阀门执行机构是控制阀的一种类型，有许多选择，以满足工厂范围内和单独的自动化要求。虽然在概念上很简单，包括一个输入、输出和一个操作阀门的机构的盒子，但实际上在选择正确的阀门执行器有很多考虑。由于阀门执行器在控制回路中对阀门的整体性能起着更重要的作用，所以工程师们不应该轻易做出这样的决定。
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在本指南中，我们将讨论阀门操作的两种主要类型，阀门执行机构的类型，阀门执行机构的重要功能，阀门通径信息，以及选择合适的阀门执行机构的关键考虑因素。使用下面的链接来导航到一个特定的部分:
阀门操作类型
有几十种类型控制阀．然而，从阀门执行器的角度来看，主要有两种类型阀门操作．了解阀门的工作原理是选择合适的执行机构的第一步。
- 扶轮(直角回转)操作-包括旋塞阀、球阀和蝶阀。四分之一转阻尼器也属于这一类。这些类型的阀门通常更容易安装适当的执行机构，因为操作相对简单，需要在适当的扭矩下90度旋转。
- 多业务n-这类阀门有上升型不旋转阀杆或非上升型旋转阀杆，需要多次转动才能将阀门关闭元件从开启位置移动到关闭位置。这类阀门的一些类型包括截止阀、刀闸阀、闸阀、水闸等。
阀门执行机构的类型
正如阀门有多种类型一样，也有几种特定的阀门执行机构类型．然而，大多数都属于少数常见的类别，根据所应用的动力类型和所需要的运动类型:
- 气动和液压执行机构(流体动力)。四分之一转-这些类型的驱动器是通用的，可以用于电力不容易获得或应用在简单和可靠的优先。它们还具有广泛的功能，从提供几英寸磅扭矩的小型驱动器到可以提供100万英寸磅甚至更多扭矩的最大驱动器。大多数气动和液压执行机构使用一个气缸加上一些机构，将气缸中产生的直线运动转变为阀门操作所需的四分之一转运动。增加一个相反的弹簧允许在紧急情况下积极关闭。
- 气动和液压执行机构(流体动力)。多回转—当操作线性型阀门(如闸阀或截止阀)需要多圈输出时，流体动力执行器是常见的解决方案。虽然电动执行机构通常用于这些类型的阀门，但气动和液压执行机构在电力供应不足的应用中是可行的选择。
- 电动执行机构-多回转-这些类型的阀门是最常见和最可靠的。它们能够快速操作一些最大的阀门，它们由一个单相或三相电机驱动水平齿轮和马刺的组合。随后，这些齿轮和马刺驱动阀杆螺母，该螺母与阀门的阀杆啮合，从而开启或关闭阀门。它们通常包括一个脱扣机构和一个手轮，允许在电源故障的情况下手动操作。
- 电动执行机构-四分之一转-在设计上与多圈电动执行器类似，主要的区别是，最后一个元件位于一个提供90度旋转的象限。这些类型的执行机构结构紧凑，通常用于更小的阀门，由于它们对功率的要求更低，它们可以配置应急电源(如电池)，用于故障安全操作。
- 手动执行器-手动执行机构使用杠杆、轮子和/或齿轮来方便移动。手动执行机构与自动执行机构不同，因为自动执行机构有一个外部动力源，提供自动或远程操作阀门所需的力和运动。对于许多阀门来说，手动操作并不是一种选择，这要么是因为阀门应用在遥远的管道中，要么是因为操作所需的巨大力量。此外，对于处于有毒或恶劣环境中的阀门来说，手动执行机构并不是一个实用的解决方案，在需要立即关闭的安全预防措施的应用中也不太有用。
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气动和液压执行机构一起描述并操作相似;然而，它们在圆筒是如何移动的．液压执行机构使用泵中的不可压缩液体移动气缸，而气动执行机构使用增压空气移动气缸。由于压缩空气的消耗，气动执行器对于需要大口径气缸的大型设备来说并不实用。
另一方面，与气动和电动执行器相比，液压执行器的单位成本更高。他们也倾向于漏液，它们需要各种配套部件，包括电机、泵、释放阀、储液器、热交换器和降噪设备。
阀门执行机构也可以分类作为膜片执行器，直接作用和反向作用执行器，直接作用膜片执行器，场可逆多弹簧执行器，和活塞执行器，虽然也有其他类型。
阀门执行机构的重要功能
所有阀门执行机构必须执行几个函数包括:
