電動(dòng)開關(guān)閥力矩設(shè)計(jì)

電動(dòng)開關(guān)閥力矩設(shè)計(jì) 電動(dòng)閥門關(guān)閉力矩參數(shù)設(shè)定的研電動(dòng)閥力矩設(shè)計(jì) 開關(guān)閥力矩設(shè)計(jì) 電動(dòng)閥
     1 之前介紹組合式減壓閥在國(guó)華惠州熱電應(yīng)用，現(xiàn)在介紹電動(dòng)開關(guān)閥力矩設(shè)計(jì)概述

     電動(dòng)閥門大量應(yīng)用在電站、石油化工、鋼鐵冶金、食品加工及水質(zhì)處理等行業(yè)，特別是需要實(shí)行自動(dòng)控制的大型企業(yè)中。電動(dòng)閥門為閥門的遠(yuǎn)程遙控創(chuàng)造了條件，也使生產(chǎn)系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化成為可能。但是，電動(dòng)閥門（如電動(dòng)楔式閘閥和截止閥等）在使用中常有電動(dòng)操作關(guān)閉不嚴(yán)密的現(xiàn)象，給閥門用戶和操作人員帶來(lái)麻煩，也嚴(yán)重影響了閥門的使用壽命。閥門電動(dòng)裝置的力矩設(shè)置分類：
通常我們所使用的閥門電動(dòng)裝置有具備一些常規(guī)功能的普通型、有自動(dòng)化程度很高的智能型；但是無(wú)論哪一種都沒有把閥門關(guān)緊力的設(shè)定放在*來(lái)考慮，雖然都有力矩保護(hù)設(shè)置，但大部分因?yàn)槠淇煽啃圆?，在?shí)際應(yīng)用中僅能作為后續(xù)保護(hù)手段，控制方式都是選擇“行程關(guān)閉，力矩保護(hù)”，即閥門關(guān)閉時(shí)，以行程信號(hào)作為關(guān)閉到位的依據(jù)，力矩僅作為過(guò)載保護(hù)，根本無(wú)法對(duì)閥門關(guān)緊力的控制。以下就我們常見的閥門電動(dòng)裝置中，力矩控制或保護(hù)機(jī)構(gòu)設(shè)置的方式進(jìn)行歸納和分析：

電動(dòng)開關(guān)閥力矩設(shè)計(jì)
一、電流設(shè)置式：
該設(shè)置方式以電機(jī)工作電流為參照值，根據(jù)電機(jī)電流的大小來(lái)判斷電機(jī)輸出功率，以確定其輸出扭矩，從而達(dá)到控制閥門關(guān)閉力的目的，該方式必須在可編程控制狀態(tài)下使用，即我們常說(shuō)的智能化電動(dòng)裝置，該方式以進(jìn)口電裝為主：
優(yōu)點(diǎn)：控制、電機(jī)不易過(guò)載。
缺點(diǎn)：①反映力矩不真實(shí)，電裝機(jī)械部分狀態(tài)變化而引起電機(jī)電流變化時(shí)易造成閥門關(guān)閉不嚴(yán)（或過(guò)緊）。
② 該類電裝有些開、關(guān)力矩不分開設(shè)置，即開、關(guān)力矩同值，易造成閥門關(guān)緊后打不開。
③ 該類電裝大多價(jià)格較高，維修復(fù)雜，尤其是進(jìn)口電裝，售后服務(wù)很不到位。

