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      如何選擇氣動與電動執行機構

      發布日期:2022-03-08       來源:Zoey

      一、如何選擇執行機構

      1.執行機構選擇的主要考慮因素

      ①可靠性;②經濟性;③動作平穩、足夠的輸出力矩;④結構簡單、維護方便。

      2.電動執行機構與氣動執行機構的選擇比較

      (1)氣動執行機構簡單可靠

      老式電動執行機構可靠性差是它過去的一貫弱點,然而在 90 年代電子式執行機構的發展徹底解決了這一問題,可以在 5~10年內免維修,它的可靠性甚至超過了氣動執行機構。

      (2)驅動源

      氣動執行機構的最大不足就是需別設置氣源站,增加了費用;電動閥的驅動源隨地可取。

      (3)價格方面

      氣動執行機構必須附加閥門定位器,再加上氣源,其費用與電動閥不相上下(進口電氣閥門定位器與進口電子式執行機構價格相當;國產定位器與國產電動執行器不相上下)。

      (4)推力和剛度:兩者相當。

      (5)防火防爆

      “氣動執行機構 + 電氣閥門定位器”略好于電動執行機構。


      氣動閥


      3.推薦意見

      (1)在可能的情況下,建議選用進口電子式執行機構配國產閥,以用于國產化場合、新建項目等。

      (2)薄膜執行機構雖存在推力不夠、剛度小、尺寸大的缺陷,但其結構簡單,所以,目前仍是使用最多的執行機構。

      (3)活塞執行機構選擇注意方面:

      ①氣動薄膜執行機構推力不夠時,選用活塞執行機構來提高輸出力;對大壓差的調節閥(如中壓蒸汽切斷),當 DN≥ 200 時,甚至要選雙層活塞執行機構;

      ②對普通調節閥,還可選用活塞執行機構去代替薄膜執行機構,使執行機構的尺寸大大減小,就此觀點而言,氣動活塞調節閥使用會更多;

      ③對角行程類調節閥,其角行程執行機構,典型的結構是雙活塞齒輪齒條轉動式。值得強調的是,傳統的“直行程活塞執行機構+ 角鐵 + 曲柄連桿”方式。

      二、電動和氣動執行器的對比

      1.抗過載能力和使用壽命

      電動執行器只能用于間斷性操作,因此不適用于持續的閉環操作。而氣動執行器具有抗過載能力且在其整個使用壽命中是免維護的。不需要換油也不需要其它潤滑。其標準使用壽命多達一百萬次開關循環,所以氣動執行器比其它閥執行器優越。

      2.安全

      氣動執行器可用于有潛在爆炸危險的場合,特別是碰到下列情況:

      需要防爆閥(如帶合適線圈的Namur閥);閥或閥島需安裝在爆炸區域外,在爆炸區域使用的氣動執行器要通過氣管驅動;電動執行器不易在有潛在爆炸危險的場合中使用且成本高。

      3.抗過載能力

      在需要增加扭矩或對作用力有特殊要求的情況下,電動執行器將很快地達到扭矩極限。尤其是在不定期開啟或長時間關閉閥執行器的情況下,氣動執行器抗過載能力的優點就顯而易見了,因為沉積物或燒結物會加大起動扭矩。使用氣動元件,可以很容易地增加工作壓力以及作用力或扭矩。

      4.經濟性

      在水和污水處理技術中大多數閥執行器都是以開/關的模式進行操作或者甚至設計成手動操作形式,因此氣動元件開創了合理化的重要前景。與氣動執行器相比,如果使用電動執行器,則監測功能如過溫監測、扭矩監測、轉換頻率、維修保養周期都必須設計在控制和測試系統中,這就導致了大量的線路輸入和輸出。除了終端位置感測和氣源處理,氣動執行器不需要任何監測和控制功能。氣動執行器成本很低,所以更加應該使手動閥執行器自動化。

      5.裝配

      氣動技術非常簡單??梢院苋菀椎貙崿F氣動執行器在閥驅動頭上的安裝以及氣源處理裝置的連接和驅動,另外氣動執行器的免維護設計確保了方便易用的即裝即運行。

      6.元件

      氣動元件具有較高的抗振性,堅固、耐用,一般不會損壞。即使很高的溫度也不會損壞耐腐蝕元件。電動執行器由大量的元件組成,相對而言,比較容易損壞。

      三、總 結

      1.氣動執行機構

      現今大多數工控場合所用執行器都是氣動執行機構,因為用氣源做動力,相較之下,比電動和液動要經濟實惠,且結構簡單,易于掌握和維護。由維護觀點來看,氣動執行機構比其它類型的執行機構易于操作和校定,在現場也可以很容易實現正反左右的互換。

      它優點是安全,當使用定位器時,對于易燃易爆環境是理想的,而電訊號如果不是防爆的或本質安全的則有潛在的因打火而引發火災的危險。所以,雖然現在電動調節閥應用范圍越來越廣,但是在化工領域,氣動調節閥還是占據著絕對的優勢。


      氣動執行器

      2.電動執行機構

      電動執行機構主要應用于動力廠或核動力廠,因為在高壓水系統需要一個平滑、穩定和緩慢的過程。


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      電動執行機構的主要優點就是高度的穩定和用戶可應用的恒定的推力,最大執行器產生的推力可高達225000kgf,能達到這么大推力的只有液動執行器,但液動執行器造價要比電動高很多。電動執行器的抗偏離能力是很好的,輸出的推力或力矩基本上是恒定的,可以很好的克服介質的不平衡力,達到對工藝參數的準確控制,所以控制精度比氣動執行器要高。如果配用伺服放大器,可以很容易地實現正反作用的互換,也可以輕松設定斷信號閥位狀態(保持/全開/全關),而故障時,一定停留在原位,這是氣動執行器所作不到,氣動執行器必須借助于一套組合保護系統來實現保位。

      電動執行機構的缺點主要有:結構較復雜,更容易發生故障,且由于它的復雜性,對現場維護人員的技術要求就相對要高一些;電機運行要產生熱,如果調節太頻繁,容易造成電機過熱,產生熱保護,同時也會加大對減速齒輪的磨損;另外就是運行較慢,從調節器輸出一個信號,到調節閥響應而運動到那個相應的位置,需要較長的時間,這是它不如氣動、液動執行器的地方。


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