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气动执行器选型指导
选型重要性
调节阀选型应用的好坏,除产品自身质量、用户是否正确安装、使用、维护外,正确地计算、选型十分重要。由于计算选型的失误,将会影响整个系统,甚至无法投用或引起巨大的经济损失。所以,用户采购人员、系统设计人员必须对调节阀的选型重视,应由经验丰富的设计院、研究所、生产厂的调节阀专业人员计算、选型。
执行器的选择
1、根据现场条件选择执行机械驱动类型:当现场只能提供气源和控制信号时,选气动执行机构;当现场只能提供电源和控制信号时,选电动执行机构;如果气源和电源以及控制信号都没有时,只能选自力式调节阀。
2、电动执行机构的特点:优点是驱动源(电源)方便,控制线路比气动执行机构简单,缺点是可靠性、防水防爆防护性能、稳定性、寿命不如气动执行机构,而且批量使用时成本高,建议优先选用气动式。
3、气动执行机构的特点:优点是性能稳定、防护性好、批量使用时可以明显地节约成本、? 而且重量轻、寿命长,缺点是控制线路相对复杂(需布气源管路和信号线路),选配附件繁琐,如果没有气源单台使用成本高。
结构类型的选择
调节阀常用的结构类型有:直行程的单座阀、套筒阀、双座阀、三通阀(合流、分流)、直角阀,角行程的O球阀、V球阀、蝶阀。
根据现场工艺参数条件及要求,结合下表中调节阀的不同结构的特点来选择:
气动执行器的规格扭矩选择
使用气动执行器时,先确定阀门的扭矩,①水蒸气或非润滑的介质增加25%安全值;②非润滑的干气介质增加60%安全值;③非润滑用气体输送的颗粒粉料介质增加100%安全值;④对于清洁、无摩擦的润滑介质增加20%安全值、然后根据气源工作压力,查找气动执行器的扭矩表,可得到准确的执行器型号。(注:此安全值为推荐使用。)
选用双作用:气源压力只有5bar,控制一个需要扭矩200N.m球阀,介质为非润滑的水蒸气,考虑到安全因素,增加25%等于250N.m,首先按表查找气源压力5bar,然后在气动执行器扭矩表中查找等于或相近的扭矩数据,选272N.m,再在表中选择相近扭矩的气动执行器型号。
选用单作用式(弹簧复位):气源压力只有4bar,控制一个需要扭矩100N.m蝶阀,介质为非润滑的干燥气体,考虑到安全因素,增加60%等于160N.m,首先按表查找弹簧复位终点得到相近扭矩166N.m,然后沿在表中查找气源压力4bar的终点扭矩196N.m,气源压力扭矩应该大于弹簧复位扭矩,正好气源压力扭矩大于弹簧复位扭矩,再在表中选择相近扭矩的气动执行器型号、及弹簧配置数量。
附件的选择
根据现场具备的条件以及控制系统不同要求,可选配以下各种附件来实现这些要求:
1、电磁阀,实现对气动执行器控制气源的切换,从而实现气动阀的打开或关闭功能。
2、回讯器,也叫限位开关,用于阀位开关显示或阀门运行时的工作位置信号远程反馈。
3、三联件,对控制气源进行过滤、减压调节、以及气缸润滑供油。
4、手轮机构,当控制系统的控制器发生故障时,可以通过手动方式操作阀门。
5、电气定位器,接收4-20mA控制信号从而将开关阀变成具有调节性能的气动调节阀。
阀体材质和密封材料的选择
1、阀体耐压等级、使用温度和耐腐蚀性能等方面应不低于工艺连接管道的要求,并应优先选用制造厂定型产品
2、水蒸汽或含水较多的湿气体和易燃易爆介质,不宜选用铸铁阀。
3、环境温度低于-20℃时(尤其是北方),不宜选用铸铁阀。
4、对强腐蚀性介质,选用耐蚀合金必须根据介质的种类、浓度、温度、压力的不同,选择合适的耐腐蚀材料。
5、对衬里材料(氟橡胶、塑料、PTFE)的选择时该工作介质的温度、压力、浓度都必须满足该材料的使用范围,并考虑阀动作时对它物理、机械的破坏(如剪切破坏)。
6、典型的特殊介质应选择典型耐蚀合金材料。
流量特性的选择
1、等百分比流量特性。
2、线性流量特性,又分为直线性和抛物线性。
3、近似等百分比流量特性。
作用方式及故障保护选择
电动调节阀,作用方式选择:电开式、电关式,故障保护(需保持电源),信号中断时:全关、保持、全开。
气动调节阀,作用方式选择:气开式、气关式,故障保护(气源信号中断时):全关(气开式)、全开(气关式)。
自力式压力调节阀,作用方式选择:控制阀前,起泄压作用;控制阀后,起减压稳压作用。
附件的选择
当控制系统对调节阀提出各式各样的特殊要求时,必须选配以下各种附件来实现这些要求:
1、电气定位器,接收控制信号用于改善控制阀调节性能的工作特性,实现正确定位。
2、回讯器,也叫限位开关,用于阀位开关显示或阀门运行时行程工作位置远程反馈。
3、空气过滤减压器用于净化气源、调节气压。
4、电磁阀,实现控制气源的切换,保证阀门在电源故障时阀门处于所希望的安全开度位置。
5、手轮机构,当控制系统的控制器发生故障时,可以通过手动方式操作阀门。
6、阀位变送器,将调节阀的运动位适时以信号形式反馈到远程控制室或接收设备。
7、气动保位阀,也叫锁气阀,当调节阀的气源发生故障时,保持阀门处于气源发生故障前的开度位置。
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