二、蝸桿軸向力取值式：
目前大多數(shù)電裝機(jī)械部分都采用蝸輪蝸桿減速方式。當(dāng)電裝開（或關(guān)）閥門時(shí)，蝸輪反作用于蝸桿而產(chǎn)生的軸向力，反映了電裝輸出的扭矩值。我們?cè)谖仐U一端安裝上蝶簧，當(dāng)蝸桿壓縮蝶簧時(shí)產(chǎn)生的位移量取值可用來(lái)控制電裝輸出扭矩，目前國(guó)產(chǎn)普通型電裝大多采用該方式：
優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、力矩值反映相對(duì)真實(shí)。
缺點(diǎn)：①該力矩取值為機(jī)械方式取值，且手段單一，如果機(jī)械取值部分磨損或出現(xiàn)故障，則易造成閥門破壞。
②該力矩取值通過(guò)常規(guī)電氣回路執(zhí)行時(shí)，一旦出現(xiàn)微動(dòng)開關(guān)故障、交流接觸器粘合或接觸器上自保持導(dǎo)致偶而延時(shí)或不規(guī)則間斷延時(shí)等現(xiàn)象時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)閥門關(guān)過(guò)（或開過(guò)），甚至造成閥門破壞。
因此，該力矩控制方式由于故障較多，在使用時(shí)僅能作為一種備用保護(hù)手段而不被作為閥門開關(guān)力矩設(shè)定的一種方法來(lái)使用。
三、力矩雙取值式：
為確保電動(dòng)裝置能安全可靠地實(shí)現(xiàn)力矩關(guān)閉，RNZ（Y）型電動(dòng)裝置使用了為*級(jí)力矩。同時(shí)，在*取值點(diǎn)上又設(shè)置二級(jí)機(jī)械綜保裝置，當(dāng)*力矩值達(dá)到某一設(shè)定值時(shí)，二級(jí)綜保裝置繼續(xù)位移，以該位移取值來(lái)控制機(jī)械式斷電開關(guān)，該開關(guān)是在*級(jí)力矩失控狀態(tài)下，強(qiáng)行切斷電裝動(dòng)力電源的，我們稱之為二級(jí)綜保力矩。因二級(jí)綜保力矩純屬機(jī)械式切斷，不存在控制回路或交流接觸器粘合問(wèn)題。再加上手動(dòng)緊急脫開按鈕配合檢修，更加地實(shí)現(xiàn)了整個(gè)電裝的力矩控制功能。
優(yōu)點(diǎn)：能安全可靠地實(shí)現(xiàn)閥門的力矩關(guān)閉，任何故障狀態(tài)下都能保證閥門及電裝的安全。
缺點(diǎn)：機(jī)械加工工藝及結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
鑒此，我們推出了安全有效地控制閥門關(guān)緊力并確保閥門能順利打開的力矩雙取值式——RNZ（Y）型閥門電動(dòng)裝置，該設(shè)計(jì)獲得了兩項(xiàng)國(guó)家，該產(chǎn)品的推出有效地幫助您治理閥門內(nèi)漏，延長(zhǎng)閥門使用壽命，降低機(jī)組補(bǔ)水率，提高設(shè)備運(yùn)行效率。
RNZ（Y）型電動(dòng)裝置特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)：
安全可靠的雙重力矩保護(hù)系統(tǒng)給閥門有一個(gè)合適的關(guān)緊力提供了必要的條件：RNZ（Y）型高壓閥門電動(dòng)裝置的核心是提供了一套調(diào)節(jié)范圍大，調(diào)節(jié)精度高的*轉(zhuǎn)矩控制機(jī)構(gòu)，以保證對(duì)閥門關(guān)緊力的合理設(shè)定；同時(shí)輔以能直接切斷動(dòng)力電源的第二轉(zhuǎn)矩機(jī)構(gòu)（無(wú)需通過(guò)交流接觸器，這樣可防止控制回路中微動(dòng)開關(guān)故障或交流接觸器吸鐵不釋放而延遲動(dòng)作或拒動(dòng)引起的設(shè)備破壞）及缺相保護(hù)裝置；以達(dá)到在保證閥門關(guān)嚴(yán)的同時(shí)又保障閥門及電動(dòng)裝置本身安全的目的。
強(qiáng)大的開啟力矩在保證閥門關(guān)嚴(yán)的同時(shí)又能順利地電動(dòng)開啟：RNZ（Y）型高壓閥門電動(dòng)裝置除了采用轉(zhuǎn)矩大過(guò)載能力強(qiáng)的閥門電機(jī)配套外，其開、關(guān)轉(zhuǎn)矩比可達(dá)3.5：1，以確保閥門能順利地開啟。

     2 現(xiàn)狀

     楔式閘閥、截止閥以及密封式蝶閥等閥門在關(guān)閉時(shí)，是依靠在閥門密封面上產(chǎn)生足夠的密封面比壓來(lái)保證密封的，而密封面比壓又是依靠閥門的操作力矩實(shí)現(xiàn)的，這類閥門為力矩控制型閥門。在生產(chǎn)實(shí)踐中，這類電動(dòng)閥門常出現(xiàn)電動(dòng)操作關(guān)閉后，仍有介質(zhì)泄漏的現(xiàn)象。為此，需人工操作關(guān)緊閥門。如遇意外情況，為了確保閥門關(guān)得緊密，通常還需要使用超長(zhǎng)的加力桿，用力地關(guān)閉閥門。這樣的操作狀況既無(wú)法實(shí)現(xiàn)閥門的遠(yuǎn)程遙控及系統(tǒng)自動(dòng)化，又增加了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度并縮短了閥門的使用壽命。因?yàn)殚y門關(guān)閉不嚴(yán)密，泄漏介質(zhì)高速?zèng)_刷閥門密封面，必將造成密封面快速損壞。用加力桿強(qiáng)力關(guān)閉閥門，無(wú)法控制關(guān)閉的力矩，也難免損傷閥門密封面。

