自动化控制阀门设计探讨

自动化控制阀门设计探讨 阀门的技术应用与自动化 自动化控制阀门设计探讨 自动化阀门
之前介绍组合式减压阀在国华惠州热电应用，现在介绍为了成功的实现过程自动化，重要的是要确保阀门自身能够满足过程及管道内介质的特殊要求。通常生产过程和工艺介质能够决定阀门的种类，阀芯的类型以及阀内件和阀门的结构和材料。阀门是流体系统中的重要组成部门，阀门的应用能够对流体流动的流量、方向以及压力等进行控制。就目前来看，对纯机械自动控制阀门的相关研究较少，市场上成熟的纯机械自动控制阀门也相对较少，而纯机械自动控制阀门有着使用方便、自动化程度高、成本低等优点。基于以上，本文从纯机械自动控制阀门概述入手，提出了一种新型纯机械自动控制阀门，并探讨了其设计方案和控制原理，旨在为纯机械自动控制阀门的设计和研发实践提供参考。 
阀门选择好后接下来就要考虑自动化的要求即执行机构的选择。可以简单的按两种基本的阀门操作类型来考虑执行机构。对于自动控制阀门来说，相关研究大多集中在有源控制，而对无源控制的研究较少，无源控制阀门指的就是不需要外部提供能量就能够实现自动控制调节的阀门，无源控制阀门也称为纯机械自动控制阀门，其有着自动化程度高、节能效果好、使用方便、设备工艺简单等优点。基于以上，本文简要探讨了纯机械自动控制阀门的额设计及控制原理。
从本质上来讲，纯机械自动控制阀门就是一种不需要外部能量供应就可以实现自动控制调节的阀门，即无源控制阀门，纯机械控制阀门的研究始于上世纪八十年代，LQ nst ein教授设计了一种名为Irris-tat的阀门，这种阀门就属于一种纯机械自动控制阀门，其在农业节水灌溉中的应用较为广泛。当土壤中的水分含量达到预定值的时候，水分会进入到阀门，使得阀门内部凝胶膨胀，下压活塞，减小水管的截面积，从而实现对用水量的控制。而当土壤中水分含量低于预定值的时候，法门中的水分会回到土壤中，活塞失去下压力上移，水流量增大，从而实现对水流量的自动控制。


1.自动化控制阀门设计探讨旋转式阀门（单回转阀门） 
这类阀门包括：旋塞阀、球阀、蝶阀以及风门或挡板。这类阀门需要已要求的力矩进行90度旋转操作的执行机构自动控制阀门特点是1由于不需要进行系统调试，所以省去许多麻烦，节约了大量的时间，缩短竣工日期；
2由于不用使用阀门组和用于分层控制的阀门，所以为您节约了较多的管材，保温材料及安装费用和时间；
3使水系统时时刻刻都处于平衡状态，所以无论安装分期施工或设备分期使用都不会影响水系统的平衡。搜索
4即使工程后期或投入运行后因改变某些用途而需要改变某些区域的水系统设计，也不会影响其他区域的水系统设计，更不会影响区域的水系统平衡。
5由于整个系统处于动态平衡状态，所以制冷机组及水泵将以节能状态运行，节省了运行维护费用。
6由于系统的流量平衡是自动进行的，使安装维护更加便利，并杜绝了人为操作失误破坏平衡的可能。
7具有体积小，重量轻、连线简单、流量大、调节精度高等特点，广泛应用于电力、石油、化工、冶金、环保、轻工、教学和科研设备等行业的工业过程自动控制系统中。 


2.多回转阀门 
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：蒸汽减压阀,减压阀(气体减压阀,可调式减压阀,水减压阀这类阀门可以是非旋转提升式阀杆或旋转非提升式杆，或者说是他们需要多转操作去驱动阀门到开或关的位置。这类阀门包括：直通阀（截止阀）、闸阀、刀闸阀等。作为一种选择，直线输出的气动或液动气缸或薄膜执行机构也开来驱动上述阀门。 
目前共有四种类型的执行机构，它们能够使用不同的驱动能源，能够操作各种类型的阀门。 
1.电动多回转式执行机构 
电力驱动的多回转式执行机构是常用、可靠的执行机构类型之一。使用单相或三相电动机驱动齿轮或蜗轮蜗杆后驱动阀杆螺母，阀杆螺母使阀杆产生运动使阀门打开或关闭。
多回转式电动执行机构可以快速驱动大尺寸阀门。为了保护阀门不受损坏，安装在在阀门行程的终点的限位开关会切断电机电源，同时当安全力矩被超过时，力矩感应装置也会切断电机电源，位置开关用于指示阀门的开关状态，安装离合器装置的手轮机构可在电源故障时手动操作阀门。 
这种类型执行机构的主要优点是所有部件都安装在一个壳体内，在这个防水、防尘、防爆的外壳内集成了所有基本及的功能。主要缺点是，当电源故障时，阀门只能保持在原位，只有使用备用电源系统，阀门才能实现故障安全位置（故障开或故障关） 


2.电动单回转式执行机构 
这种执行机构类似于电动多回转执行机构，主要差别是执行机构终输出的是1/4转记90度的运动。新一代电动单回转式执行机构结合了大部分多回转执行机构的复杂功能，例如：使用非进入式用户友好的操作界面实现参数设定与诊断功能。 
单回转执行机构结构紧凑可以安装到小尺寸阀门上，通常输出力矩可达800公斤米，另外应为所需电源较小，它们可以安装电池来实现故障安全操作。 


3.流体驱动多回转式或直线输出执行机构 
这种类型执行机构经常用于操作直通阀（截止阀）和闸阀，它们使用气动或液动操作方式。结构简单，工作可靠，很容易实现故障安全操作模式。 
通常情况下人们使用电动多回转执行机构来驱动闸阀和截止阀，只有在无电源时才考虑使用液动或气动执行机构。 


4.流体驱动单回转式执行机构 
气动、液动单回转执行机构非常通用，它们不需要电源并且结构简单，性能可靠。它们应用的领域非常广泛。通常输出从几公斤米到几万公斤米。它们使用气缸及传动装置将直线运动转换为直角输出，传动装置通常有：拨叉、齿轮齿条，杠杆。齿轮齿条在全行程范围内输出相同力矩，它们非常适用于小尺寸阀门，拨叉具有较率在行程起点具有高力矩输出非常适合于大口径阀门。气动执行机构一般安装电磁阀、定位器或位置开关等附件来实现对阀门的控制和监测。 
这种类型执行机构很容易实现故障安全操作模式。与本产品相关论文：禁油脱脂氧气减压阀操作维护