自動化控制閥門設計探討

自動化控制閥門設計探討 閥門的技術應用與自動化 自動化控制閥門設計探討 自動化閥門
之前介紹組合式減壓閥在國華惠州熱電應用，現在介紹為了成功的實現過程自動化，重要的是要確保閥門自身能夠滿足過程及管道內介質的特殊要求。通常生產過程和工藝介質能夠決定閥門的種類，閥芯的類型以及閥內件和閥門的結構和材料。閥門是流體系統中的重要組成部門，閥門的應用能夠對流體流動的流量、方向以及壓力等進行控制。就目前來看，對純機械自動控制閥門的相關研究較少，市場上成熟的純機械自動控制閥門也相對較少，而純機械自動控制閥門有著使用方便、自動化程度高、成本低等優點。基于以上，本文從純機械自動控制閥門概述入手，提出了一種新型純機械自動控制閥門，并探討了其設計方案和控制原理，旨在為純機械自動控制閥門的設計和研發實踐提供參考。 
閥門選擇好后接下來就要考慮自動化的要求即執行機構的選擇。可以簡單的按兩種基本的閥門操作類型來考慮執行機構。對于自動控制閥門來說，相關研究大多集中在有源控制，而對無源控制的研究較少，無源控制閥門指的就是不需要外部提供能量就能夠實現自動控制調節的閥門，無源控制閥門也稱為純機械自動控制閥門，其有著自動化程度高、節能效果好、使用方便、設備工藝簡單等優點。基于以上，本文簡要探討了純機械自動控制閥門的額設計及控制原理。
從本質上來講，純機械自動控制閥門就是一種不需要外部能量供應就可以實現自動控制調節的閥門，即無源控制閥門，純機械控制閥門的研究始于上世紀八十年代，LQ nst ein教授設計了一種名為Irris-tat的閥門，這種閥門就屬于一種純機械自動控制閥門，其在農業節水灌溉中的應用較為廣泛。當土壤中的水分含量達到預定值的時候，水分會進入到閥門，使得閥門內部凝膠膨脹，下壓活塞，減小水管的截面積，從而實現對用水量的控制。而當土壤中水分含量低于預定值的時候，法門中的水分會回到土壤中，活塞失去下壓力上移，水流量增大，從而實現對水流量的自動控制。


1.自動化控制閥門設計探討旋轉式閥門（單回轉閥門） 
這類閥門包括：旋塞閥、球閥、蝶閥以及風門或擋板。這類閥門需要已要求的力矩進行90度旋轉操作的執行機構自動控制閥門特點是1由于不需要進行系統調試，所以省去許多麻煩，節約了大量的時間，縮短竣工日期；
2由于不用使用閥門組和用于分層控制的閥門，所以為您節約了較多的管材，保溫材料及安裝費用和時間；
3使水系統時時刻刻都處于平衡狀態，所以無論安裝分期施工或設備分期使用都不會影響水系統的平衡。搜索
4即使工程后期或投入運行后因改變某些用途而需要改變某些區域的水系統設計，也不會影響其他區域的水系統設計，更不會影響區域的水系統平衡。
5由于整個系統處于動態平衡狀態，所以制冷機組及水泵將以節能狀態運行，節省了運行維護費用。
6由于系統的流量平衡是自動進行的，使安裝維護更加便利，并杜絕了人為操作失誤破壞平衡的可能。
7具有體積小，重量輕、連線簡單、流量大、調節精度高等特點，廣泛應用于電力、石油、化工、冶金、環保、輕工、教學和科研設備等行業的工業過程自動控制系統中。 


2.多回轉閥門 
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,水減壓閥這類閥門可以是非旋轉提升式閥桿或旋轉非提升式桿，或者說是他們需要多轉操作去驅動閥門到開或關的位置。這類閥門包括：直通閥（截止閥）、閘閥、刀閘閥等。作為一種選擇，直線輸出的氣動或液動氣缸或薄膜執行機構也開來驅動上述閥門。 
目前共有四種類型的執行機構，它們能夠使用不同的驅動能源，能夠操作各種類型的閥門。 
1.電動多回轉式執行機構 
電力驅動的多回轉式執行機構是常用、可靠的執行機構類型之一。使用單相或三相電動機驅動齒輪或蝸輪蝸桿后驅動閥桿螺母，閥桿螺母使閥桿產生運動使閥門打開或關閉。
多回轉式電動執行機構可以快速驅動大尺寸閥門。為了保護閥門不受損壞，安裝在在閥門行程的終點的限位開關會切斷電機電源，同時當安全力矩被超過時，力矩感應裝置也會切斷電機電源，位置開關用于指示閥門的開關狀態，安裝離合器裝置的手輪機構可在電源故障時手動操作閥門。 
這種類型執行機構的主要優點是所有部件都安裝在一個殼體內，在這個防水、防塵、防爆的外殼內集成了所有基本及的功能。主要缺點是，當電源故障時，閥門只能保持在原位，只有使用備用電源系統，閥門才能實現故障安全位置（故障開或故障關） 


2.電動單回轉式執行機構 
這種執行機構類似于電動多回轉執行機構，主要差別是執行機構終輸出的是1/4轉記90度的運動。新一代電動單回轉式執行機構結合了大部分多回轉執行機構的復雜功能，例如：使用非進入式用戶友好的操作界面實現參數設定與診斷功能。 
單回轉執行機構結構緊湊可以安裝到小尺寸閥門上，通常輸出力矩可達800公斤米，另外應為所需電源較小，它們可以安裝電池來實現故障安全操作。 


3.流體驅動多回轉式或直線輸出執行機構 
這種類型執行機構經常用于操作直通閥（截止閥）和閘閥，它們使用氣動或液動操作方式。結構簡單，工作可靠，很容易實現故障安全操作模式。 
通常情況下人們使用電動多回轉執行機構來驅動閘閥和截止閥，只有在無電源時才考慮使用液動或氣動執行機構。 


4.流體驅動單回轉式執行機構 
氣動、液動單回轉執行機構非常通用，它們不需要電源并且結構簡單，性能可靠。它們應用的領域非常廣泛。通常輸出從幾公斤米到幾萬公斤米。它們使用氣缸及傳動裝置將直線運動轉換為直角輸出，傳動裝置通常有：撥叉、齒輪齒條，杠桿。齒輪齒條在全行程范圍內輸出相同力矩，它們非常適用于小尺寸閥門，撥叉具有較率在行程起點具有高力矩輸出非常適合于大口徑閥門。氣動執行機構一般安裝電磁閥、定位器或位置開關等附件來實現對閥門的控制和監測。 
這種類型執行機構很容易實現故障安全操作模式。與本產品相關論文：禁油脫脂氧氣減壓閥操作維護