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我国的电动执行器的生产历史及阀门电动装置的性能评估

我国的电动执行器生产有四十年的历史,但由于创新的体制发展较晚,国产阀门电动装置没有进行大的技术创新,存在可控性差、测量控制精度低、维护量大等不足。目前使用中的阀门电动装置有20—25万台已经处于更替阶段。而且原国产阀门电动装置已经到更换期。国产阀门电动装置机械寿命在15—25年、电动机寿命8—10年。另外有3—5万台进口的阀门电动装置电气控制部分存在有不同的问题需要解决。新一代电动执行器的投产正好弥补了国产阀门电动执行器的技术缺陷,
  新型的阀门电动装置具有高的可靠性、高的控制精度和各种保护功能。它可以精确、可靠地控制阀门,充分地保护阀门和阀门电动装置的安全,满足现代控制系统的需要。 新型电动装置具备的主要技术指标如下:1、本机/停/远程操作;2、能实现多种方式控制;3、具有相序识别、缺相、过热、力矩等保护功能;4、远程阀门开关指示;5、正常工作10000次免维护;6、可以按比例用模拟电压、电流等方式自动控制阀门;7、变频调速;8、能对阀门任何位置设定;9、遥控和现场总线等;相信新型阀门电动装置在工业自动化控制中将扮演越来越重要的角色,为我国的基础建设做出更加卓越的贡献。
  目前,就阀门市场的分布,主要是依据工程项目的建设,阀门的最大用户是石化行业、电力部门、冶金部门、化工行业和城市建设部门。石化行业主要应用API标准的闸阀、截止阀和止回阀;电力部门主要采用电站用高温压闸阀、截止阀、止回阀和安全阀及一部分给排水阀的低压蝶阀、闸阀;化工行业主要采用不锈钢闸阀、截止阀、止回阀;冶金行业主要采用低压大口径蝶阀、氧气截止阀和氧气球阀;城市建设部门主要采用低压阀,如城市自来水管道主要采用大口径闸阀,楼寓建设主要采用中线蝶阀,城市供热主要采用金属密封蝶阀;输油管线主要采用平板闸阀和球阀;制药行业主要采用不锈钢球阀;食品行业主要采用不锈钢球阀等。
  阀门电动装置是实现阀门程控、自控和遥控不可缺少的驱动设备,其运动过程可由行程、转矩或轴向推力的大小来控制。由于阀门电动装置的工作特性和利用率取决于阀门的种类、装置工作规范及阀门在管线或设备上的位置。
  电动装置一般由下列部分组成:
  专用电动机,特点是过载能力强﹑起动转矩大﹑转动惯量小,短时﹑断续工作。阀门电动装置减速机构,用以减低电动机的输出转速。
  行程控制机构,用以调节和准确控制阀门的启闭位置。
  转矩限制机构,用以调节转矩(或推力)并使之不超过预定值。
  手动﹑电动切换机构,进行手动或电动操作的联锁机构。
  开度指示器,用以显示阀门在启闭过程中所处的位置。
  操作力矩操作力矩是选择阀门电动装置的最主要参数,电动装置输出力矩应为阀门操作最大力矩的1.2~1.5倍。
  操作推力阀门电动装置的主机结构有两种:一种是不配置推力盘,直接输出力矩;另一种是配置推力盘,输出力矩通过推力盘中的阀杆螺母转换为输出推力。
  输出轴转动圈数阀门电动装置输出轴转动圈数的多少与阀门的公称通径、阀杆螺距、螺纹头数有关,要按M=H/ZS计算(M为电动装置应满足的总转动圈数,H为阀门开启高度,S为阀杆传动螺纹螺距,Z为阀杆螺纹头数)。
  阀杆直径对多回转类明杆阀门,如果电动装置允许通过的最大阀杆直径不能通过所配阀门的阀杆,便不能组装成电动阀门。因此,电动装置空心输出轴的内径必须大于明杆阀门的阀杆外径。对部分回转阀门以及多回转阀门中的暗杆阀门,虽不用考虑阀杆直径的通过问题,但在选配时亦应充分考虑阀杆直径与键槽的尺寸,使组装后能正常工作。
  输出转速阀门的启闭速度若过快,易产生水击现象。因此,应根据不同使用条件,选择恰当的启闭速度
  阀门电动装置有其特殊要求,即必须能够限定转矩或轴向力。通常阀门电动装置采用限制转矩的连轴器。当电动装置规格确定之后,其控制转矩也就确定了。一般在预先确定的时间内运行,电机不会超负荷。但如出现下列情况便可能导致超负荷:一是电源电压低,得不到所需的转矩,使电机停止转动;二是错误地调定转矩限制机构,使其大于停止的转矩,造成连续产生过大转矩,使电机停止转动;三是断续使用,产生的热量积蓄,超过了电机的允许温升值;四是因某种原因转矩限制机构电路发生故障,使转矩过大;五是使用环境温度过高,相对使电机热容量下降。
  过去对电机进行保护的办法是使用熔断器、过流继电器、热继电器、恒温器等,但这些办法各有利弊。对电动装置这种变负荷设备,绝对可靠的保护办法是没有的。因此,必须采取各种组合方式,归纳起来有两种:一是对电机输入电流的增减进行判断;二是对电机本身发热情况进行判断。这两种方式,无论那种都要考虑电机热容量给定的时间余量。
  通常,过负荷的基本保护方法是:对电机连续运转或点动操作的过负荷保护,采用恒温器;对电机堵转的保护,采用热继电器;对短路事故,采用熔断器或过流继电器。

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