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氣動執行器的選型

氣動執行器的選型
氣動執行機構的操作要求有兩個外部影響因素:一是信號,二是動力源。
信號通常是120/240 VAC或12/24VDC的離散電壓,可以為電磁閥供電。如果使用定位器控制執行機構的旋轉,信號通常是模擬(4~20 mA)或數字信號。電磁閥或數字定位器控制著執行機構汽缸的供氣和排氣,交替控制閥門的位置。電磁閥用來完成閥的開、關位置的轉換。定位器也有同樣的功能,但主要用于調節控制功能,并能支持更先進的應用,如安全儀表系統中的部分行程測試。隨著數字式定位器成本的日益降低,其應用在持續增長。氣動執行機構的常用動力源是約為60~100 psig的壓縮空氣。
每一種氣動執行器在切斷氣源后都會有一個故障位置。雙作用執行器故障斷氣時(通氣開、通氣關),閥門會停在最后的位置處。但如果管道流體壓力產生的動力矩大于閥門的摩擦力矩時,就會出現閥門旋轉。彈簧復位式執行機構在閥斷氣時閥門會恢復至初始位置。這樣的設計通常被選用于有故障安全要求的關鍵場合。
一旦閥門的扭矩要求確定后,即可正確地進行執行機構的選型。在選型前,確切的信息是必須的??蛻魬峁﹫绦袡C構的最低供氣壓力和動作模式(如:雙動式或彈簧復位式)。
如執行機構要求彈簧復位式,故障模式(即:故障關或故障開)也必須加以確定。請遵循以下指導方針:
雙動用操作:所選擇的執行機構在最小供氣壓力時的輸出扭矩應大于計算所得的閥門扭矩。
彈簧復位操作,故障關:所選擇的執行機構在最小供氣壓力情況下彈簧行程末端時的輸出扭矩應大于關閉閥門所需要的扭矩。
彈簧復位操作,故障開:所選擇的執行機構在最小供氣壓力情況下氣動行程末端時的扭矩輸出應大于打開閥門所需要的扭矩。
當為閥門或擋板選擇齒輪齒條和撥叉式執行機構時,工程師應注意在閥門估計的操作扭矩與閥門的實際輸出扭矩間留出安全余量。在缺少終端用戶的指令下,如果需要添加一個安全系數來規定和修正閥門扭矩值時,可以遵循以下說明:
安全系數應加在閥門扭矩上,而不是執行機構的扭矩上。
如果終端用戶有建議、或閥門目錄中的扭矩數據指定“選型扭矩”或“執行機構選型扭矩”,那么不再需要添加安全系數。
如果終端用戶沒有建議、或閥門目錄中的扭矩數據指示“閥門扭矩”,那么需要在閥門扭矩上加上以下安全系數:a. “閥門扭矩”加10%,用于選擇作為雙動執行機構。b.“閥門扭矩”加15%,用于選擇彈簧復位式執行機構。
在為安全關斷閥(SSOV)和緊急關斷閥(ESD)選擇執行機構時,通常有特殊的性能要求。如果閥門的動作頻率低于每月一次,那么建議安全系數為計算所得的閥門扭矩乘以2。多數SSOV都有特定的關閉時限(一般很快)。如果客戶要求一個4″的自動SSOV一秒鐘關閉,這也很正常。為了確保滿足該要求,執行機構制造商應實施操作時間的計算。備有證明文件的計算通常被要求用來確認執行機構選型的一致性和恰當性。
 多數自動化閥門規格書(上述四種)都會要求配備手動操作裝置,為順應這一要求,指定先進的執行機構控制附件是非常重要的。為了確保安全和恰當的操作,氣動執行機構必須配備氣動鎖定和通氣(LOV)裝置。該LOV可以排空殘存在汽缸里、可能阻止活塞行進并導致設備損壞的空氣。更重要的是,該裝置可以防止不當操作,特別是遠程操作中的不當操作。
閥門執行機構的選擇和購買要求有具備資質的人員進行全程評估,且相關用戶及其合同支持方有責任建立一個定義明確的產品規范,工廠的性能和員工的安全也都建立在這個規范之上
 
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