氣動法蘭式球閥選型指南球閥為單回轉90°的開關閥門,氣動執(zhí)行器(氣動頭)在氣源壓力的作用下,推動活塞運動,帶動閥門實現開關動作。氣動閥門使用的氣源壓力一般為0.3~0.8MPa,一般配置以下元件,過濾減壓閥、電磁閥、限位開關、氣動頭和其他元件。按照發(fā)生故障時,閥門的動作形式,將氣動閥門分為兩大類,單作用和雙作用球閥。圖1雙作用氣動球閥工作原理圖(1、氣動頭 2、電磁閥 3、過濾減壓閥 4、氣源) 圖1為一套雙作用氣動球閥的工作原理圖,壓縮空氣(氣源)首先經過過濾減壓閥,清除其中含有的水分、油分以及固體粉塵顆粒,并調節(jié)系統壓力至設定值,以提供穩(wěn)定的氣源壓力。然后,氣體流入電磁閥進氣口a,從氣口b流入到氣動頭,推動活塞動作,排氣通道為d~E,線圈得電以后,電磁閥換向,氣體從氣口d流入到氣動頭,推動活塞向相反方向動作,排氣通道為b~c。圖2單作用氣動球閥工作原理圖(1、氣動頭 2、電磁閥 3、過濾減壓閥 4、氣源) 圖2為一套單作用氣動球閥的工作原理圖,同前,壓縮空氣首先通過過濾減壓閥,電磁閥線圈得電時,氣體流入電磁閥進氣口a口,從氣口b流入到氣動頭,推動活塞動作,同時氣動頭內彈簧被壓縮,當發(fā)生故障時(失氣或者失電),電磁閥恢復彈簧位,氣源被阻斷,氣動頭彈簧釋放壓縮力,推動活塞向相反方向運動,排氣通道為b~c,可將閥門停留在設定的開啟或者關閉位置,防止發(fā)生事故。 二、氣動法蘭式球閥選型指南氣動球閥常見需求以及解決方案 為滿足不同類型的管道系統,需選擇對應的管路系統,《表1》為常見氣動元件的選型原則。 是同屬一個類型的閥門,只有它的關閉件是個球體,球體繞閥體中心線作旋轉來達到開啟、關閉的一種閥門。 氣動球閥在管路中主要用來做切斷、分配和改變介質的流動方向。 氣動球閥按結構形式可分:浮動球式、固定球式、彈性球式. 氣動球閥的工作原理是靠旋轉閥戀來使閥門暢通或閉塞。氣動球閥開關輕便,體積小,可以做成很大口徑,密封可靠,結構 簡單,維修方便,密封面與球面常在閉合狀態(tài),不易被介質沖蝕,在各行業(yè)得到廣泛的應用。 氣動球閥由三片式球閥配置氣動執(zhí)行器組成,氣動執(zhí)行器分為雙作用和單作用型,通過電磁閥控制,實現球閥開關動作。氣動球閥可實現智能化控制,快速開啟或關閉管路,能有效的對管網進行控制和管理。 氣動球閥由球閥配和氣動執(zhí)行器兩大主要部分組成,通常需要配上電磁閥、氣源處理三聯件、限位開關、定位器等幾個附件,以達到遠程控制和就地控制,在控制室里就可以控制閥門的啟閉,無需跑到現場或者高空和危險地帶來手動控制,在很大程度上節(jié)約了人力資源以及時間和安全性。 工作原理如下:
一、開啟過程 1、在關閉位置,球體受閥桿的機械施壓作用,緊壓在閥座上。 2、當逆時針轉動手輪時,閥桿則反向運動,其底部角形平面使球體脫開閥座。 3、閥桿繼續(xù)提升,并與閥桿螺旋槽內的導銷相互作用,使球體開始無摩擦地旋轉。 4、直至到全開位置,閥桿提升到極限位置,球體旋轉到全開位置。 二、關閉過程 1、關閉時,順時針旋轉手輪,閥桿開始下降并使球體離開閥座開始旋轉。 2、繼續(xù)旋轉手輪,閥桿受到嵌于其上螺旋槽內的導銷的作用,使閥桿和球體同時旋轉90°。 3、快要關閉時,球體已在與閥座無接觸的情況下旋轉了90°。 