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閥門驅動裝置種類及特點

[ 2016-08-05 ]
閥門驅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動，其運動過程可由行程、轉矩或軸向推力的大小來控制。閥門驅動裝置的選擇要在充分了解閥門驅動裝置的種類及性能的基礎上，取決于閥門的種類、裝置的工作規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動裝置的連接標準，即GB/T 12222《多回轉閥門驅動裝置的連接》和GB/T12223《部分回轉閥門驅動裝置的連接》，該兩項標準分別等效采用了ISO 5210和ISO5211標準。
《多回轉閥門驅動裝置的連接》主要適用于閘閥、截止閥、節流閥和隔膜閥用驅動裝置與閥門的連接尺寸。
《部分回轉閥門驅動裝置的連接》主要適用于球閥、蝶閥和旋塞閥用驅動裝置與閥門的連接尺寸。

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

閥門驅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、空氣發動機式、薄膜和棘輪組合式）、液動（液壓缸式、液壓馬達式）、聯動（電液聯動、氣液聯動）等各種形式。
    在各種類型的閥門驅動裝置中，電動裝置占主導地位，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用較廣，其中薄膜式氣動裝置主要用在調節閥上。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動，一種為手輪借助齒輪傳動進行驅動。
    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的空檔，使手輪能單獨空轉一定的角度，在啟、閉閥門的瞬間，可猛烈轉動手輪，使手輪對閥桿螺母產生一個撞擊力，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。當閥門由一人操縱需要相當大的力時，通常采用齒輪或蝸輪蝸桿傳動，以減輕啟、閉所產生的力。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。

手動裝置的優點與缺點
操作方式
優    點
頂部安裝螺紋桿傳動機構
a.結構簡單
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
側裝連桿機構
a.動作容易實現
a.振動時易產生高的支架應力;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.增加了驅動裝置的高度
用手動緊急關閉時要考慮到手輪轉動的總圈數所需要的時間
單一的手動驅動
人工調節，價格便宜
由于振動（輪上的手把）常常會損壞閥門內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型（Z型）圖1和部分回轉型（Q型）圖2兩種。前者用于升降桿類閥門，如閘閥、截止閥、節流閥、隔膜閥等；后者用于球閥、旋塞閥、蝶閥等在90°范圍內啟閉的閥門。





閥門電動裝置的優點與缺點
優    點
a.適用性較強，不受環境溫度影響
b.輸出轉矩范圍廣
c.控制方便，有利于工藝系統的自動化操作
d.可實現超小型化
e.具有機構自鎖性
f.安裝、維護、檢修方便
缺    點
a.結構復雜
b.機械效率低，一般只有25～60%
c.輸出轉速不能太高或太低
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用較廣，按閥門氣動裝置的結構特點，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，還有氣動馬達式氣動裝置。典型的氣動裝置及氣路系統。

單氣缸氣動裝置結構






優    點
a.結構簡單
b.氣源容易獲得
c.能得到較高的開關速度
d.可安裝高速器，使開關速度按需要進行調整
e.氣體壓縮性大，關閉時有彈性
缺    點
a.與液壓裝置相比結構較大，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、控制和執行機構三大部分組成。動力源的作用是把電動或氣動馬達的有效功率轉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組成。執行機構有兩種，一種是油缸執行機構，實現往復直線運動；另一種是油馬達執行機構，實現回轉運動。
    液動裝置的優點與缺點
優    點
a.結構簡單、緊湊、體積小
b.輸出力大，傳動平穩可靠
c.容易獲得低速或高速，速度調節方便
d.能遠距離自動控制
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.不適于對于信號進行各種運算


五、聯動驅動裝置
閥門液壓驅動裝置可與電動、氣動配合而組成電—液、氣—液聯動系統。圖9即為管路切斷調節系統氣—液聯動緊急切斷閥。

電液聯動式驅動裝置的優點與缺點
優    點
a.輸出力大
b.啟閉閥門動作迅速
缺    點
a. 價格昂貴
b. 結構復雜

氣—液聯動式驅動裝置的優點與缺點
優    點
a.結構緊湊，傳動平穩，可獲得很大的輸出扭矩
b.可根據現場使用情況選擇最經濟適用的動力源
c.通過定壓溢流閥可以精確地調整最大輸出扭矩
d.調速方便，調節范圍大，并且是無級調速
e.能夠適應各種方式的自動控制的需要
f.在閥門驅動系統中可以配蓄能器
缺    點
a.價格昂貴
b.結構復雜，可靠性較低
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