- 将阀门关闭部件移动到适当的位置。关闭部件通常是塞、阀瓣或球体，即使在困难或不希望的条件下，执行机构也必须有足够的力来移动它。此外，它必须配备必要的控制来引导它。
- 将阀门关闭部件固定在合适的位置。一旦到达预定位置，阀门执行机构必须能够将其固定在适当的位置。在某些应用中，如节流应用中，这需要一个强大的弹簧或流体动力或机械刚度来保持闭合部件安全到位。
- 以足够的扭矩阀座阀门，以满足所需的关闭规格。有些类型的阀门可能需要特殊的附件来执行机构通径，以维持足够的扭矩来保持关闭位置。
- 有一个失败模式。当系统发生故障时，需要设置故障模式。根据应用程序的不同，故障模式可以是原样、完全关闭或完全打开。
- 有适当的旋转值。有些阀门需要一定的旋转，通常是90或180度。多端口阀门通常需要超过90度的旋转，电动执行机构通常是需要超过180度旋转的应用的首选，因为它们不受机械旋转的限制。
- 提供正确的运行速度。执行机构的循环速度可以通过控制电路元件来调节，但循环速度小于典型执行机构循环时间的一半，需要仔细选择阀门。对于高循环速度，可能需要特殊准备的气动执行机构，而不会有损坏阀门部件的风险。
选择阀门执行器的注意事项
既然我们已经介绍了阀门和阀门执行器的基本类型，以及阀门执行器必须执行的主要功能，那么在为您的应用选择合适的执行器时，有几个重要的考虑因素需要权衡。有各种各样的因素要考虑，从使用因素，尺寸，供应压力要求，安全和可靠性，成本考虑，等等。
使用的因素
使用的因素是选择正确的阀门执行机构的重要考虑因素。这些因素包括:
- 兼容性-可用的电源是什么?如上所述，电动执行机构本质上需要电力来运行。如果没有现成的电力来源，气动或液压阀门执行机构是合理的选择。气动执行机构需要40到120 psi的空气供应。较高的压力可能很难获得，而较低的压力将需要一个直径较大的隔膜或活塞，以实现必要的扭矩。电动执行机构需要110 VAC的电源，但阀门执行机构可以与其他尺寸的直流和交流电机一起购买。
- 温度范围-气动执行器可操作温度范围为-4 ~ 150°F(-20 ~ 70°C)，或在某些情况下为-40 ~ 250°F(-40 ~ 121°C)，条件是正确的密封、润滑脂和轴承到位。电动执行器可以在-40到150°F(-40到65°C)的温度范围内工作。
- 危险区域-气动执行机构由于具有防爆性，在危险或有毒环境中通常首选气动执行机构，但如果缺少压缩空气或气动执行机构无法满足其他操作规范，也可使用电动执行机构。用于危险环境的电动执行机构必须具有NEMA VII外壳，以防止爆炸。下面将更详细地讨论NEMA准则。
NEMA指南
美国国家电气制造商协会(NEMA)已经制定了在危险地区建造和安装电动阀门执行器的指导方针。这条指导原则状态:
七、一类危险场所(爆炸性气体或蒸气)
符合国家电气规范的应用要求;符合美国保险商实验室(Underwriters’Laboratories, Inc.)的规范，用于含有汽油、己烷、石脑油、苯、丁烷、丙烷、丙酮、苯、漆溶剂蒸汽、天然气的大气。
大多数电动阀门执行器制造商提供符合NEMA vii标准的产品版本，以满足危险应用的要求。manbetx官网APP下载在某些情况下，更划算的选择是使用电动控制和气动阀门执行机构。然而，在可行的情况下，气动执行机构通常是更安全、更实用的选择。
规模和力量
力是指阀门所需的扭矩，是指将阀门从开启位置移动到关闭位置所需的力。在滑杆阀中，所需的力是线性推拉力;多回转或部分回转阀门需要旋转力。确定力要求取决于许多因素，例如:
- 最小和最大供应压力
- 致动器类型
- 失败模式
- 阀门扭矩
阀门的尺寸和设计以及整个阀门的压差也需要考虑，还有阀杆填料摩擦，介质温度，以及阀门和阀杆的机械特性。注意，对于直角回转阀门，不可能精确计算阀门的扭矩需求。相反，需要在各种压差条件下对每个阀门通径进行物理测量。
通过截图阀门执行机构的选型和选型
由于阀门执行机构的正确定径非常复杂，因此执行机构的定径必须由经过技术培训的专家进行。仅仅选择一个超大的驱动器也不是一种保障;过大的阀门执行器会损坏阀门的阀杆(除非使用额外的组件，如安全阀)，而且这是一种浪费。一个尺寸过小的执行机构将无法按需操作阀门，这在紧急关闭阀门(ESDVs)中尤为重要。
