自動(dòng)化控制閥門設(shè)計(jì)探討

自動(dòng)化控制閥門設(shè)計(jì)探討 閥門的技術(shù)應(yīng)用與自動(dòng)化 自動(dòng)化控制閥門設(shè)計(jì)探討 自動(dòng)化閥門
之前介紹組合式減壓閥在國華惠州熱電應(yīng)用，現(xiàn)在介紹為了成功的實(shí)現(xiàn)過程自動(dòng)化，重要的是要確保閥門自身能夠滿足過程及管道內(nèi)介質(zhì)的特殊要求。通常生產(chǎn)過程和工藝介質(zhì)能夠決定閥門的種類，閥芯的類型以及閥內(nèi)件和閥門的結(jié)構(gòu)和材料。閥門是流體系統(tǒng)中的重要組成部門，閥門的應(yīng)用能夠?qū)α黧w流動(dòng)的流量、方向以及壓力等進(jìn)行控制。就目前來看，對(duì)純機(jī)械自動(dòng)控制閥門的相關(guān)研究較少，市場上成熟的純機(jī)械自動(dòng)控制閥門也相對(duì)較少，而純機(jī)械自動(dòng)控制閥門有著使用方便、自動(dòng)化程度高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。基于以上，本文從純機(jī)械自動(dòng)控制閥門概述入手，提出了一種新型純機(jī)械自動(dòng)控制閥門，并探討了其設(shè)計(jì)方案和控制原理，旨在為純機(jī)械自動(dòng)控制閥門的設(shè)計(jì)和研發(fā)實(shí)踐提供參考。 
閥門選擇好后接下來就要考慮自動(dòng)化的要求即執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇?？梢院唵蔚陌磧煞N基本的閥門操作類型來考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對(duì)于自動(dòng)控制閥門來說，相關(guān)研究大多集中在有源控制，而對(duì)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?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)的閥門，無源控制閥門也稱為純機(jī)械自動(dòng)控制閥門，其有著自動(dòng)化程度高、節(jié)能效果好、使用方便、設(shè)備工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)。基于以上，本文簡要探討了純機(jī)械自動(dòng)控制閥門的額設(shè)計(jì)及控制原理。
從本質(zhì)上來講，純機(jī)械自動(dòng)控制閥門就是一種不需要外部能量供應(yīng)就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)的閥門，即無源控制閥門，純機(jī)械控制閥門的研究始于上世紀(jì)八十年代，LQ nst ein教授設(shè)計(jì)了一種名為Irris-tat的閥門，這種閥門就屬于一種純機(jī)械自動(dòng)控制閥門，其在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中的應(yīng)用較為廣泛。當(dāng)土壤中的水分含量達(dá)到預(yù)定值的時(shí)候，水分會(huì)進(jìn)入到閥門，使得閥門內(nèi)部凝膠膨脹，下壓活塞，減小水管的截面積，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)用水量的控制。而當(dāng)土壤中水分含量低于預(yù)定值的時(shí)候，法門中的水分會(huì)回到土壤中，活塞失去下壓力上移，水流量增大，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水流量的自動(dòng)控制。


1.自動(dòng)化控制閥門設(shè)計(jì)探討旋轉(zhuǎn)式閥門（單回轉(zhuǎn)閥門） 
這類閥門包括：旋塞閥、球閥、蝶閥以及風(fēng)門或擋板。這類閥門需要已要求的力矩進(jìn)行90度旋轉(zhuǎn)操作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)控制閥門特點(diǎn)是1由于不需要進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，所以省去許多麻煩，節(jié)約了大量的時(shí)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(jié)約了較多的管材，保溫材料及安裝費(fèi)用和時(shí)間；
3使水系統(tǒng)時(shí)時(shí)刻刻都處于平衡狀態(tài)，所以無論安裝分期施工或設(shè)備分期使用都不會(huì)影響水系統(tǒng)的平衡。搜索
4即使工程后期或投入運(yùn)行后因改變某些用途而需要改變某些區(qū)域的水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，也不會(huì)影響其他區(qū)域的水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，更不會(huì)影響區(qū)域的水系統(tǒng)平衡。
5由于整個(gè)系統(tǒng)處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，所以制冷機(jī)組及水泵將以節(jié)能狀態(tài)運(yùn)行，節(jié)省了運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。
6由于系統(tǒng)的流量平衡是自動(dòng)進(jìn)行的，使安裝維護(hù)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(diào)節(jié)精度高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金、環(huán)保、輕工、教學(xué)和科研設(shè)備等行業(yè)的工業(yè)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)中。 