4、手輪轉動的幾圈,閥桿底部的角形平面機械地楔向壓迫球體,使其緊密地壓在閥座上, 《表1》 氣動元件的選型原則 | 序號 | 要求 | 解決方案 | 1 | 普通型,發(fā)生故障時,閥門保位 | 雙作用氣動頭、過濾減壓閥、電磁閥、限位開關(通過電磁閥與氣動頭的不同連接,可實現斷電狀態(tài)下,閥門的開啟/關閉要求) | 2 | 普通型,故障位置開/故障位置關 | 單作用氣動頭、過濾減壓閥、電磁閥、限位開關 | 3 | 符合 NAMUR 結構標準 | 選用符合 NAMUR 接口的氣動頭、電磁閥、限位開關 | 4 | 手動操作功能 | 配氣動手輪或者液壓手動泵等 | 5 | 電磁閥帶手動操作 | 選用帶手動功能的電磁閥 | 6 | 閥門快速開啟/關閉 | 選用大流量的過濾減壓閥、電磁閥,加大鋼管直徑,在氣動頭出氣口增加快排閥1以及電磁閥控制大口徑氣控閥等 | 7 | 閥門開關時可調 | 增加調節(jié)閥(針閥)或者阻尼器 | 8 | 現場無電源或禁電 | 將電磁閥換成氣控閥 | 9 | 現場防爆、防水、防腐蝕等 | 選用相應等級的氣動頭、電磁閥、限位開關、連接件等 | 10 | 閥門/關度可調 | 選用定位器代替電磁閥、限位開關 | 11 | 雙作用氣缸實現單作用功能 | 增加氣罐、氣控閥等元件 | 12 | 現場禁銅 | 不選用含銅的氣動元件,如銅管、銅管接頭、銅電磁閥 | 13 | 增加電磁閥可靠性 | 選用兩個或者更多電磁閥控制 |
三、氣動法蘭式球閥選型指南氣動元件選型 1、氣動頭選型 選擇氣動頭時,首先確定是單作用氣動頭還是雙作用氣動頭,然后,根據閥門工況、氣源壓力等參數,選用符合輸出扭矩要求的氣動頭。 舉例說明氣動頭的選型過程:選擇球閥16×14BS15J,實際壓力19.5MPa;氣動頭選型為:愛默生(EMERSON),單作用,故障位置關,氣源壓力0.55MPa。查《球閥扭矩表》,可得數據,見《表2》。取安全系數為1.4,則閥門各位置的扭矩值見《表3》。 根據EMERSON產品樣本,選擇氣動頭型號為G7028-SR4-CW,由《表3》可見,各扭矩值均大于閥門相應位置的扭矩值,符合要求。 《表2》球閥扭矩數據 | 智能扭矩計算 | 全壓下的計算扭矩/N·m | 實際壓力/MPa | 實際壓力下的計算扭矩/N·m | 口徑/in | 磅級/Lb | 14 | 1500 | 21000 | 19.5 | 16058.82 |
《表3》扭矩值 | 閥門位置 | VBTO | VRTO | VETO | VBTC | VRTC | VETC | 執(zhí)行器位置 | ABTO | ARTO | AETO | ABTC | ARTC | AETC | 16×14BS15J | 22484 | 13490 | 16863 | 20236 | 13490 | 20236 | G7028-SR4-CW | 42955 | 18558 | 28223 | 34732 | 14578 | 21404 |
2、電磁閥選型 電磁閥選型的時候,要注意電磁閥的特征參數是否滿足需要,如壓力范圍、流通介質、工作溫度、流通系數、電壓、防爆要求以及其他功能等。 3、過濾減壓閥選型 過濾減壓閥選型的時候,要注意過濾減壓閥的壓力范圍、流通介質、工作溫度、排水裝置(自排、手排)及濾芯精度等。 4、限位開關選型 限位開關選型的時候,要注意反饋方式(機械式、感應式)、位置指示的顏色是否符合要求,以及是否符合相應的防爆等級等。 |