     3 分析

     閥門電動(dòng)操作關(guān)閉不嚴(yán)密，而手動(dòng)加力能關(guān)嚴(yán)，這是閥門關(guān)閉力矩不足的表現(xiàn)。顯然問(wèn)題與電動(dòng)裝置的控制系統(tǒng)有關(guān)。

     3.1 控制方式

     目前的閥門電動(dòng)裝置通常都配備有行程控制與力矩控制兩套系統(tǒng)，它是建立在“以行程為控制，以力矩為保護(hù)”的基礎(chǔ)上的，這只適用于行程控制類型的閥門。對(duì)于要求行程控制的閥門，正常工作時(shí)，以行程來(lái)控制閥門的全開和全閉位置。若行程控制失靈，還有過(guò)力矩保護(hù)可以維持閥門的操作，避免閥門損壞。從而保證了閥門以及生產(chǎn)系統(tǒng)工作的安全。對(duì)于力矩控制型閥門，在現(xiàn)有系統(tǒng)中，行程系統(tǒng)是不起保護(hù)作用的。若力矩控制失靈或數(shù)值發(fā)生變化，閥門的操作力矩會(huì)在瞬間急速增大，卻沒有其他的保護(hù)措施。所以這種控制系統(tǒng)并不完備。

     3.2 力矩調(diào)試與設(shè)定

     上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調(diào)式減壓閥,自力式減壓閥即使有了適用的控制系統(tǒng)，在電動(dòng)裝置與閥門裝配以后，也還需要對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)試與設(shè)定。通常，電動(dòng)裝置在出廠時(shí)，額定輸出力矩都已完成校驗(yàn)。但是，校驗(yàn)后的力矩只是表明電動(dòng)裝置的工作能力，并不等同于閥門關(guān)閉所需要的力矩。閥門關(guān)閉所需要的力矩除了與閥門的規(guī)格型號(hào)有關(guān)外，還與閥門實(shí)際工作的介質(zhì)、壓力和溫度有關(guān)，用戶應(yīng)該重新調(diào)整與設(shè)定。但是，大多數(shù)的閥門用戶（包括很多閥門制造廠家）不具備力矩檢測(cè)的手段，無(wú)法設(shè)定合理的力矩值。而且閥門運(yùn)行一段時(shí)間經(jīng)過(guò)檢修后，電動(dòng)裝置出廠設(shè)定的力矩已經(jīng)改變，必須重新設(shè)定。在缺乏力矩測(cè)定手段的情況下，閥門用戶只能按照閥門全開和全關(guān)的位置調(diào)整閥門的開度指示，并在全開和全關(guān)位置設(shè)定行程開關(guān)動(dòng)作，確保行程控制能正常工作。然后，在閥門關(guān)閉，行程關(guān)閉開關(guān)動(dòng)作的基礎(chǔ)上，手動(dòng)加關(guān)閥門，當(dāng)感覺到關(guān)閉力矩增加到一定程度以后，調(diào)整力矩開關(guān)動(dòng)作。這樣設(shè)置的結(jié)果必然是閥門的啟閉仍然只受到行程開關(guān)的控制。閥門的關(guān)閉力矩得不到保證，所以關(guān)閉的嚴(yán)密性難以保證。

