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                            傳感器和控制裝置是現代閥門(mén)執行機構所需的基本要求

                            發(fā)表時(shí)間:2022-12-05 10:01:17

                                 閥門(mén)執行機構可提供線(xiàn)性或旋轉力。重要的是,它們?yōu)殚y門(mén)提供的力足以有效地操作閥門(mén),但閥門(mén)的閥座或閥桿可能不會(huì )受到損壞。

                                因此,幾乎所有的執行機構都具有某種形式的力限制機構。

                                機制類(lèi)型:

                                在大多數應用中,流體動(dòng)力致動(dòng)器的力輸出受系統壓力的限制。在幾乎所有情況下,該系統壓力由壓力調節器控制。

                                典型的電動(dòng)執行機構具有內部扭矩限制機構。這是為了確保足夠的力來(lái)安裝閥門(mén),防止過(guò)大的力量,這可能會(huì )使座椅磨損或導致閥門(mén)堵塞。

                                對于具有蝸輪和齒輪的致動(dòng)器,蝸桿軸與蝸輪的軸向力反作用力與致動(dòng)器的輸出扭矩成正比。蝸桿軸與彈簧的力成比例地移動(dòng);蛘,一些裝置使用電子壓力傳感器來(lái)測量蝸桿軸上的力反作用力。

                                電動(dòng)機電流測量或電動(dòng)機速度也表示產(chǎn)生的扭矩水平。

                                一旦達到預定的力或扭矩極限,扭矩傳感器就會(huì )跳閘,并且動(dòng)力被切斷到電動(dòng)機?梢哉{節預定的力,使得一種尺寸的致動(dòng)器可以用在不同的閥門(mén)或應用上。

                                位置感知:

                                位置感應有兩個(gè)重要原因:

                                提供有關(guān)閥門(mén)位置的反饋。這可以傳輸到遙控室或在致動(dòng)器上本地顯示。

                                允許閥門(mén)正確就位。

                                一些閥設計需要特定量的力來(lái)充分地定位封閉元件,使得管道介質(zhì)不能通過(guò)。通常,這些閥門(mén)是楔形閘門(mén),球形或三重偏置蝶閥。

                                其他閥門(mén),例如大多數四分之一轉閥門(mén)(球閥,閥芯和彈性閥座蝶閥),以及一些板式或刀閘閥,設計用于在特定位置密封。

                                為了確保這些“位置安置”閥門(mén)正確就位,執行機構必須移動(dòng)到正確的位置并停止。實(shí)現此目的的一種方法是在致動(dòng)器中具有機械止動(dòng)件。這通常在用于四分之一轉閥的電動(dòng)或流體動(dòng)力致動(dòng)器上提供,但仍需要位置感測作為指示器。這種傳感通常是通過(guò)從部分回轉執行機構輸出軸直接驅動(dòng)到切換跳閘機構(例如凸輪或杠桿)來(lái)實(shí)現的。此外,可以從同一軸驅動(dòng)電位計或4-20毫安變送器,以提供連續的遠程位置指示。

                                出于操作目的,執行機構必須始終知道它相對于閥門(mén)位置的位置。因此,在位置閥的多回轉執行機構中必須使用位置測量系統。經(jīng)常使用從致動(dòng)器的輸出驅動(dòng)的機構。

                                多回轉執行機構需要通用的計數機構,以適應不同閥門(mén)所需的各種輸出轉向。

                                一些機制使用類(lèi)似于里程表但是雙向的齒輪旋轉計數器機構來(lái)計算致動(dòng)器的輸出轉數。另一種方法使用旋轉螺紋軸,螺母與致動(dòng)器輸出轉動(dòng)成比例地行進(jìn)。兩種類(lèi)型的機械驅動(dòng)機構都具有可容納的有限數量的輸出轉彎。

                                更常見(jiàn)的方法是使用可以測量更大跨度輸出轉彎的電子編碼器。

                                通常用于閥門(mén)執行機構的兩種類(lèi)型的編碼器是有效式和增量式。增量編碼器將計算設置期間在其存儲器中建立的設定位置的圈數。它只能在通電時(shí)計數; 如果增量編碼器斷電且執行器移動(dòng),則會(huì )失去位置參考。因此,備用電池通常包含在設計中,以便在執行機構失去主電源的情況下為編碼器和處理器供電。

                                有效編碼器工作方式不同。它不需要在移動(dòng)時(shí)通電,因為每個(gè)位置都有一個(gè)可以隨時(shí)讀取的 簽名。它不依賴(lài)于增量計數來(lái)維持位置參考。

                                位置傳感機構用于在位置閥上的閥行程末端使電機功率跳閘。

                                方向控制:

                                所有類(lèi)型的執行機構都需要某種方向控制來(lái)在打開(kāi)或關(guān)閉方向上移動(dòng)閥門(mén)。對于電動(dòng)執行機構,這通常采用電動(dòng)機起動(dòng)器的形式。對于流體動(dòng)力致動(dòng)器,使用方向控制閥。

                                在兩種情況下,外部控制信號用于激勵電動(dòng)機起動(dòng)器的線(xiàn)圈或方向控制閥的電磁線(xiàn)圈。

                                控制線(xiàn)將控制室連接到這些方向控制,通常為110VAC或24VDC。

                                對于電動(dòng)執行機構,重要的決定是如何控制電動(dòng)機。兩種類(lèi)型的電機控制布局是:

                                一個(gè)單獨的電機控制中心(MCC),包含與閥門(mén)分開(kāi)的一個(gè)中心位置的執行器的電機啟動(dòng)器。當執行機構位于惡劣環(huán)境中時(shí),通常使用此配置。

                                電機啟動(dòng)器與位于閥門(mén)上的執行器成為一體。這種配置提供了更簡(jiǎn)單且通常更便宜的安裝。

                                單獨的MCC很有可能來(lái)自電力行業(yè),其中電動(dòng)機起動(dòng)器通常組合在一起?刂凭(xiàn)從控制室運行到MCC,帶有來(lái)自閥門(mén)執行器位置指示和扭矩感應開(kāi)關(guān)的反饋線(xiàn)。電纜從MCC運行到各個(gè)執行器。

                                用于執行機構控制的MCC布局的優(yōu)點(diǎn)包括:

                                電機啟動(dòng)器均位于一個(gè)區域內,便于維護。

                                電機控制裝置可以防止振動(dòng),蒸汽,污垢,水和其他污染物進(jìn)入。

                                致動(dòng)器需要較小的空間包絡(luò )并且重量較輕。

                                積分控制方法的優(yōu)點(diǎn)包括:

                                扭矩和限位開(kāi)關(guān)可以連接在執行器上,使設備可以自成一體并經(jīng)過(guò)工廠(chǎng)測試。

                                需要較少的現場(chǎng)布線(xiàn)。

                                自動(dòng)相位校正可以包含在控制中。

                                可以采用數字現場(chǎng)總線(xiàn)鏈路來(lái)減少多個(gè)控制和指示線(xiàn),并且還帶回診斷信息。

                                MCC布局是20世紀發(fā)電廠(chǎng)設計的全球標準,并且仍然可以在德國設計的水處理設施和發(fā)電廠(chǎng)中看到。相比之下,整體控制和啟動(dòng)器是石油,天然氣,石化和大多數其他行業(yè)的 選。

                                大多數電動(dòng)執行機構制造商都有產(chǎn)品設計以適應任何配置。


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