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閥門驅(qū)動裝置種類及特點

[ 2016-08-05 ]

閥門驅(qū)動裝置為用來操作閥門并與閥門相連接的一種裝置。該裝置可以用手動、電動、氣動、液動或其組合形式的動力源來驅(qū)動，其運動過程可由行程、轉(zhuǎn)矩或軸向推力的大小來控制。閥門驅(qū)動裝置的選擇要在充分了解閥門驅(qū)動裝置的種類及性能的基礎(chǔ)上，取決于閥門的種類、裝置的工作規(guī)范及閥門在管線或裝置上的位置。

目前我國主要有兩項閥門驅(qū)動裝置的連接標(biāo)準(zhǔn)，即GB/T 12222《多回轉(zhuǎn)閥門驅(qū)動裝置的連接》和GB/T12223《部分回轉(zhuǎn)閥門驅(qū)動裝置的連接》，該兩項標(biāo)準(zhǔn)分別等效采用了ISO 5210和ISO5211標(biāo)準(zhǔn)。

《多回轉(zhuǎn)閥門驅(qū)動裝置的連接》主要適用于閘閥、截止閥、節(jié)流閥和隔膜閥用驅(qū)動裝置與閥門的連接尺寸。

《部分回轉(zhuǎn)閥門驅(qū)動裝置的連接》主要適用于球閥、蝶閥和旋塞閥用驅(qū)動裝置與閥門的連接尺寸。

閥門驅(qū)動裝置按運動方式可分為直行程和角行程兩種。直行程驅(qū)動裝置即多回轉(zhuǎn)閥門驅(qū)動裝置，主要適用于各種類型的閘閥、截止閥和節(jié)流閥等；角行程驅(qū)動裝置即只回轉(zhuǎn)90°轉(zhuǎn)角的部分回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，主要適用于各種類型的球閥、蝶閥等。

閥門驅(qū)動裝置按能源形式可分為手動（手柄手輪式、彈簧杠桿式）、電動（電磁式、電動機式）、氣動（隔膜式、氣缸式、葉片式、空氣發(fā)動機式、薄膜和棘輪組合式）、液動（液壓缸式、液壓馬達(dá)式）、聯(lián)動（電液聯(lián)動、氣液聯(lián)動）等各種形式。

在各種類型的閥門驅(qū)動裝置中，電動裝置占主導(dǎo)地位，它主要用在閉路閥門上。

氣動裝置日前在防爆要求的場合應(yīng)用較廣，其中薄膜式氣動裝置主要用在調(diào)節(jié)閥上。液動裝置在長輸管線上的自然緊急切斷閥和井口放噴閥上使用廣泛。

手動裝置的手輪，大多數(shù)安裝在低、中壓截止閥和閘閥上；

手柄則用于高壓和超高壓截止閥、球閥及旋塞等閥類上。

氣液聯(lián)動裝置，多用于輸氣管道，無電源的野外場合，它的動力源即管道中的氣體。

一、閥門手動裝置

手動驅(qū)動的閥門，在各種工況的管路中，采用最為普遍。一種為手輪或手柄直接驅(qū)動，一種為手輪借助齒輪傳動進(jìn)行驅(qū)動。

1）手輪或手柄。一般在啟、閉力矩比較小的情況下，一個人或最多兩個人的正常體力可以啟、閉閥門。通常，手輪或手柄的材料采用可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵或碳鋼，也有采用鋁合金或塑料的。

2）撞擊式手輪。在高壓閥門上，為了增大操作扭矩多采用撞擊式手輪。撞擊式手輪由于手輪與閥桿螺母配合間留有適當(dāng)?shù)目諜n，使手輪能單獨空轉(zhuǎn)一定的角度，在啟、閉閥門的瞬間，可猛烈轉(zhuǎn)動手輪，使手輪對閥桿螺母產(chǎn)生一個撞擊力，這個撞擊力可大大超過一般手輪的力量，增大了啟、閉扭矩。

