电动阀门工作原理及控制原理图

电动阀门是由阀门电动装置和阀门共同组成的统一体。它既是管道部件-阀门,又是自动化部件电动执行器。所以它除了必须满足生产过程对于阀门的要求外,还必须满足生产过程对于自动装置的要求。

电动阀门的结构是会随着它本身各个部件的不同而有差别的。这里只结合典型的结构来讨论它各个部件的功能和相互的关系。图1-1是电动阀门的典型结构框图。

电动阀门使用电动机作为原动机。通常采用专门设计的三相异步电动机。电动机按短时工作制设计,没有散热设备,具有软的或较软的机械特性。对于要求可靠性高的场合,采用串激直流电动机。而对于要求改变转速的场合,采用变速三相异步电动机。

电动机通过主传动机构减速后带动阀门的启闭件。主传动机构的结构形式较多。但传动方式不外乎正齿轮传动、蜗轮传动、正齿轮行星传动、摆线针齿行星传动和谐波传动等。最常见的主传动机构的结构形式,是正齿轮传动和蜗轮传动的结合。

主传动机构输出的转矩通过梯形螺纹转换为推力,去带动作直线运动的阀门启闭件(闸阀和截止阀)。通常转矩一推力转换用的阀杆螺母都设在阀杆上作为阀门的一个部件。这时电动执行机构输出转矩去带动阀杆螺母。但是,有时也把梯形螺纹(阀杆螺母)设在电动执行机构内,使电动执行机构直接输出推力。

对于启闭件作旋转运动的阀门(球阀和蝶阀),主传动机构的输出轴还要通过二次减速器才能去带动阀门启闭件。二次减速器通常采用行星齿轮传动、蜗轮传动和螺杆摇臂传动。二次减速器通常装在独立的壳体内再与电动执行机构拼接。

在主传动机构内设有转矩限制机构、行程控制机构和阀位测量机构。转矩限制机构可以用来限制电动执行机构的输出转矩。当主传动机构输出的转矩达到转矩限制机构的整定值时,转矩限制机构推动转矩开关,发出信号给控制电路去切断电动机的电源。行程控制机构可以用来定阀门的启闭位置。当主传动机构的行程(阀门开度)达到行程控制机构的整定值时,行程控制机构会推动行程开关,发出信号给控制电路去切断电动机的电源。行程控制机构还可以根据事先整定的行程值发出信号供给其他自动化装置(例如,程控装置)使用;阀位测量机构能以模拟量的形式提供阀门的位置信号,供给运行人员远方监视阀门开度用,或者供给其他自动装置(调节器)用。

为了在必要时可以手动操作电动阀门,在主传动机构内还装有手动一电动切换机构和手轮。人工把切换机构切到手动侧就可以使用手作电动阀门。在电动时,电动机一旋转,切换机构就会自动切到电动侧,由电动机操作(称为半自动切换机构)。有的电动阀门,手动一电动切换机构是全手动的,即电动时也需要依靠人工把切换机构切到电动侧。在操作转矩小的电动阀门上,手轮通过切换机构可直接与输出轴连接。在操作转矩大的电动阀门上,手轮通过减速后与输出轴连接,使手动操作时具有一定的减速比。

电动阀门的控制电路,可以按照运行人员从控制盘送来的命令或者自动化系统送来的命令启动电动机去操作阀门。当阀门的转矩或行程达到事先整定值时,控制电路可以根据转矩限制机构和行程控制机构送来的信号切断电动机的电源。控制电路还具有保护功能.当电动机过载或发生其他故障时,能自动切断电源,并发出报警信号。必要时,控制电路还可以具备更复杂的功能。例如,在采用脉冲调制式的变速电动阀门中,就是靠控制电路改变控制脉冲的宽度达到电动机变速要求的。

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