最小和最大供应压力都是需要考虑的最重要的因素。通常提供的标准压力，不应该用来测量执行器的尺寸。执行机构必须能够产生足够的扭矩，在最小供应压力下操作阀门，确保即使供应压力处于最低点，它也能正常工作。也必须考虑最大压力，因为执行器必须能够安全地处理最大潜在压力。调节阀和安全阀可用于执行机构过大或无法安全处理最大供应压力的应用场合。
速度
所需的操作速度规定了功率需求致动器。这需要更多的权力缩短时间:在更短的时间内完成一项操作(如完全开启或关闭阀门)，例如
气动执行机构的优势在于它更容易控制其速度。在气动执行器中实现速度控制的最简单的方法是在空气先导排气口安装一个针阀或可变孔。电动执行器有齿轮减速马达，因此在不进行齿轮调整的情况下，很难(真的不可能)控制这些执行器的速度。在某些情况下可以添加脉冲电路以允许较慢的操作。
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对于电动执行器，所需的操作速度决定所需的电机功率。对于流体动力执行器(气动和液压执行器)，所需的操作速度除了决定方向控制阀的尺寸外，还决定了必要的供气和排气管路的尺寸。
运动的频率
操作(或职责)的频率影响机械传动的耐久性和控制器的鲁棒性。显然，操作频率较低的阀门(如隔离或调节任务阀)意味着对机械部件和控制的磨损较小。然而，其他阀门，如调节工艺阀，则是在接近恒定或连续的基础上运行，需要更耐用的阀门和执行器总成。
执行器能力通常定义为每小时启动的指定次数。根据ISA电动阀门执行机构规范指南标准的换向接触器应额定每小时至少60台电机启动。可选的固态换向接触器应该是电联锁的，并可用于高速调制服务，额定每小时至少启动1200次。”
通过截图Indelac控制公司。
另一个一般的经验法则是基于工作周期：
- 隔离-阀门每天只操作几次
- 调节-每小时30至60次启动
- 调制-每小时600到1800开始
安全
在某些应用中，如危险环境，NEMA VII等指南旨在通过对不同类型的执行机构要求特定的预防措施来提高安全性。在选择阀门执行机构时，安全性应该始终是一个考虑因素，如果可能，应根据应用规格使用最安全、最可靠的选择。执行器应该可以保持故障安全装置位置例如，如果发生火灾。
然而，在某些情况下，理想的执行机构不能使用由于缓解情况。当必须使用不同类型的执行机构，而不是最理想的解决方案时，通常可以添加额外的组件，以提高安全性和满足监管规范。
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例如，气动执行器可以停滞不前没有问题，但是电动执行器不能在不损坏电机的情况下熄火，因为电机中会产生过多的电流产生热量。为了保护设备，可以使用力矩开关或热电流传感器。
春天的回报或故障安全选项，是过程工业中经常指定的另一个安全组件。manbetx万博电脑官方网页在电源故障或信号故障的情况下，弹簧返回驱动阀门到预先确定的安全位置。与气动执行器，这是一个实用和廉价的选择。当弹簧回位不能使用时(大型或重型执行机构有时就是这种情况)，可以安装蓄能器罐来储存空气压力。
大多数电动执行机构都没有弹簧复位功能，但对于这些执行机构来说，电池备份通常是一个可行的故障安全选项。或者，可以使用电液执行器实现弹簧返回功能，只需要电力供应。这是通过激活液压泵来完成的，液压泵对弹簧回缸加压，在电源故障的情况下驱动执行器回到原来的位置。
成本
以上讨论的所有因素都影响阀门执行机构的成本。一般来说，所需的扭矩越大，操作所需的动力就越大，执行机构就越大，价格也越昂贵。虽然为应用选择合适的阀门执行机构，包括安全操作所需的任何额外组件，可能意味着更高的前期成本，但最终配置将受益于更大的可靠性和耐久性。写作清晰,明确的技术规格，勤奋的质量控制，并确保足够的供应商资格是为您的应用程序采购正确的执行机构的必要步骤。
错误的执行机构不仅不能充分地操作阀门，还可能导致阀杆和阀门本身的损坏，并引入不必要的安全风险。选择正确的阀门执行机构意味着更少的意外停机，更少频繁的执行机构和阀门更换，最终降低长期成本。