2.多回轉(zhuǎn)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(diào)式減壓閥,水減壓閥這類閥門可以是非旋轉(zhuǎn)提升式閥桿或旋轉(zhuǎn)非提升式桿，或者說是他們需要多轉(zhuǎn)操作去驅(qū)動(dòng)閥門到開或關(guān)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(dòng)或液動(dòng)氣缸或薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)也開來驅(qū)動(dòng)上述閥門。 
目前共有四種類型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它們能夠使用不同的驅(qū)動(dòng)能源，能夠操作各種類型的閥門。 
1.電動(dòng)多回轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu) 
電力驅(qū)動(dòng)的多回轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)是常用、可靠的執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型之一。使用單相或三相電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪或蝸輪蝸桿后驅(qū)動(dòng)閥桿螺母，閥桿螺母使閥桿產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)使閥門打開或關(guān)閉。
多回轉(zhuǎn)式電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以快速驅(qū)動(dòng)大尺寸閥門。為了保護(hù)閥門不受損壞，安裝在在閥門行程的終點(diǎn)的限位開關(guān)會(huì)切斷電機(jī)電源，同時(shí)當(dāng)安全力矩被超過時(shí)，力矩感應(yīng)裝置也會(huì)切斷電機(jī)電源，位置開關(guān)用于指示閥門的開關(guān)狀態(tài)，安裝離合器裝置的手輪機(jī)構(gòu)可在電源故障時(shí)手動(dòng)操作閥門。 
這種類型執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是所有部件都安裝在一個(gè)殼體內(nèi)，在這個(gè)防水、防塵、防爆的外殼內(nèi)集成了所有基本及的功能。主要缺點(diǎn)是，當(dāng)電源故障時(shí)，閥門只能保持在原位，只有使用備用電源系統(tǒng)，閥門才能實(shí)現(xiàn)故障安全位置（故障開或故障關(guān)） 


2.電動(dòng)單回轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu) 
這種執(zhí)行機(jī)構(gòu)類似于電動(dòng)多回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主要差別是執(zhí)行機(jī)構(gòu)終輸出的是1/4轉(zhuǎn)記90度的運(yùn)動(dòng)。新一代電動(dòng)單回轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)合了大部分多回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的復(fù)雜功能，例如：使用非進(jìn)入式用戶友好的操作界面實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)定與診斷功能。 
單回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊可以安裝到小尺寸閥門上，通常輸出力矩可達(dá)800公斤米，另外應(yīng)為所需電源較小，它們可以安裝電池來實(shí)現(xiàn)故障安全操作。 


3.流體驅(qū)動(dòng)多回轉(zhuǎn)式或直線輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu) 
這種類型執(zhí)行機(jī)構(gòu)經(jīng)常用于操作直通閥（截止閥）和閘閥，它們使用氣動(dòng)或液動(dòng)操作方式。結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，很容易實(shí)現(xiàn)故障安全操作模式。 
通常情況下人們使用電動(dòng)多回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)閘閥和截止閥，只有在無電源時(shí)才考慮使用液動(dòng)或氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 


4.流體驅(qū)動(dòng)單回轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu) 
氣動(dòng)、液動(dòng)單回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)非常通用，它們不需要電源并且結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠。它們應(yīng)用的領(lǐng)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(dòng)裝置將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直角輸出，傳動(dòng)裝置通常有：撥叉、齒輪齒條，杠桿。齒輪齒條在全行程范圍內(nèi)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(diǎn)具有高力矩輸出非常適合于大口徑閥門。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般安裝電磁閥、定位器或位置開關(guān)等附件來實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門的控制和監(jiān)測。 
這種類型執(zhí)行機(jī)構(gòu)很容易實(shí)現(xiàn)故障安全操作模式。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：禁油脫脂氧氣減壓閥操作維護(hù)