电动执行机构(电动执行器)选型考虑要点
电动执行器(电动执行机构)又称阀门电动装置或电动头,它是在不同行业领域的称谓,在工业管道阀门行业称之为阀门电动装置,在仪表行业称之为电动执行器(电动执行机构)。
阀门在工业管路控制中是经常使用的非常重要设备,电动阀门因其动力源容易取得,且一般情况下无需维护的优点,比起气动、液动等驱动方式的设备使用更为普遍。在工业场合电动阀门要求其必需具有更高的可靠性和安全性,电动阀门的安全性与可靠性通常取决于电动执行器(电动执行机构),所以电动执行器的性能、控制精度、功能、智能化程序是电动阀门整机技术水平的综合表现。所以在电动执行器(电动执行机构)选型时除必需考虑的一些基本要素外,对其提出合理的技术要求才能使电动阀门价值实现**化。
电动执行器(电动执行机构)的类型很多,不同类型和功能的电动执行机构(电动执行器)与阀门配套后都可称之为电动阀门,但往往在设计、选型的过程中只重视阀门的参数而忽略或没有明确电动执行机构(电动执行器)的相关要求,这样不仅使电动阀门发挥不出**的性能,而且在安装、调试、使用过程中也会带来不必要的麻烦,甚至给生产造成严重的后果。
本文将针对电动执行机构(电动执行器)选型考虑的要点进行说明,以及对电动执行器的选型方法与技巧简单的介绍。
一、根据阀门类型选择电动执行机构(电动执行器)
阀门的种类相当多,工作原理也不太一样,一般以转动阀板角度、升降阀板(或阀芯)等方式来实现启闭控制,当与电动执行机构(电动执行器)配套时首先应根据阀门的类型选择电动执行器(电动执行机构)。
1.角行程电动执行机构(电动执行器)(转角<360度)
电动执行机构(电动执行器)输出轴的转动小于一周,即小于360度(有时将90度以内叫角等行程,大于90度小于360度叫部分回转型),通常为90度就实现阀门的启闭过程控制。此类电动执行器根据安装接口方式的不同又分为直连式、底座曲柄式两种。
a)直连式:是指电动执行机构(电动执行器)输出轴与阀杆直连安装的形式。
b)底座曲柄式:是指输出轴通过曲柄与阀杆连接的形式。
此类电动执行器适用于蝶阀、球阀、旋塞阀等。
2.多回转电动执行机构(电动执行器)(转角>360度)
电动执行器输出轴的转动大于一周,即大于360度,一般需多圈才能实现阀门的启闭过程控制。
此类电动执行器适用于闸阀、截止阀等。
3.直行程(直线运动)
电动执行机构(电动执行器)输出轴的运动为直线运动式,不是转动形式。
此类电动执行器适用于单座调节阀、双座调节阀等。
二、根据阀门所需的扭力确定电动执行机构(电动执行器)的输出扭力(可输入推力)
阀门启闭所需的扭力决定着电动执行机构(电动执行器)选择多大的输出扭力,一般由使用者提出或阀门厂家自行选配,做为电动执行机构(电动执行器)厂家只对执行器的输出扭力负责,阀门正常启闭所需的扭力由阀门口径大小、工作压力等因素决定,但因阀门厂家加工精度、装配工艺有所区别,所以不同厂家生产的同规格阀门所需扭力也有所区别,即使是同个阀门厂家生产的同规格阀门扭力也有所差别,当选型时电动执行机构(电动执行器)的扭力选择太小就会造成无法正常启闭阀门,因此电动执行器必需选择一个合理的扭力范围。
三、确定电气参数
因不同电动执行机构(电动执行器)厂家的电气参数有所差别,所以设计选型时一般都需确定其电气参数,主要有电机功率、额定电流、二次控制回路电压等,往往在这方面的疏忽,结果控制系统与电动执行器参数不匹配造成工作时空开跳闸、保险丝熔断、热过载继电器保护起跳等故障现像。
四、根据使用场合选择外壳防护等级、防爆等级
1.外壳防护等级
外壳防护等级是指电动执行器的壳体防外物、防水等级,以字母IP后加两位数表示,**位由1~6表示防外物等级(见表一),第二位由1~8表示防水等级(见表二)。
表一、**位数字代表的防外物等级
数字 | 防护等级 | |
简要说明 | 型号含义 | |
0 | 无防护 | 省略不标该防护特征时,无专门的防护。 |
