智能电动执行机构接收计算机控制系统的指令,由控制单元发出控制指令,调节电机的正转或反转,电机带动减速传动机构的旋转,从而驱动阀门的动作。传动机构带位置检测,信号反馈至控制单元,形成闭环调节回路,当阀门达到指定位置后,控制单元发出指令停止电机的旋转,由传动机构对阀门进行锁位。
怎样正确选用智能电动执行机构?昌晖仪表分享的智能电动执行机构选型要点能帮助到大家。
1、智能电动执行机构扭矩(或推力)和功率的确定
电动阀门可由阀门厂家成套组装智能电动执行机构或由智能电动执行机构成套组装阀门, 其中涉及扭矩(或推力)匹配的问题。阀门的扭矩(或推力)可以根据最大压差、摩擦系数等参数计算或实际测量出来,计算结果可用于智能电动执行机构选型的估算。
在智能电动执行机构选型时,智能电动执行机构输出扭矩(或推力)应不小于阀门最大压差扭矩(或推力)×1.5倍安全系数,且智能电动执行机构输出的最大扭矩不应对阀门造成损坏,输出的最小扭矩能保证阀门的正常开启,输出扭矩需在现场可调。
根据智能电动执行机构的选型表确定合适的电动执行机构后即可确定用电功率。
为了方便设计快速选型,部分口径、压力等级的角行程阀门(球阀)与天津奥美AM6系列部分回转电动执行机构选型可参表1;部分直行程阀门(闸阀)与天津奥美AM6系列多回转智能电动执行机构选型可参考表2。
表1 部分口径、 压力等级角行程阀门与智能电动执行机构选型参考表(举例)
注:①150Ib的固定球阀全关闭压差取1.89MPa、3001b的固定球阀全关闭压差取4.96MPa参与扭矩计算,并乘以1.5倍的安全系数;
②仅供智能电动执行机构初步选型参考,阀门配套具体执行机构还应以实际测量扭矩进行配套选择;
③球阀扭矩数据参考自贡高压阀门股份有限公司产品;
④小扭矩的智能电动执行机构90° 回转时间可根据表格中的数据进行选择;
⑤功率相同、输出扭矩不同的智能电动执行机构为相同电机配不同减速比的减速传动机构;
⑥不同的减速箱机械结构90° 回转时间也不同,如AM6P-500(行星齿轮)和AM6P-250(蜗轮蜗杆 )。
表2 部分直行程阀门与智能电动执行机构选型参考表(举例)
备注:①智能型电动执行机构300N·m以上设置了外置减速箱;
②本表格仅供智能电动执行机构初步选型参考,阀门配套具体执行机构还应以实际测量扭矩进行配套选择;
③本表格闸阀扭矩数据参考中德产品。
2、阀门全行程时间的计算
①角行程阀门全行程动作时间可查看配套的部分回转电动执行机构90° 回转时间,当采用多回转智能电动执行机构外配减速箱时,90° 回转时间为:角行程执行机构的全行程时间(s/90°)=(15×减速箱的减速比)/多回转执行机构的输出轴转速
② 螺杆做旋转运动的直行程阀门(如闸阀等)配套多回转智能电动执行机构全行程动作时间为:全行程时间={[行程/(螺距×螺纹头数)]/输出转速}×60(s),其中阀门行程、阀杆螺距单位为 mm ; 转速单位为r/min
例如某智能电动开关型双平板闸阀,行程为480mm,阀杆螺距为9mm,双头螺纹,智能电动执行机构输出转速为55r/min,则此阀门全行程动作时间为:T=[480/(9×2)÷55]×60=29(s)
3、智能电动执行机构故障位置
①小扭矩(或推力)的智能电动执行机构
小扭矩的智能电动执行机构带备用电源,其备用电源是由许多“超级电容”组成,存储的能量能使阀门断电后回到故障位置(全开、全关、保位或指定位置)。
小扭矩的智能电动执行机构可采用24VDC回路供电的方式,其执行机构具有Exia IICT4防爆认证,4-20mA控制信号和反馈信号均可为本安信号,同时可叠加HART实现多参数的传输。
部分厂家小扭矩电动执行机构还可以内置复位弹簧实现故障位置。
②大扭矩(或推力)的智能电动执行机构
因后备电源体积大、成本高、实现复杂,故大扭矩(或推力)的智能电动执行机构其故障位置未保位。在没有气源的情况下要实现故障开或者故障关,可选用电液联动执行机构。
③有限故障安全型智能电动执行机构
选自天津奥美有一款有限故障安全型电动执行机构,是一种性价比很高的提升安全性的产品。有限故障安全型电动执行器安装在现场,通过自身配备的检测装置,能及时发现周边的火焰、温度异常、通信失效等危险并及时通报控制室,在指定时间内没有得到有效控制信号就会自动采取安全措施,将 控制阀运行到安全位置。只要动力电源没有失效,都是安全的,因此也称作有限故障安全型。