電動開關(guān)閥力矩設(shè)計

電動開關(guān)閥力矩設(shè)計 電動閥門關(guān)閉力矩參數(shù)設(shè)定的研電動閥力矩設(shè)計 開關(guān)閥力矩設(shè)計 電動閥
     1 之前介紹組合式減壓閥在國華惠州熱電應(yīng)用，現(xiàn)在介紹電動開關(guān)閥力矩設(shè)計概述

     電動閥門大量應(yīng)用在電站、石油化工、鋼鐵冶金、食品加工及水質(zhì)處理等行業(yè)，特別是需要實行自動控制的大型企業(yè)中。電動閥門為閥門的遠程遙控創(chuàng)造了條件，也使生產(chǎn)系統(tǒng)的自動化和智能化成為可能。但是，電動閥門（如電動楔式閘閥和截止閥等）在使用中常有電動操作關(guān)閉不嚴密的現(xiàn)象，給閥門用戶和操作人員帶來麻煩，也嚴重影響了閥門的使用壽命。閥門電動裝置的力矩設(shè)置分類：
通常我們所使用的閥門電動裝置有具備一些常規(guī)功能的普通型、有自動化程度很高的智能型；但是無論哪一種都沒有把閥門關(guān)緊力的設(shè)定放在*來考慮，雖然都有力矩保護設(shè)置，但大部分因為其可靠性差，在實際應(yīng)用中僅能作為后續(xù)保護手段，控制方式都是選擇“行程關(guān)閉，力矩保護”，即閥門關(guān)閉時，以行程信號作為關(guān)閉到位的依據(jù)，力矩僅作為過載保護，根本無法對閥門關(guān)緊力的控制。以下就我們常見的閥門電動裝置中，力矩控制或保護機構(gòu)設(shè)置的方式進行歸納和分析：

電動開關(guān)閥力矩設(shè)計
一、電流設(shè)置式：
該設(shè)置方式以電機工作電流為參照值，根據(jù)電機電流的大小來判斷電機輸出功率，以確定其輸出扭矩，從而達到控制閥門關(guān)閉力的目的，該方式必須在可編程控制狀態(tài)下使用，即我們常說的智能化電動裝置，該方式以進口電裝為主：
優(yōu)點：控制、電機不易過載。
缺點：①反映力矩不真實，電裝機械部分狀態(tài)變化而引起電機電流變化時易造成閥門關(guān)閉不嚴（或過緊）。
② 該類電裝有些開、關(guān)力矩不分開設(shè)置，即開、關(guān)力矩同值，易造成閥門關(guān)緊后打不開。
③ 該類電裝大多價格較高，維修復(fù)雜，尤其是進口電裝，售后服務(wù)很不到位。

二、蝸桿軸向力取值式：
目前大多數(shù)電裝機械部分都采用蝸輪蝸桿減速方式。當電裝開（或關(guān)）閥門時，蝸輪反作用于蝸桿而產(chǎn)生的軸向力，反映了電裝輸出的扭矩值。我們在蝸桿一端安裝上蝶簧，當蝸桿壓縮蝶簧時產(chǎn)生的位移量取值可用來控制電裝輸出扭矩，目前國產(chǎn)普通型電裝大多采用該方式：
優(yōu)點：簡單、力矩值反映相對真實。
缺點：①該力矩取值為機械方式取值，且手段單一，如果機械取值部分磨損或出現(xiàn)故障，則易造成閥門破壞。
②該力矩取值通過常規(guī)電氣回路執(zhí)行時，一旦出現(xiàn)微動開關(guān)故障、交流接觸器粘合或接觸器上自保持導(dǎo)致偶而延時或不規(guī)則間斷延時等現(xiàn)象時，即會出現(xiàn)閥門關(guān)過（或開過），甚至造成閥門破壞。
因此，該力矩控制方式由于故障較多，在使用時僅能作為一種備用保護手段而不被作為閥門開關(guān)力矩設(shè)定的一種方法來使用。
三、力矩雙取值式：
為確保電動裝置能安全可靠地實現(xiàn)力矩關(guān)閉，RNZ（Y）型電動裝置使用了為*級力矩。同時，在*取值點上又設(shè)置二級機械綜保裝置，當*力矩值達到某一設(shè)定值時，二級綜保裝置繼續(xù)位移，以該位移取值來控制機械式斷電開關(guān)，該開關(guān)是在*級力矩失控狀態(tài)下，強行切斷電裝動力電源的，我們稱之為二級綜保力矩。因二級綜保力矩純屬機械式切斷，不存在控制回路或交流接觸器粘合問題。再加上手動緊急脫開按鈕配合檢修，更加地實現(xiàn)了整個電裝的力矩控制功能。
優(yōu)點：能安全可靠地實現(xiàn)閥門的力矩關(guān)閉，任何故障狀態(tài)下都能保證閥門及電裝的安全。
缺點：機械加工工藝及結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
鑒此，我們推出了安全有效地控制閥門關(guān)緊力并確保閥門能順利打開的力矩雙取值式——RNZ（Y）型閥門電動裝置，該設(shè)計獲得了兩項國家，該產(chǎn)品的推出有效地幫助您治理閥門內(nèi)漏，延長閥門使用壽命，降低機組補水率，提高設(shè)備運行效率。
RNZ（Y）型電動裝置特點、優(yōu)勢：
安全可靠的雙重力矩保護系統(tǒng)給閥門有一個合適的關(guān)緊力提供了必要的條件：RNZ（Y）型高壓閥門電動裝置的核心是提供了一套調(diào)節(jié)范圍大，調(diào)節(jié)精度高的*轉(zhuǎn)矩控制機構(gòu)，以保證對閥門關(guān)緊力的合理設(shè)定；同時輔以能直接切斷動力電源的第二轉(zhuǎn)矩機構(gòu)（無需通過交流接觸器，這樣可防止控制回路中微動開關(guān)故障或交流接觸器吸鐵不釋放而延遲動作或拒動引起的設(shè)備破壞）及缺相保護裝置；以達到在保證閥門關(guān)嚴的同時又保障閥門及電動裝置本身安全的目的。
強大的開啟力矩在保證閥門關(guān)嚴的同時又能順利地電動開啟：RNZ（Y）型高壓閥門電動裝置除了采用轉(zhuǎn)矩大過載能力強的閥門電機配套外，其開、關(guān)轉(zhuǎn)矩比可達3.5：1，以確保閥門能順利地開啟。

