如何選擇氣動和電動執(zhí)行器
發(fā)布時間:
2023-01-10
作者:
來源:
I. 如何選擇執(zhí)行器
1. 執(zhí)行機構選擇的主要考慮因素
可靠性; ②經濟性; ③動作穩(wěn)定,有足夠的輸出扭矩; ④結構簡單,維修方便。
2. 電動執(zhí)行器和氣動執(zhí)行器的選擇和比較
(1)氣動執(zhí)行器簡單、可靠
老式電動執(zhí)行器的可靠性差,是其過去一貫的弱點。然而,在20世紀90年代,電子執(zhí)行器的發(fā)展徹底解決了這個問題。它可以在5~10年內免維護,其可靠性甚至超過了氣動執(zhí)行器。
(2) 驅動源
氣動執(zhí)行器的最大缺點是必須建立氣源站,增加了成本;電動閥門的驅動源可以在任何地方取用。
(3) 價格方面
氣動執(zhí)行器必須附帶閥門定位器和氣源,其成本與電動閥門相當(進口電動閥門定位器的價格與進口電子執(zhí)行器的價格相當;國產定位器與國產電動執(zhí)行器的價格相當)。
(4) 推力和剛度:兩者相等。
(5)防火、防爆
"氣動執(zhí)行器+電動閥門定位器 "略優(yōu)于電動執(zhí)行器。
3. 建議
(1) 如有可能,建議在國產化場合、新項目等選擇進口電子執(zhí)行器與國產閥門。
(2)雖然薄膜執(zhí)行機構存在推力不足、剛度小、體積大的缺陷,但其結構簡單,所以仍是目前使用最多的執(zhí)行機構。但在此強調,最好選用^Zha和ZHB^細的薄膜推桿來代替^ZMA和ZMB^老式的薄膜推桿,這樣可以獲得重量輕、體積小、性能好的大輸出力。
(3) 選擇活塞式執(zhí)行器的注意事項。
?、佼敋鈩痈裟な綀?zhí)行機構的推力不足時,選用活塞式執(zhí)行機構,以提高輸出力;對于壓差較大的調節(jié)閥(如中壓蒸汽切斷),當DN≥200時,應選用均勻雙層的活塞式執(zhí)行機構。
對于普通調節(jié)閥,也可選用活塞式執(zhí)行器來代替膜式執(zhí)行器,這樣可大大減小執(zhí)行器的體積。從這個角度看,氣動活塞式控制閥將得到更多的應用。
③對角行程調節(jié)閥的角行程執(zhí)行機構的典型結構是雙活塞齒條旋轉式。值得強調的是,傳統(tǒng)的 "直行程活塞執(zhí)行器+角鐵+曲軸連桿 "模式。
II. 電動和氣動執(zhí)行器的比較
1. 抗過載能力和使用壽命
電動執(zhí)行器只能用于間歇性操作,所以不適合于連續(xù)閉環(huán)操作。氣動執(zhí)行器具有抗過載能力,在整個使用壽命內免維護。不需要換油或其他潤滑。它的標準使用壽命可達100萬次開關,所以氣動執(zhí)行器比其他閥門執(zhí)行器優(yōu)越。
2. 安全性
氣動執(zhí)行器可用于有潛在爆炸危險的場合,特別是在以下情況下。
需要防爆閥門(如納穆爾閥,有合適的線圈);閥門或閥島應安裝在爆炸區(qū)域之外,在爆炸區(qū)域使用的氣動執(zhí)行機構應通過空氣管道驅動;電動執(zhí)行機構在有潛在爆炸危險的場合不易使用,且成本高。
3. 抗過載能力
在扭矩增大或對力有特殊要求的情況下,電動執(zhí)行器會很快達到扭矩極限。特別是當閥門執(zhí)行器無規(guī)律地開啟或長時間關閉時,氣動執(zhí)行器的抗過載能力優(yōu)勢明顯,因為泥沙或燒結物會增加啟動扭矩。使用氣動元件,很容易
4. 經濟性
