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選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)時必須考慮的四個基本參數(shù)

來源：上海自動化儀表有限公司作者：發(fā)表時間：2018-09-17 08:44:02【小中大】

     閥門以其最基本的形式由主體和內(nèi)部移動部件（封閉元件）組成，其關(guān)閉或限制通過閥門的流動。為了使該閥自動化，增加了一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)。然而，了解閥門驅(qū)動的最佳方法是首先探索它們將驅(qū)動的閥門。

 
    工業(yè)領(lǐng)域中有許多類型的閥門，它們按類型，工業(yè)，尺寸，壓力等級或許多其他考慮因素中的一種進(jìn)行分類。然而，自動化需要哪個執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)際上取決于四個基本參數(shù)：運(yùn)動，力，速度和操作頻率。
 
    運(yùn)動：
    通過第一個參數(shù)運(yùn)動對閥門進(jìn)行分類意味著要查看閥門設(shè)計中的一些明顯差異：
 
    線性閥門：
    具有需要線性運(yùn)動的閉合元件的閥門可以使用流體動力線性缸或連接到光滑桿的膜片。或者，可以使用具有電動或流體動力馬達(dá)的多回轉(zhuǎn)致動器來驅(qū)動螺紋桿。
 
    在封閉元件上具有線性運(yùn)動的閥門需要旋轉(zhuǎn) - 線性轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，以允許它們通過多回轉(zhuǎn)致動器自動化。使用以下三種閥桿名稱中的一種來描述該轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)：（1）上升非旋轉(zhuǎn)桿，（2）旋轉(zhuǎn)非上升桿，（3）上升旋轉(zhuǎn)桿。
 
選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)時必須考慮的四個基本參數(shù)
 
    上升的非旋轉(zhuǎn)閥桿通常是一個帶有固定螺紋閥桿的閘閥。執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的匹配螺母（閥桿螺母）在旋轉(zhuǎn)時將向上或向下移動閥桿。閥桿連接到閥門中的閥瓣或閥芯（閥門元件），致動器可以通過順時針或逆時針方向旋轉(zhuǎn)閥桿螺母來打開或關(guān)閉閥門。由于閥桿螺母位于執(zhí)行機(jī)構(gòu)組件中，閥門的推力也包含在執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，通常位于單元的底座中。
 
    上升的旋轉(zhuǎn)桿是以前設(shè)計的混合體。閥桿螺母位于閥門的頂部，因此閥桿旋轉(zhuǎn)時，閥門螺栓會升高或降低閥門。致動器通過滑動花鍵或“蝶形”螺母裝置連接到閥桿。通常，閥門的推力由閥門的頂部工件包含。
 
    盡管封閉元件以線性方式移動，但致動器輸出是旋轉(zhuǎn)的。通過閥桿螺母將運(yùn)動從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為線性運(yùn)動。
 
    對于沒有線性到旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的閥門，需要線性輸出執(zhí)行器來實(shí)現(xiàn)所需的運(yùn)動。這種類型中最常見的是用于操作過程控制閥的氣動線性執(zhí)行器。
 
 
選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)時必須考慮的四個基本參數(shù)1
 
    部分回轉(zhuǎn)閥：
    大多數(shù)部分回轉(zhuǎn)閥需要閥桿的四分之一圈從關(guān)閉移動到打開，反之亦然。這種類型的閥具有90度的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動，允許使用具有已知行程距離的致動器。四分之一轉(zhuǎn)閥上的封閉元件可以是圓盤（蝶閥），球形（球閥），圓錐臺（錐形塞），或這些類型的變型或組合。
 
    力：
    在選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)時，將閥門移動到其運(yùn)動范圍所需的力是至關(guān)重要的。在滑動桿閥的情況下，該力將是線性推動或拉動。對于多轉(zhuǎn)或部分回轉(zhuǎn)閥，需要旋轉(zhuǎn)力或扭矩。
 
選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)時必須考慮的四個基本參數(shù)2
 
    操作閥門所需的扭矩通常隨閥門尺寸，閥門設(shè)計和閥門的壓差而變化。通常，在關(guān)閉位置的這種差壓產(chǎn)生閥的最大力要求，這是打開閥所需的力。
 
    閥門關(guān)閉元件越大，座椅上的力就越大。對于一些閥門，例如閘閥和截止閥，可以計算該力，并且可以對閥門力的需求進(jìn)行合理估計以確定執(zhí)行器的尺寸。
 
    其他考慮因素包括閥桿填料摩擦，介質(zhì)溫度以及閥門和閥桿的機(jī)械特性。
 
    然而，對于角行程轉(zhuǎn)動閥，不可能精確地獨(dú)立計算閥的扭矩需求。這必須通過在各種壓差條件下對每個閥門尺寸進(jìn)行物理測量來完成。
 
    需要幾種類型和設(shè)計的致動器來覆蓋覆蓋閥門尺寸和壓力等級范圍所需的全部輸出力。閥扭矩需求越大，致動器越大并且成本越高。
 
    速度：
    閥門應(yīng)用所需的操作速度定義了執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的功率。
 
    權(quán)力被定義為在特定時間范圍內(nèi)完成的工作。執(zhí)行器完成的工作是閥門要求的力乘以必須施加的力的距離（閥門行程）。例如，如果這項(xiàng)工作必須在一分鐘內(nèi)完成，那么所需的功率將是兩分鐘內(nèi)操作同一閥門所需的功率的兩倍。
 
    對于電動執(zhí)行器，這是一個關(guān)鍵參數(shù)，因?yàn)樗鼪Q定了電機(jī)功率。對于流體動力執(zhí)行機(jī)構(gòu)，此參數(shù)會影響供氣和排氣管路的尺寸以及方向控制閥的尺寸。在這兩種情況下，成本都受到顯著影響，致動器的物理尺寸也是如此。
 
    運(yùn)動頻率：
    前面的閥門需求標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了所需的輸出運(yùn)動，力輸出和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功率。所需的操作頻率直接影響機(jī)械驅(qū)動的耐用性和控制器的穩(wěn)健性。
 
選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)時必須考慮的四個基本參數(shù)3
 
    隔離或調(diào)節(jié)工作閥和執(zhí)行機(jī)構(gòu)通常只需要不經(jīng)常操作。結(jié)果，機(jī)械部件和控制裝置幾乎沒有磨損。
 
    然而，調(diào)節(jié)過程閥可以不斷地操作。這需要一定程度的耐受閥門和致動器組件的磨損。因此，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇中考慮調(diào)制要求非常重要。不僅可以在傳動系統(tǒng)上產(chǎn)生更大的機(jī)械磨損，而且控制裝置必須能夠不斷變化而不會過熱或失效。
 
    關(guān)于調(diào)節(jié)和調(diào)節(jié)責(zé)任的定義已經(jīng)提出了許多主觀意見。然而，該行業(yè)已采用每小時60和1200次啟動的里程碑來實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)功能。將一些通用命名法附加到那些起始頻率上。
 
   上海自動化儀表股份有限公司簡要介紹了選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)時必須考慮的閥門關(guān)鍵參數(shù)。實(shí)際上，在為閥門及其應(yīng)用選擇合適的執(zhí)行機(jī)構(gòu)時，還需要定義許多其他選項(xiàng)。