山東滬工閥門制造股份有限公司
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閥門驅(qū)動(dòng)方式分析對比
作者：山東滬工閥門股份發(fā)表時(shí)間：2020-06-03
在環(huán)保、水利、石化、冶金、造紙、電力、航天、管道、工業(yè)裝備、工業(yè)加工等領(lǐng)域需要用到大量的閥門來控制流體運(yùn)動(dòng)。而作為控制閥門開、關(guān)或者部分開關(guān)的驅(qū)動(dòng)裝置通常稱為閥門執(zhí)行器或者閥門驅(qū)動(dòng)器。執(zhí)行器作為閥門控制的終端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其工作的可靠性、可控性和功能的優(yōu)劣，將直接影響調(diào)節(jié)、控制結(jié)果的成敗和設(shè)備的安全性，并制約著自動(dòng)化總體水平的提高。
傳統(tǒng)執(zhí)行器分為電動(dòng)、氣動(dòng)和液動(dòng)三種，及衍生的氣液聯(lián)合，電液聯(lián)合驅(qū)動(dòng)。每種驅(qū)動(dòng)各有優(yōu)缺點(diǎn)，本文簡單說明電動(dòng)、氣動(dòng)，液動(dòng)三種驅(qū)動(dòng)優(yōu)缺點(diǎn)，便于大家快速了解。
一：電動(dòng)執(zhí)行器
電動(dòng)執(zhí)行器顧名思義是以電為動(dòng)力，使用單相或三相電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪或蝸輪蝸桿輸出直線或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)執(zhí)行器可輸出相對恒定的驅(qū)動(dòng)力，抗偏差能力強(qiáng)，控制精度要比氣動(dòng)執(zhí)行器高，不用借助其他輔助系統(tǒng)可自動(dòng)保位。電動(dòng)執(zhí)行器具有操作簡便、易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制等特點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易載發(fā)生故障，經(jīng)常出現(xiàn)定位精度低、過開過關(guān)、電機(jī)燒毀、齒輪箱磨損等，維護(hù)費(fèi)用很大。調(diào)節(jié)過于頻繁會(huì)引起電動(dòng)機(jī)發(fā)熱，減速齒輪易磨損。此外，電動(dòng)執(zhí)行器運(yùn)行緩慢，難于實(shí)現(xiàn)大驅(qū)動(dòng)力，且存在過保護(hù)實(shí)現(xiàn)困難、不良位置等問題。
二：氣動(dòng)執(zhí)行器
氣動(dòng)執(zhí)行器以壓縮空氣為動(dòng)力，具有結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)較為方便等特點(diǎn)，但體積大、需要?dú)庠春涂諝鈨艋b置；氣動(dòng)執(zhí)行器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是統(tǒng)一的整體，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)有薄膜式、活塞式、撥叉式和齒輪齒條式。采用氣體做動(dòng)力介質(zhì)，優(yōu)點(diǎn)是安全性高，對使用環(huán)境要求低。但由于氣體的可壓縮性，剛度相對較低的氣動(dòng)執(zhí)行器響應(yīng)較慢，分辨率欠佳，控制精度低，抗偏差能力較弱，應(yīng)用在動(dòng)態(tài)力或摩擦較大情況下時(shí)，極易引起設(shè)備的不良振動(dòng)。且其能重比差，功率密度低，較大驅(qū)動(dòng)力的氣動(dòng)執(zhí)行器極其復(fù)雜、笨重而昂貴。
三：液壓執(zhí)行器
普通的液壓執(zhí)行器以高壓油為動(dòng)力，具有負(fù)載能力大，調(diào)節(jié)精度高等特點(diǎn)，但需要配備有龐大的獨(dú)立供油設(shè)備，維護(hù)工作量也相對較大. 液壓執(zhí)行器結(jié)構(gòu)有葉片式結(jié)構(gòu)，齒輪齒條式，螺旋式執(zhí)行器。三者各有優(yōu)缺點(diǎn)。葉片式結(jié)構(gòu)承載能力小，漏油多；齒輪齒條式承載能力大，結(jié)構(gòu)簡單，體積大，螺旋式定位精確，加工難度高。下圖為齒輪齒條執(zhí)行器安裝在閥門上?，F(xiàn)有的液動(dòng)執(zhí)行器通常需要配套使用一個(gè)液壓站，致使其體積龐大，液壓管路長，而且節(jié)流損失大、維修不方便等 。
四：電液執(zhí)行器
電液執(zhí)行器作為液壓執(zhí)行器衍生的一種動(dòng)力裝置，集合了液壓、控制、機(jī)電、計(jì)算機(jī)、通信等技術(shù)，可以快速、穩(wěn)定地對被控對象的位置進(jìn)行精確控制，應(yīng)用于各種閥門的驅(qū)動(dòng)、控制中。電液執(zhí)行器將液壓動(dòng)力模塊和控制模塊集成一體。電液執(zhí)行器集成了電操作的簡單、液壓的動(dòng)力快、電控制板的可靠，具有響應(yīng)速度快、控制精度高、輸出功率大、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)電液執(zhí)行器克服了氣動(dòng)執(zhí)行器的控制精度低、電動(dòng)執(zhí)行器的可控性差等問題。電液執(zhí)行器大體可分為兩種：一種是用伺服閥控制式，即傳統(tǒng)的電液伺服執(zhí)行器，采用開式液壓系統(tǒng)，通過控制伺服閥調(diào)節(jié)液壓油流動(dòng)方向及流量大小，實(shí)現(xiàn)對被控對象的調(diào)節(jié)；一種是電動(dòng)機(jī)控制式，采用閉式液壓系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速來控制雙向泵壓力油輸出方向和流量．對被控對象進(jìn)行精確調(diào)控。
新的電液執(zhí)行器結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、體積小、傳動(dòng)平穩(wěn)、可以獲得很大的輸出力矩、速度調(diào)節(jié)方便、控制容易、容易防止過載等優(yōu)點(diǎn)，有總體價(jià)格便宜、容易維護(hù)、適用范圍廣的特點(diǎn)。
控制盒內(nèi)集成了液壓微動(dòng)力單元及控制板，使得整個(gè)執(zhí)行器智能化，迷你化。電液執(zhí)行器是工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要控制元件，可以對閥門壓力、流量、溫度等進(jìn)行調(diào)節(jié)，大量應(yīng)用在化工、石油、冶金、電力、煤炭等工業(yè)過程控制系統(tǒng)中。電液執(zhí)行器發(fā)展朝小型、輕量、高效節(jié)能、高可靠性趨勢發(fā)展。
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