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閥門電動裝置介紹

[ 2015-07-17 ]

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

第一節電動裝置的分類

與其他閥門驅動裝置相比，電動驅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，在閥門驅動裝置中，電動裝置占主導地位。

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

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境如下：（1）環境溫度-25-40℃；（2）環境相對濕度≤90%.（25℃時）；（3）海拔≤1000m；（4）工作環境要求不含有腐蝕性、易燃、易爆的介質。

如閥門的工作環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品。這類產品根據其所處工作環境而具有多種型式。

第二節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為多回轉型，Q部分回轉型；2—以數字表示電動裝置額定輸出力矩（N.m）：3—以數字表示電動裝置額定輸出轉速（r/min）或開關旋轉90℃。的額定輸出時間（s/ 90℃）；4—輸出軸最大轉圈數（部分回轉型不注）；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）、輸出轉速18r/min，最大輸出轉圈數為80的防爆型多回轉的閥門電動裝置。

第三節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。電動裝置的輸出力矩應大于閥門操作過程中所需的最大力矩，一般前者應等于后者的1.2-1.5倍。因此，準確地掌握閥門所需的力矩是選擇閥門電動裝置的關鍵。然而，由于實際情況的復雜性，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，又受到試驗系統條件和設備的限制，也受到閥門本身結構形式多樣性的限制，很難取得典型的數據。

從目前情況來看，可以采用計算或實測的方法取得近似結果，然后，在選用電動裝置時留有適當的裕度。

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。當閥門的開度低于10%時，由于流體的節流，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，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，在接近關閉時所需的操作力矩比剛性閘板的要大些。

閘板關閉時，由于密封面的密封方式不同，會產生不同的情況。對于自動密封閘閥（包括平板閘閥），在閥關閉時，閘板的密封面恰好對正閥座密封面，即是閥門的全關位置。但此位置在閥門運行條件下是無法監視的，因此在實際使用時是將閥門關至下止點的位置作為閘閥全關位置。由此可見，自動密封的閥門全關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，閥門的全關位置是按閥桿螺母所受的力矩大小來確定的。

閥門關閉后，由于介質或環境溫度的變化，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也比動摩擦系數大，要使它們從靜止狀態產生相對運動時，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：介質由閥門下部進入閥門內腔的關閥操作力矩特性。在閥門由全開位置開始關閉的階段，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。當閥門全關時，閥瓣前后壓差等于介質工作壓力，這時阻力最大。再加以強制的密封力，使閥門關閉瞬間的操作力增加很快。在閥門開啟過程中，由于介質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。應該指出的是，在開閥的瞬間的力矩有可能超過關閥時的力矩，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由閥瓣行程來確定。截止閥關閉時的情況和關嚴后再次開啟的情況與強制密封式的閘閥相似，因此，閥門的關閉位置應按操作力矩增加到規定值來確定。

（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，會在蝶板兩側形成旋流，對蝶板形成一流水力矩，此力矩是迫使蝶板關閉的。隨著蝶板的開啟或關閉，流體在蝶板兩側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閥方向的。

非密封型蝶閥的最大操作力矩出現在中間位置，而密封型蝶閥的最大操作力矩出現在閥門關閉時，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，而操作力矩卻相應降低，這樣可以使蝶閥的某些操作性能（如總轉圈數和操作力矩）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，它的關閉位置應該按操作力矩升高到規定值來確定。

（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閉逐漸減小。

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

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