     2 現(xiàn)狀

     楔式閘閥、截止閥以及密封式蝶閥等閥門在關(guān)閉時，是依靠在閥門密封面上產(chǎn)生足夠的密封面比壓來保證密封的，而密封面比壓又是依靠閥門的操作力矩實現(xiàn)的，這類閥門為力矩控制型閥門。在生產(chǎn)實踐中，這類電動閥門常出現(xiàn)電動操作關(guān)閉后，仍有介質(zhì)泄漏的現(xiàn)象。為此，需人工操作關(guān)緊閥門。如遇意外情況，為了確保閥門關(guān)得緊密，通常還需要使用超長的加力桿，用力地關(guān)閉閥門。這樣的操作狀況既無法實現(xiàn)閥門的遠程遙控及系統(tǒng)自動化，又增加了操作者的勞動強度并縮短了閥門的使用壽命。因為閥門關(guān)閉不嚴密，泄漏介質(zhì)高速沖刷閥門密封面，必將造成密封面快速損壞。用加力桿強力關(guān)閉閥門，無法控制關(guān)閉的力矩，也難免損傷閥門密封面。

     3 分析

     閥門電動操作關(guān)閉不嚴密，而手動加力能關(guān)嚴，這是閥門關(guān)閉力矩不足的表現(xiàn)。顯然問題與電動裝置的控制系統(tǒng)有關(guān)。

     3.1 控制方式

     目前的閥門電動裝置通常都配備有行程控制與力矩控制兩套系統(tǒng)，它是建立在“以行程為控制，以力矩為保護”的基礎(chǔ)上的，這只適用于行程控制類型的閥門。對于要求行程控制的閥門，正常工作時，以行程來控制閥門的全開和全閉位置。若行程控制失靈，還有過力矩保護可以維持閥門的操作，避免閥門損壞。從而保證了閥門以及生產(chǎn)系統(tǒng)工作的安全。對于力矩控制型閥門，在現(xiàn)有系統(tǒng)中，行程系統(tǒng)是不起保護作用的。若力矩控制失靈或數(shù)值發(fā)生變化，閥門的操作力矩會在瞬間急速增大，卻沒有其他的保護措施。所以這種控制系統(tǒng)并不完備。

     3.2 力矩調(diào)試與設(shè)定

     上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調(diào)式減壓閥,自力式減壓閥即使有了適用的控制系統(tǒng)，在電動裝置與閥門裝配以后，也還需要對控制參數(shù)進行準確的調(diào)試與設(shè)定。通常，電動裝置在出廠時，額定輸出力矩都已完成校驗。但是，校驗后的力矩只是表明電動裝置的工作能力，并不等同于閥門關(guān)閉所需要的力矩。閥門關(guān)閉所需要的力矩除了與閥門的規(guī)格型號有關(guān)外，還與閥門實際工作的介質(zhì)、壓力和溫度有關(guān)，用戶應(yīng)該重新調(diào)整與設(shè)定。但是，大多數(shù)的閥門用戶（包括很多閥門制造廠家）不具備力矩檢測的手段，無法設(shè)定合理的力矩值。而且閥門運行一段時間經(jīng)過檢修后，電動裝置出廠設(shè)定的力矩已經(jīng)改變，必須重新設(shè)定。在缺乏力矩測定手段的情況下，閥門用戶只能按照閥門全開和全關(guān)的位置調(diào)整閥門的開度指示，并在全開和全關(guān)位置設(shè)定行程開關(guān)動作，確保行程控制能正常工作。然后，在閥門關(guān)閉，行程關(guān)閉開關(guān)動作的基礎(chǔ)上，手動加關(guān)閥門，當感覺到關(guān)閉力矩增加到一定程度以后，調(diào)整力矩開關(guān)動作。這樣設(shè)置的結(jié)果必然是閥門的啟閉仍然只受到行程開關(guān)的控制。閥門的關(guān)閉力矩得不到保證，所以關(guān)閉的嚴密性難以保證。

