如何正確選擇BURKERT電磁閥電動裝置
如何正確選擇BURKERT電磁閥電動裝置
BURKERT電磁閥程控、自控和遙控的設備,其運動過程可由行程、轉矩或軸向推力的大小來控制。由于閥門電動裝置的工作特性和利用率取決于閥門的種類、裝置工作規范及閥門在管線或設備上的位置。因此,正確選擇閥門電動裝置,對防止出現超負荷現象(工作轉矩高于控制轉矩)至關重要。
通常,正確選擇閥門電動裝置的依據如下:
1 操作力矩
操作力矩是選擇閥門電動裝置的主要參數,電動裝置輸出力矩應為閥門操作大力矩的 1.2~1.5 倍。
2 操作推力
BURKERT電磁閥電動裝置的主機結構有兩種:一種是不配置推力盤,直接輸出力矩;另一種是配置推力盤,輸出力矩通過推力盤中的閥桿螺母轉換為輸出推力。
3 輸出軸轉動圈數
BURKERT電磁閥輸出軸轉動圈數的多少與閥門的公稱通徑、閥桿螺距、螺紋頭數有關,要按 M=H/ZS 計算(M 為電動裝置應滿足的總轉動圈數,H 為閥門開啟高度,S 為閥桿傳動螺紋螺距,Z 為閥桿螺紋頭數)。
4 閥桿直徑
對多回轉類BURKERT電磁閥,如果電動裝置允許通過的大閥桿直徑不能通過所配閥門的閥桿,便不能組裝成電動閥門。因此,電動裝置空心輸出軸的內徑必須大于明桿閥門的閥桿外徑。對部分回轉閥門以及多回轉閥門中的暗桿閥門,雖不用考慮閥桿直徑的通過問題,但在選配時亦應充分考慮閥桿直徑與鍵槽的尺寸,使組裝后能正常工作。
5 輸出轉速
BURKERT電磁閥啟閉速度若過快,易產生水擊現象。因此,應根據不同使用條件,選擇恰當的啟閉速度。
BURKERT電磁閥電動裝置有其特殊要求,即必須能夠限定轉矩或軸向力。通常閥門電動裝置采用限制轉矩的連軸器。當電動裝置規格確定之后,其控制轉矩也就確定了。一般在預先確定的時間內運行,電機不會超負荷。但如出現下列情況便可能導致超負荷:一是電源電壓低,得不到所需的轉矩,使電機停止轉動;二是錯誤地調定轉矩限制機構,使其大于停止的轉矩,造成連續產生過大轉矩,使電機停止轉動;三是斷續使用,產生的熱量積蓄,超過了電機的允許溫升值;四是因某種原因轉矩限制機構電路發生故障,使轉矩過大;五是使用環境溫度過高,相對使電機熱容量下降。
過去對電機進行保護的辦法是使用熔斷器、過流繼電器、熱繼電器、恒溫器等,但這些辦法各有利弊。對電動裝置這種變負荷設備,的保護辦法是沒有的。因此,必須采取各種組合方式,歸納起來有兩種:一是對電機輸入電流的增減進行判斷;二是對電機本身發熱情況進行判斷。這兩種方式,無論那種都要考慮電機熱容量給定的時間余量。
通常,過負荷的基本保護方法是:對電機連續運轉或點動操作的過負荷保護,采用恒溫器;對電機堵轉的保護,采用熱繼電器;對短路事故,采用熔斷器或過流繼電器。
活塞式行程長,適用于要求有較大推力的場合;而薄膜式行程較小,只能直接帶動閥桿。撥叉式氣動執行器具有扭矩大、空間小、扭矩曲線更符合閥門的扭矩曲線等特點,但是不很美觀;常用在大扭矩的閥門上。齒輪齒條式氣動執行機構有結構簡單,動作平穩,并且安全防爆等,在發電廠、化工,煉油等對安全要求較高的過程中有廣泛的應用。
二、氣動執行器工作原理
