電動(dòng)閥門執(zhí)行器設(shè)計(jì)

角行程閥門電動(dòng)執(zhí)行器是一種旋轉(zhuǎn)電動(dòng)閥門執(zhí)行器。電動(dòng)旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器將電能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)力，因此直角回轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行器只能轉(zhuǎn)動(dòng) 90 度。電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生扭矩，該扭矩通過輸出驅(qū)動(dòng)傳遞以轉(zhuǎn)動(dòng)閥門。電機(jī)電壓選項(xiàng)為 AC（交流電）、DC（直流電），或者它們能夠在任何一個(gè)上運(yùn)行。電機(jī)安裝在堅(jiān)固、緊湊的外殼中，外殼還包含執(zhí)行器的其他組件，例如齒輪、限位開關(guān)、接線等。整個(gè)組件通過兼容的連接接口（例如 ISO 5211 標(biāo)準(zhǔn)）連接到閥門。

扭轉(zhuǎn)力矩

直角回轉(zhuǎn)閥需要旋轉(zhuǎn)90°才能完全打開或關(guān)閉。要轉(zhuǎn)動(dòng)閥門，需要扭矩(線性力的旋轉(zhuǎn)當(dāng)量)。電動(dòng)執(zhí)行器產(chǎn)生扭矩并將其傳遞到輸出軸，然后輸出軸連接到閥桿或閥門軸。這反過來旋轉(zhuǎn)閥的球或閥板，打開或關(guān)閉節(jié)流孔，以允許流體通過或阻止流體流動(dòng)。執(zhí)行器產(chǎn)生的扭矩取決于其傳動(dòng)裝置和電機(jī)容量。電機(jī)容量(扭矩)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一個(gè)重要規(guī)格，因?yàn)樗枰哂陂y門所需的扭矩，以保證它能開啟和關(guān)閉閥門。通常，啟動(dòng)扭矩被指定為閥門所需的扭矩，因?yàn)檫@是旋轉(zhuǎn)閥門所需的最高扭矩。
起動(dòng)轉(zhuǎn)矩

當(dāng)閥門處于開啟或關(guān)閉位置時(shí)，離開這些位置所需的扭矩稱為啟動(dòng)扭矩。換句話說，這是最初從靜止位置移動(dòng)閥門所需的扭矩量。一般來說，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩高于運(yùn)行轉(zhuǎn)矩。例如，一般球閥的啟動(dòng)扭矩比其運(yùn)行扭矩高30%左右。啟動(dòng)力矩大，因?yàn)閬碜造o止位置，介質(zhì)會(huì)在球腔內(nèi)積聚，和/或介質(zhì)會(huì)劃傷閥座，造成摩擦力增大等。合適的角行程閥門致動(dòng)器應(yīng)該產(chǎn)生高于閥門啟動(dòng)扭矩的扭矩。
響應(yīng)時(shí)間

響應(yīng)時(shí)間是致動(dòng)器將閥門旋轉(zhuǎn)90度(即發(fā)出命令后完全打開或關(guān)閉閥門)所需的時(shí)間。執(zhí)行器的轉(zhuǎn)速和扭矩一樣，與其傳動(dòng)裝置和電機(jī)的功率有關(guān)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的扭矩與速度直接相關(guān)，因?yàn)榕ぞ嘏c速度成反比。這種關(guān)系受齒輪排列的影響。對(duì)于給定的致動(dòng)器電機(jī)容量，較高的齒輪比將比較低的齒輪比產(chǎn)生更大的扭矩和更慢的響應(yīng)時(shí)間。因此，如果響應(yīng)時(shí)間是一個(gè)關(guān)鍵的應(yīng)用規(guī)格，它需要與扭矩規(guī)格要求一起考慮。
控制方式

常見的電動(dòng)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)有2點(diǎn)控制(通常稱為開/關(guān))或3點(diǎn)控制，但它們都有3條線。更多信息，請(qǐng)參閱我們的電線部分。
電壓

電動(dòng)執(zhí)行器可以是DC或交流供電的。它們通常有以下額定電壓:12、24和48伏DC，24、48、120、130和240伏交流電。

電壓

電動(dòng)致動(dòng)器可以是直流或交流供電的。它們通常具有以下額定電壓：直流電為 12、24 和 48V，交流電為 24、48、120、130、240V。

