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阀门驱动装置种类及特点

[ 2016-08-05 ]
阀门驱动装置为用来操作阀门并与阀门相连接的一种装置。该装置可以用手动、电动、气动、液动或其组合形式的动力源来驱动，其运动过程可由行程、转矩或轴向推力的大小来控制。阀门驱动装置的选择要在充分了解阀门驱动装置的种类及性能的基础上，取决于阀门的种类、装置的工作规范及阀门在管线或装置上的位置。

目前我国主要有两项阀门驱动装置的连接标准，即GB/T 12222《多回转阀门驱动装置的连接》和GB/T12223《部分回转阀门驱动装置的连接》，该两项标准分别等效采用了ISO 5210和ISO5211标准。
《多回转阀门驱动装置的连接》主要适用于闸阀、截止阀、节流阀和隔膜阀用驱动装置与阀门的连接尺寸。
《部分回转阀门驱动装置的连接》主要适用于球阀、蝶阀和旋塞阀用驱动装置与阀门的连接尺寸。

阀门驱动装置按运动方式可分为直行程和角行程两种。直行程驱动装置即多回转阀门驱动装置，主要适用于各种类型的闸阀、截止阀和节流阀等；角行程驱动装置即只回转90°转角的部分回转驱动装置，主要适用于各种类型的球阀、蝶阀等。

阀门驱动装置按能源形式可分为手动（手柄手轮式、弹簧杠杆式）、电动（电磁式、电动机式）、气动（隔膜式、气缸式、叶片式、空气发动机式、薄膜和棘轮组合式）、液动（液压缸式、液压马达式）、联动（电液联动、气液联动）等各种形式。
    在各种类型的阀门驱动装置中，电动装置占主导地位，它主要用在闭路阀门上。
气动装置日前在防爆要求的场合应用较广，其中薄膜式气动装置主要用在调节阀上。液动装置在长输管线上的自然紧急切断阀和井口放喷阀上使用广泛。
手动装置的手轮，大多数安装在低、中压截止阀和闸阀上；
  手柄则用于高压和超高压截止阀、球阀及旋塞等阀类上。
气液联动装置，多用于输气管道，无电源的野外场合，它的动力源即管道中的气体。

一、阀门手动装置
    手动驱动的阀门，在各种工况的管路中，采用最为普遍。一种为手轮或手柄直接驱动，一种为手轮借助齿轮传动进行驱动。
    1）手轮或手柄。一般在启、闭力矩比较小的情况下，一个人或最多两个人的正常体力可以启、闭阀门。通常，手轮或手柄的材料采用可锻铸铁、球墨铸铁或碳钢，也有采用铝合金或塑料的。
    2）撞击式手轮。在高压阀门上，为了增大操作扭矩多采用撞击式手轮。撞击式手轮由于手轮与阀杆螺母配合间留有适当的空档，使手轮能单独空转一定的角度，在启、闭阀门的瞬间，可猛烈转动手轮，使手轮对阀杆螺母产生一个撞击力，这个撞击力可大大超过一般手轮的力量，增大了启、闭扭矩。
    3）齿轮传动手动装置。当阀门由一人操纵需要相当大的力时，通常采用齿轮或蜗轮蜗杆传动，以减轻启、闭所产生的力。齿轮传动装置有正齿轮和伞齿轮传动。齿轮传动比通常取1：3，多用于闸阀和截止阀。齿轮传动有开式一级齿轮传动和闭式二级齿轮传动，目前多采用闭式二级齿轮传动。

手动装置的优点与缺点
操作方式
优    点
顶部安装螺纹杆传动机构
a.结构简单
b.成本低
缺    点
a.安装位置较高，操作不便
b.顶部需要有空间
侧装连杆机构
a.动作容易实现
a.振动时易产生高的支架应力;b.易被腐蚀
在支架上安装蜗杆蜗轮传动
a.完全密封和完全润滑
b.增加了驱动装置的高度
用手动紧急关闭时要考虑到手轮转动的总圈数所需要的时间
单一的手动驱动
人工调节，价格便宜
由于振动（轮上的手把）常常会损坏阀门内件或使铸铁支架断裂

二、阀门电动装置
    阀门电动装置按输出方式有多回转型（Z型）图1和部分回转型（Q型）图2两种。前者用于升降杆类阀门，如闸阀、截止阀、节流阀、隔膜阀等；后者用于球阀、旋塞阀、蝶阀等在90°范围内启闭的阀门。





阀门电动装置的优点与缺点
优    点
a.适用性较强，不受环境温度影响
b.输出转矩范围广
c.控制方便，有利于工艺系统的自动化操作
d.可实现超小型化
e.具有机构自锁性
f.安装、维护、检修方便
缺    点
a.结构复杂
b.机械效率低，一般只有25～60%
c.输出转速不能太高或太低
d.易受电源电压、频率变化的影响



三、阀门气动装置
  阀门气动装置在具有防爆要求的场合应用较广，按阀门气动装置的结构特点，可将其分为三种，即薄膜式气动装置、气缸式气动装置、摆动式气动装置，此外，还有气动马达式气动装置。典型的气动装置及气路系统。

单气缸气动装置结构






优    点
a.结构简单
b.气源容易获得
c.能得到较高的开关速度
d.可安装高速器，使开关速度按需要进行调整
e.气体压缩性大，关闭时有弹性
缺    点
a.与液压装置相比结构较大，不适于大口径、高压力的阀门。
b.因气体有压缩性，故速度不易均匀



四、液动装置
    阀门液动装置由动力源、控制和执行机构三大部分组成。动力源的作用是把电动或气动马达的有效功率转变成用于液体传动的流体动力。控制部分由控制阀门，如压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀和电气控制系统组成。执行机构有两种，一种是油缸执行机构，实现往复直线运动；另一种是油马达执行机构，实现回转运动。
    液动装置的优点与缺点
优    点
a.结构简单、紧凑、体积小
b.输出力大，传动平稳可靠
c.容易获得低速或高速，速度调节方便
d.能远距离自动控制
e.由于液压油的粘性而提高效率，有自润滑及防锈性能
缺    点
a.油温度引起油的粘度变化
b.液压元件和管道易渗漏
c.配管、维修不方便
d.不适于对于信号进行各种运算


五、联动驱动装置
阀门液压驱动装置可与电动、气动配合而组成电—液、气—液联动系统。图9即为管路切断调节系统气—液联动紧急切断阀。

电液联动式驱动装置的优点与缺点
优    点
a.输出力大
b.启闭阀门动作迅速
缺    点
a. 价格昂贵
b. 结构复杂

气—液联动式驱动装置的优点与缺点
优    点
a.结构紧凑，传动平稳，可获得很大的输出扭矩
b.可根据现场使用情况选择最经济适用的动力源
c.通过定压溢流阀可以精确地调整最大输出扭矩
d.调速方便，调节范围大，并且是无级调速
e.能够适应各种方式的自动控制的需要
f.在阀门驱动系统中可以配蓄能器
缺    点
a.价格昂贵
b.结构复杂，可靠性较低
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