1.雙作用氣動執行器工作原理圖
當氣源壓力從氣口(2)進入氣缸兩活塞之間中腔時,使兩活塞分離向氣缸兩端方向移動,兩端氣腔的空氣通過氣口(4)排出,同時使兩活塞齒條同步帶動輸出軸 (齒輪)逆時針方向旋轉。反之氣源壓力從氣口(4)進入氣缸兩端氣腔時,使兩活塞向氣缸中間方向移動,中間氣腔的空氣通過氣口(2)排出,同時使兩活塞齒條同步帶動輸出軸(齒輪)順時針方向旋轉。(如果把活塞相對反方向安裝,輸出軸即變為反向旋轉)
2.單作用氣動執行器工作原理圖
當氣源壓力從氣口(2)進入氣缸兩活塞之間中腔時,使兩活塞分離向氣缸兩端方向移動,迫使兩端的彈簧壓縮,兩端氣腔的空氣通過氣口(4)排出,同時使兩活塞齒條同步帶動輸出軸(齒輪)逆時針方向旋轉。在氣源壓力經過電磁閥換向后,氣缸的兩活塞在彈簧的彈力下向中間方向移動,中間氣腔的空氣從氣口(2)排出,同時使兩活塞齒條同步帶動輸出軸(齒輪)順時針方向旋轉。(如果把活塞相對反方向安裝,彈簧復位時輸出軸即變為反向旋轉)。
三、氣動執行器的分類
1.BURKERT電磁閥尤為常用,它可以用作一般控制閥的推動裝置,組成氣動薄膜式執行器。氣動薄膜式執行機構的信號壓力p作用于膜片,使其變形,帶動膜片上的推桿移動,使閥芯產生位移,從而改變閥的開度。它結構簡單,價格,維修方便,廣泛應用。
氣動薄膜執行機構有正作用和反作用兩種形式。
當來自控制器或閥門定位器的信號壓力增大時,閥桿向下的動作的叫正作用執行機構;當信號壓力增大時,閥桿向上動作的叫反作用執行機構。正作用執行機構的信號壓力是通入波紋膜片上方的薄膜氣室;反作用執行機構的信號壓力是通入波紋膜片下方的薄膜氣室。通過更換個別零件,兩者就能互相改裝。
2.BURKERT電磁閥使活塞在氣缸中移動產生推力,顯然,活塞式的輸出力度遠大于薄膜式。因此,薄膜式適用于出力較小、精度較高的場合;活塞式適用于輸出力較大的場合,如大口徑、高壓降控制或蝶閥的推動裝置。除薄膜式和活塞式之外,還有一種長行程執行機構,它的行程長,轉矩大,適用于輸出角位移和大力矩的場合。
氣動執行機構接收的信號標準為0.02至0.1MPa。
BURKERT電磁閥的主要部件為氣缸、活塞、推桿。氣缸內活塞隨氣缸內兩側壓差的變化而移動。根據特性分為比例式和兩位式兩種。兩位式根據根據輸入活塞兩側操作壓力的大小,活塞從高壓側被推向低壓側。比例式是在兩位式基礎上加以閥門定位器,使推桿位移和信號壓力成比例關系。
3.齒輪齒條式執行機構
齒輪齒條式(雙活塞齒條式)氣動執行器,具有結構緊湊,外觀優美,反應迅捷,運行穩定,使用壽命長等特點。所有配件都采用的防腐蝕處理技術,能適應各種惡劣工況。其高低溫以及各種特殊行程的執行器在各種應用領域都有良的表現。
四、氣動執行器的選型
在選用氣動執行器前,請確認閥門扭矩。并在扭矩上增加安全值,水蒸汽或非潤滑液體介質增加25%安全值;非潤滑漿料液體介質增加30%安全值。
當選用閥門扭矩為210NM,氣源壓力只有5bar,介質為非潤滑的水蒸汽,考慮到安全因素,增加25%安全值值即262NM,按雙作用輸出扭矩表查找氣源壓力在5bar時相應扭矩值。應選用277NM。