在水和污水處理技術中,大多數(shù)閥門執(zhí)行器是以開/關模式操作的,甚至設計成手動操作。因此,氣動元件創(chuàng)造了一個重要的合理化前景。與氣動執(zhí)行器相比,如果采用電動執(zhí)行器,必須在控制和測試系統(tǒng)中設計超溫監(jiān)測、扭矩監(jiān)測、轉換頻率和維護周期等監(jiān)測功能,這導致了大量的線路輸入和輸出。除了終端位置感應和氣源處理外,氣動執(zhí)行器不需要任何監(jiān)測和控制功能。氣動執(zhí)行器的成本很低,所以手動閥門執(zhí)行器應實現(xiàn)自動化。
5. 組裝
氣動技術是非常簡單的。將氣動執(zhí)行器安裝在閥門驅動頭上,并連接和驅動氣源處理裝置,非常容易。此外,氣動執(zhí)行器的免維護設計確保了安裝和操作的簡便性。
6. 組件
氣動元件具有較高的抗震性,堅固耐用,一般不會損壞。即使是高溫也不會損壞抗腐蝕元件。而電動執(zhí)行器由大量元件組成,相對容易損壞。
7. 技術
線性執(zhí)行器直接作用于關閉裝置,而擺動執(zhí)行器只需要一個活塞和一個驅動軸就可以將 "線性壓縮空氣力 "轉化為擺動。使用氣動執(zhí)行器也可以很容易地實現(xiàn)慢速運動,例如通過使用簡單和低成本的流量控制元件。當電動執(zhí)行器將提供的能量轉換為運動時,將發(fā)生巨大的能量損失。首先,電動馬達將大部分能量轉化為熱量,其次是使用齒輪箱。
三、總結
1. 氣動執(zhí)行器
現(xiàn)在大多數(shù)工業(yè)控制場合使用的執(zhí)行器都是氣動執(zhí)行器,因為用空氣源作為動力,比電動和液壓更經濟,而且結構簡單,易于掌握和維護。從維護的角度看,氣動執(zhí)行器比其他類型的執(zhí)行器更容易操作和標定,而且在現(xiàn)場很容易實現(xiàn)左右的正反互換。
它最大的優(yōu)點是安全。在使用定位器時,它是易燃易爆環(huán)境的理想選擇。如果電信號不是防爆型或本質安全型的,就有可能因點火而引起火災。因此,盡管電動調節(jié)閥的應用范圍越來越廣,但氣動調節(jié)閥在化工領域仍占有絕對優(yōu)勢。
氣動執(zhí)行器的主要缺點是:反應慢、控制精度差、抗偏差能力差,這是由于氣體的可壓縮性造成的。特別是在使用大型氣動執(zhí)行器時,空氣充滿氣缸和排空需要時間。然而,這不應該是一個問題,因為在許多工作條件下不需要高控制精度、極快的響應和抗偏差能力。2. 2.電動執(zhí)行器 電動執(zhí)行器主要用于發(fā)電廠或核電站,因為在高壓水系統(tǒng)中需要一個平滑、穩(wěn)定和緩慢的過程。
電動推桿的主要優(yōu)點是穩(wěn)定性高,可由用戶施加恒定的推力。最大的推力可以達到225000kgf。只有液壓推桿可以達到這么大的推力,但液壓推桿的成本要比電動推桿高很多。電動執(zhí)行器的抗偏差能力很強,輸出的推力或扭矩基本恒定,能很好地克服介質的不平衡力,實現(xiàn)對工藝參數(shù)的精確控制,因此控制精度比氣動執(zhí)行器高。如果采用伺服放大器,可以很方便地實現(xiàn)正反作用力的交換,也可以很方便地設定關閉信號的閥位狀態(tài)(保持/全開/全關)。在發(fā)生故障的情況下,它必須保持在原來的位置,而這是氣動執(zhí)行器所不能做到的。氣動執(zhí)行器必須在一套組合保護系統(tǒng)的幫助下實現(xiàn)位置保持。
電動執(zhí)行器的缺點主要有:結構比較復雜,比較容易發(fā)生故障,而且由于其復雜性,對現(xiàn)場維修人員的技術要求比較高;電機在運行中要發(fā)熱。如果調整過于頻繁,容易造成電機過熱,產生熱保護。同時,也會增加減速器的磨損;另外,運行速度慢。從調節(jié)器輸出信號到響應控制閥移動到相應位置,需要很長的時間。這是它不如氣動和液壓執(zhí)行器的地方。
■
■