1 | 防护直径>50mm的固体 | 能防止直径超过50mm的固体异物进入壳体内,人体某一大面积部分如手(但对有意识的接触并无防护)。 |
2 | 防护直径>12.5mm的固体 | 能防止手指或类似物,直径超过12mm长度不超过80mm的固体异物进入壳体内。 |
3 | 防护直径>2.5mm的固体 | 能防止直径大于2.5mm的工具、电线等异物进入壳体内。 |
4 | 防护直径>1.0mm的固体 | 能防止直径大于1mm的固体异物进入壳体内。 |
5 | 防尘 | 不能完全防止尘埃进入壳体内,但进入量不足达到妨碍设备正常运行。 |
6 | 尘密 | 无尘埃进入 |
表二、第二位数字代表的防水等级
数字 | 防护等级 | |
简要说明 | 定义 | |
0 | 无防护 | 省略不标该防护特征时,无专门的防护。 |
1 | 防滴 | 垂直滴水无有害影响。 |
2 | 15°防滴 | 设备与垂直线成15°角以内时,垂直滴水无有害影响。 |
3 | 防淋水 | 与垂直线成60°以内的淋水无有害影响。 |
4 | 防溅水 | 任何方向溅水无有害影响。 |
5 | 防喷水 | 任何方向冲水无有害影响。 |
6 | 防海浪 | 猛烈海浪或强烈喷水时进入外壳水量不至于达到有害影响。 |
7 | 防浸水 | 浸入在规定压力的水中经规定的时间后,进入外壳水量不至于达到有害影响。 |
8 | 防潜水 | 能按制造厂规定的条件长期潜水,其技术条件由制造厂规定。 |
2.防爆等级
在可能出现爆炸性气体、蒸汽、液体、可燃性粉尘等而引起火灾或爆炸危险的场所时,必需对电动执行器提出防爆要求,根据不同的应用区域选择防爆形式和类别。防爆等级可通过防爆标志EX及防爆内容来表示(参考《爆炸性环境用防爆电气设备》GB3836-2000)。
防爆标志内容包括:防爆型式+设备类别+(气体组别)+温度组别
a)防爆型式:根据所采取的防爆措施,可分为本质安全型、隔爆型、增安型、正压型、浇封型、充砂型等。它们的标识如下表三。
表三、防爆形式及标志
防爆型式 | 防爆型式标志 | 防爆型式 | 防爆型式标志 |
本质安全型 | Exi | 隔爆型 | Exd |
充砂型 | Exq | 增安型 | Exe |
浇封型 | Exm | 正压型 | Exp |
b)设备类别:
表四、设备类别
I类 | 煤矿井下用电气设备。 |
II类 | 除煤矿外的其他爆炸性气体环境用电气设备。 |
II类隔爆型“Exd”和本质安全型“Exi”电气设备按其适用于爆炸性气体混合物的**试验安全间隙或*小点燃电流比,进一步分为又分为IIA、IIB、和IIC类,其它们之间的关系如下表五:
表五、气体组别
气体组别 | **试验安全间隙MESG (mm) | *小点燃电流比MICR |
IIA | MESG≥0.9 | MICR>0.8 |
IIB | 0.9>MESG>0.5 | 0.8≥MICR≥0.45 |
IIC | 0.5≥MESG | 0.45>MICR |
c)温度类别:
电气设备按其*高表面温度分为T1~T6组,使得对应的T1~T6组的电气设备的*高表面温度不能超过对应的温度组别的允许值。温度组别、设备表面温度和可燃性气体或蒸汽的引燃温度之间的关系如下表六:
表六、温度组别
温度级别 | 设备的*高表面温度T | 可燃性物质的点燃温度 |
T1 | 450℃ | T>450℃ |
T2 | 300℃ | 450℃≥T>300℃ |
T3 | 200℃ | 300℃≥T>200℃ |
T4 | 135℃ | 200℃≥T>135℃ |
T5 | 100℃ | 135℃≥T>100℃ |
T6 | 85℃ | 100℃≥T>85℃ |
电动执行器(电动执行机构)厂家所出售的防爆型电动执行器必须取得防爆合格证。但有些用户在安装时不按规程操作将使防爆性能大打折扣,例如的电缆精细不按电动执行器(电动执行机构)要求的,如果电缆过细,将会使电缆入口处留下缝隙而达不到防爆性能。