蝶板的開啟或關(guān)閉，流體在蝶板兩側(cè)造成的旋流的影響越來越小，直到旋流消失，這時蝶板受到的阻力也越來越小，因此形成中間高、兩端低的特性曲線。至于閥門開啟過程中的操作力矩比關(guān)閉過程中的大，其原因則是由于流體對蝶板造成的動水力矩始終是向著關(guān)閥方向的。

非密封型蝶閥的最大操作力矩出現(xiàn)在中間位置，而密封型蝶閥的最大操作力矩出現(xiàn)在閥門關(guān)閉時，這是因為要附加上強制密封力矩的緣故。

蝶閥的閥桿只作旋轉(zhuǎn)運動，它的蝶板和閥桿本身是沒有自鎖能力的。為了使蝶板定位（停止在指定位置上），一種辦法是在閥桿上附加一個具有自鎖能力的減速器，在附加蝸輪減速器之后，可以使角位移增加到幾十圈，而操作力矩卻相應(yīng)降低，這樣可以使蝶閥的某些操作性能（如總轉(zhuǎn)圈數(shù)和操作力矩）與其他閥門接近，便于配用電動裝置。

對于強制性密封的蝶閥，它的關(guān)閉位置應(yīng)該按操作力矩升高到規(guī)定值來確定。

（四）球閥的操作特性球閥的操作力矩特性：球閥的操作力矩特性曲線與蝶閥的很相似，其原因也是由于流體在球體中流向改變時造成旋流的影響。旋流的影響隨閥門的開啟或關(guān)閉逐漸減小。

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