     3.3 備管理

     在很多企業(yè)，閥門與電動(dòng)裝置分屬兩個(gè)部門管理。閥門歸設(shè)備部門管理，而電動(dòng)裝置歸儀表部門管理。電動(dòng)裝置通常由儀表部門負(fù)責(zé)調(diào)整設(shè)定。儀表部門自然側(cè)重于控制系統(tǒng)的正常工作，只要行程控制調(diào)整好，整機(jī)系統(tǒng)的自動(dòng)控制就能正常工作。至于保證閥門關(guān)閉力矩的工作則沒有得到足夠的重視，常常把閥門電動(dòng)操作關(guān)閉后的泄漏現(xiàn)象簡(jiǎn)單地視為閥門質(zhì)量不好。其實(shí)電動(dòng)閥門關(guān)閉不嚴(yán)密是由多種因素造成的，既有技術(shù)上的原因，也有組織管理的原因。只有采取切實(shí)可行的方法，逐一地解決了這些問(wèn)題，才能保證閥門使用性能。
電動(dòng)裝置里的力矩裝置是用來(lái)保護(hù)電動(dòng)裝置的，在閥門開閉時(shí)如果行程機(jī)構(gòu)出問(wèn)題或者沒有設(shè)置好行程，都有可能直接把閥門或者電裝頂裂，力矩就是用來(lái)保護(hù)電裝的，超出力矩就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉閥門，力矩裝置一般出廠時(shí)廠家會(huì)設(shè)定好，如果不是需要調(diào)整，不要亂動(dòng)。
電動(dòng)控制閥是一種以電磁閥為向?qū)чy的水力操作式閥門。常用于給排水及工業(yè)系統(tǒng)中的自動(dòng)控制,控制反應(yīng)準(zhǔn)確快速,根據(jù)電信號(hào)遙控開啟和關(guān)閉管道路系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作

     4 改進(jìn)

     4.1 控制系統(tǒng)

     首先，應(yīng)該設(shè)計(jì)制造適用于力矩控制型閥門的控制系統(tǒng)。并按不同的控制類型對(duì)電動(dòng)裝置進(jìn)行分類，如分為A、B兩類。其中A類電動(dòng)裝置適用于靠行程控制關(guān)閉的閥門。可使用目前的控制系統(tǒng)設(shè)置，以行程作為閥門的操作控制，以力矩作為過(guò)力矩保護(hù)措施。而B類電動(dòng)裝置適用于力矩控制型閥門。只設(shè)力矩關(guān)閉控制，不設(shè)行程關(guān)閉控制，只能以力矩來(lái)控制閥門的關(guān)閉。另外選用其他的參數(shù)（例如電機(jī)的電氣參數(shù)或輸出轉(zhuǎn)矩）作為過(guò)力矩保護(hù)的設(shè)置依據(jù)，以完善控制系統(tǒng)。

     如果考慮到閥門對(duì)開啟的不同要求，也可采取AA、AB、BA、BB的分類方法。如此分類，不同控制要求的閥門可以選配不同類型的電動(dòng)裝置，使控制方式單一，調(diào)整目標(biāo)明確，閥門關(guān)閉的密封性也就得到了保證。

     4.2 檢測(cè)裝置

     為閥門用戶提供輕便可靠的力矩檢測(cè)和校驗(yàn)工具。這種工具應(yīng)具備輕便靈活可移動(dòng)的特點(diǎn)，能在閥門安裝地點(diǎn)檢測(cè)和校驗(yàn)閥門，以便于用戶合理地設(shè)定閥門關(guān)閉的力矩?cái)?shù)值和控制閥門的關(guān)閉。盡管智能型電動(dòng)裝置能隨時(shí)向用戶提供閥門關(guān)閉力矩的數(shù)值，也便于調(diào)整。但是，這種電動(dòng)裝置的力矩傳感器也必須定期校驗(yàn)和標(biāo)定，否則可能發(fā)生數(shù)據(jù)偏移和指示偏差的情況，仍然難以保證閥門關(guān)閉的密封要求。閥門在關(guān)閉時(shí)對(duì)強(qiáng)制關(guān)閉力的要求 ，因?yàn)殚y門在關(guān)閉后期的壓差大， 關(guān)緊力達(dá)不到就會(huì)造成泄漏，泄漏的 結(jié)果則會(huì)導(dǎo)致閥門密封面因介質(zhì)的沖 刷而受到損傷，如此形成惡性循環(huán)： 關(guān)不嚴(yán)則漏，漏則*性關(guān)不嚴(yán)、

     5 結(jié)語(yǔ)

     為了保證電動(dòng)閥門操作的可靠性，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)閥門調(diào)試人員的培訓(xùn)，使他們能正確掌握各種閥門的合理調(diào)試方法。這樣電動(dòng)閥門在電動(dòng)操作下的關(guān)閉密封性將會(huì)得到根本性的改善。只要閥門本身質(zhì)量良好，閥門的可靠性將會(huì)得到提高，也必將受到用戶的歡迎。

     參考文獻(xiàn)

     （1）楊源泉。閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)（M）。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：200X先導(dǎo)隔膜式水用減壓閥安裝要求