3）齒輪傳動手動裝置。當(dāng)閥門由一人操縱需要相當(dāng)大的力時，通常采用齒輪或蝸輪蝸桿傳動，以減輕啟、閉所產(chǎn)生的力。齒輪傳動裝置有正齒輪和傘齒輪傳動。齒輪傳動比通常取1：3，多用于閘閥和截止閥。齒輪傳動有開式一級齒輪傳動和閉式二級齒輪傳動，目前多采用閉式二級齒輪傳動。

手動裝置的優(yōu)點與缺點

操作方式

優(yōu) 點

頂部安裝螺紋桿傳動機構(gòu)

a.結(jié)構(gòu)簡單

b.成本低

缺點

a.安裝位置較高，操作不便

b.頂部需要有空間

側(cè)裝連桿機構(gòu)

a.動作容易實現(xiàn)

a.振動時易產(chǎn)生高的支架應(yīng)力;b.易被腐蝕

在支架上安裝蝸桿蝸輪傳動

a.完全密封和完全潤滑

b.增加了驅(qū)動裝置的高度

用手動緊急關(guān)閉時要考慮到手輪轉(zhuǎn)動的總?cè)?shù)所需要的時間

單一的手動驅(qū)動

人工調(diào)節(jié)，價格便宜

由于振動（輪上的手把）常常會損壞閥門內(nèi)件或使鑄鐵支架斷裂

二、閥門電動裝置

閥門電動裝置按輸出方式有多回轉(zhuǎn)型（Z型）圖1和部分回轉(zhuǎn)型（Q型）圖2兩種。前者用于升降桿類閥門，如閘閥、截止閥、節(jié)流閥、隔膜閥等；后者用于球閥、旋塞閥、蝶閥等在90°范圍內(nèi)啟閉的閥門。

閥門電動裝置的優(yōu)點與缺點

優(yōu) 點

a.適用性較強，不受環(huán)境溫度影響

b.輸出轉(zhuǎn)矩范圍廣

c.控制方便，有利于工藝系統(tǒng)的自動化操作

d.可實現(xiàn)超小型化

e.具有機構(gòu)自鎖性

f.安裝、維護(hù)、檢修方便

缺點

a.結(jié)構(gòu)復(fù)雜

b.機械效率低，一般只有25～60%

c.輸出轉(zhuǎn)速不能太高或太低

d.易受電源電壓、頻率變化的影響

三、閥門氣動裝置

閥門氣動裝置在具有防爆要求的場合應(yīng)用較廣，按閥門氣動裝置的結(jié)構(gòu)特點，可將其分為三種，即薄膜式氣動裝置、氣缸式氣動裝置、擺動式氣動裝置，此外，還有氣動馬達(dá)式氣動裝置。典型的氣動裝置及氣路系統(tǒng)。

單氣缸氣動裝置結(jié)構(gòu)

優(yōu) 點

a.結(jié)構(gòu)簡單

b.氣源容易獲得

c.能得到較高的開關(guān)速度

d.可安裝高速器，使開關(guān)速度按需要進(jìn)行調(diào)整

e.氣體壓縮性大，關(guān)閉時有彈性

缺點

a.與液壓裝置相比結(jié)構(gòu)較大，不適于大口徑、高壓力的閥門。

b.因氣體有壓縮性，故速度不易均勻

四、液動裝置

閥門液動裝置由動力源、控制和執(zhí)行機構(gòu)三大部分組成。動力源的作用是把電動或氣動馬達(dá)的有效功率轉(zhuǎn)變成用于液體傳動的流體動力。控制部分由控制閥門，如壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥和電氣控制系統(tǒng)組成。執(zhí)行機構(gòu)有兩種，一種是油缸執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)往復(fù)直線運動；另一種是油馬達(dá)執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動。

液動裝置的優(yōu)點與缺點

優(yōu) 點

a.結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、體積小

b.輸出力大，傳動平穩(wěn)可靠

c.容易獲得低速或高速，速度調(diào)節(jié)方便

d.能遠(yuǎn)距離自動控制

e.由于液壓油的粘性而提高效率，有自潤滑及防銹性能

缺點

a.油溫度引起油的粘度變化

b.液壓元件和管道易滲漏

c.配管、維修不方便

d.不適于對于信號進(jìn)行各種運算