     3.3 備管理

     在很多企業(yè)，閥門與電動裝置分屬兩個部門管理。閥門歸設(shè)備部門管理，而電動裝置歸儀表部門管理。電動裝置通常由儀表部門負責調(diào)整設(shè)定。儀表部門自然側(cè)重于控制系統(tǒng)的正常工作，只要行程控制調(diào)整好，整機系統(tǒng)的自動控制就能正常工作。至于保證閥門關(guān)閉力矩的工作則沒有得到足夠的重視，常常把閥門電動操作關(guān)閉后的泄漏現(xiàn)象簡單地視為閥門質(zhì)量不好。其實電動閥門關(guān)閉不嚴密是由多種因素造成的，既有技術(shù)上的原因，也有組織管理的原因。只有采取切實可行的方法，逐一地解決了這些問題，才能保證閥門使用性能。
電動裝置里的力矩裝置是用來保護電動裝置的，在閥門開閉時如果行程機構(gòu)出問題或者沒有設(shè)置好行程，都有可能直接把閥門或者電裝頂裂，力矩就是用來保護電裝的，超出力矩就會自動關(guān)閉閥門，力矩裝置一般出廠時廠家會設(shè)定好，如果不是需要調(diào)整，不要亂動。
電動控制閥是一種以電磁閥為向?qū)чy的水力操作式閥門。常用于給排水及工業(yè)系統(tǒng)中的自動控制,控制反應(yīng)準確快速,根據(jù)電信號遙控開啟和關(guān)閉管道路系統(tǒng),實現(xiàn)遠程操作

     4 改進

     4.1 控制系統(tǒng)

     首先，應(yīng)該設(shè)計制造適用于力矩控制型閥門的控制系統(tǒng)。并按不同的控制類型對電動裝置進行分類，如分為A、B兩類。其中A類電動裝置適用于靠行程控制關(guān)閉的閥門?？墒褂媚壳暗目刂葡到y(tǒng)設(shè)置，以行程作為閥門的操作控制，以力矩作為過力矩保護措施。而B類電動裝置適用于力矩控制型閥門。只設(shè)力矩關(guān)閉控制，不設(shè)行程關(guān)閉控制，只能以力矩來控制閥門的關(guān)閉。另外選用其他的參數(shù)（例如電機的電氣參數(shù)或輸出轉(zhuǎn)矩）作為過力矩保護的設(shè)置依據(jù)，以完善控制系統(tǒng)。

     如果考慮到閥門對開啟的不同要求，也可采取AA、AB、BA、BB的分類方法。如此分類，不同控制要求的閥門可以選配不同類型的電動裝置，使控制方式單一，調(diào)整目標明確，閥門關(guān)閉的密封性也就得到了保證。

     4.2 檢測裝置

     為閥門用戶提供輕便可靠的力矩檢測和校驗工具。這種工具應(yīng)具備輕便靈活可移動的特點，能在閥門安裝地點檢測和校驗閥門，以便于用戶合理地設(shè)定閥門關(guān)閉的力矩數(shù)值和控制閥門的關(guān)閉。盡管智能型電動裝置能隨時向用戶提供閥門關(guān)閉力矩的數(shù)值，也便于調(diào)整。但是，這種電動裝置的力矩傳感器也必須定期校驗和標定，否則可能發(fā)生數(shù)據(jù)偏移和指示偏差的情況，仍然難以保證閥門關(guān)閉的密封要求。閥門在關(guān)閉時對強制關(guān)閉力的要求 ，因為閥門在關(guān)閉后期的壓差大， 關(guān)緊力達不到就會造成泄漏，泄漏的 結(jié)果則會導(dǎo)致閥門密封面因介質(zhì)的沖 刷而受到損傷，如此形成惡性循環(huán)： 關(guān)不嚴則漏，漏則*性關(guān)不嚴、

     5 結(jié)語

     為了保證電動閥門操作的可靠性，應(yīng)加強對閥門調(diào)試人員的培訓(xùn)，使他們能正確掌握各種閥門的合理調(diào)試方法。這樣電動閥門在電動操作下的關(guān)閉密封性將會得到根本性的改善。只要閥門本身質(zhì)量良好，閥門的可靠性將會得到提高，也必將受到用戶的歡迎。

     參考文獻

     （1）楊源泉。閥門設(shè)計手冊（M）。北京：機械工業(yè)出版社，1992。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：200X先導(dǎo)隔膜式水用減壓閥安裝要求