安裝

角行程執(zhí)行器有一個(gè)連接接口，可將它們連接到閥門。這包括一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器、一個(gè)用于連接閥頭的方軸或閥桿，以及一個(gè)用于將執(zhí)行器螺栓連接到閥門的法蘭。此連接接口的設(shè)計(jì)和尺寸可以是品牌特定的或標(biāo)準(zhǔn)化的標(biāo)準(zhǔn)，例如 ISO 5211。具有品牌特定連接接口的角行程執(zhí)行器的示例是JP 流體控制的AW1 系列球閥執(zhí)行器。這些閥門與 JP 流體控制的BW2 和 BW3 閥門兼容。AG角行程執(zhí)行器系列另一方面，具有標(biāo)準(zhǔn)化的 ISO 5211 連接接口，并與所有帶有 ISO 5211 法蘭的閥門兼容。下面的圖 2 顯示了 ISO 5211 法蘭類型。無論品牌如何，只要遵循相同的 ISO 5211 標(biāo)準(zhǔn)，不同的閥門和執(zhí)行器都可以互換。根據(jù) ISO 5211 標(biāo)準(zhǔn)，有不同的法蘭類型，它們因最大法蘭扭矩、尺寸以及螺釘、螺栓或螺柱的數(shù)量而異。

電動(dòng)閥門執(zhí)行器特點(diǎn)

位置指示器

位置指示器指示執(zhí)行器在給定時(shí)間的打開或關(guān)閉位置。有視覺指示器，如圖 3 所示，但也有電動(dòng)位置反饋系統(tǒng)將位置發(fā)送回您的系統(tǒng)（即控制器）。位置指示器有兩個(gè)基本的切換選項(xiàng)；機(jī)械開關(guān)和接近（非接觸）開關(guān)。機(jī)械限位開關(guān)由輸出驅(qū)動(dòng)軸上的內(nèi)部凸輪激活。機(jī)械開關(guān)也可能是限位開關(guān)。接近開關(guān)由檢測(cè)閥門位置的傳感器激活。位置指示器可以只顯示基本的開和關(guān)位置，也可以指示部分打開或部分關(guān)閉。

手動(dòng)超控

手動(dòng)操作是大多數(shù)執(zhí)行器中的一項(xiàng)安全功能。它通常是機(jī)械手輪或手柄。這個(gè)輪子允許您在停電或任何其他緊急情況下機(jī)械地關(guān)閉或打開閥門。

限位開關(guān)

限位開關(guān)是執(zhí)行器的機(jī)電組件。它們由一個(gè)關(guān)閉限位開關(guān)凸輪和一個(gè)打開限位開關(guān)凸輪組成。當(dāng)執(zhí)行器將閥門移動(dòng)到打開或關(guān)閉位置時(shí)，相應(yīng)的開關(guān)凸輪也會(huì)移動(dòng)。當(dāng)?shù)竭_(dá)終點(diǎn)位置時(shí)，相應(yīng)的開關(guān)凸輪將斷電。從而防止進(jìn)一步移動(dòng)并提供限制座位。限位閥座是將閥門保持在所需的終端位置。在某些執(zhí)行器中，限位開關(guān)凸輪是可調(diào)節(jié)的。這允許您設(shè)置一個(gè)倉(cāng)位，例如 75% 開倉(cāng)，作為結(jié)束倉(cāng)位。限位開關(guān)凸輪可以集成到位置指示器中，作為閥門和執(zhí)行器之間的機(jī)械連接。

占空比

占空比指定執(zhí)行器在循環(huán)之間的使用時(shí)間。閥門打開然后關(guān)閉為一個(gè)循環(huán)。占空比是開啟時(shí)間與關(guān)閉時(shí)間的比率，以百分比表示。它是使用下面的公式計(jì)算的。例如，如果執(zhí)行器需要 10 秒打開，20 秒關(guān)閉，然后在打開和關(guān)閉后 30 秒休息，則占空比為 (10+20 / 10+20+30) × 100 = 50% .

（開啟時(shí)間+關(guān)閉時(shí)間）/（開啟時(shí)間+關(guān)閉時(shí)間+休息）×100=占空比

故障安全

故障安全是一些自動(dòng)閥門執(zhí)行器的重要安全功能。故障安全設(shè)計(jì)用于在發(fā)生電源故障時(shí)關(guān)閉或打開閥門。這樣的系統(tǒng)需要某種形式的能量存儲(chǔ)，例如彈簧機(jī)構(gòu)或電池。通常，故障安全機(jī)制將關(guān)閉閥門。在彈簧機(jī)構(gòu)中，負(fù)載彈簧在斷電時(shí)自動(dòng)關(guān)閉閥門。對(duì)于通常稱為電池安全返回 (BSR) 的備用電池系統(tǒng)，電池為執(zhí)行器供電以關(guān)閉它。根據(jù)電池和執(zhí)行器的尺寸，充電時(shí)間和總匝數(shù)會(huì)有所不同。為了獲得額外的冗余，一些執(zhí)行器將在設(shè)計(jì)中包含兩種版本的故障安全。如前所述，大多數(shù)故障安全操作都會(huì)關(guān)閉閥門，但某些應(yīng)用需要在電源故障時(shí)打開閥門。這種應(yīng)用的一個(gè)例子是進(jìn)入熱交換器的冷水流。這是因?yàn)樾枰渌畞砝鋮s剩余的溫?zé)崃黧w，以防止過熱。

調(diào)制

某些電動(dòng)閥門執(zhí)行器具有執(zhí)行調(diào)制控制的能力，這通常被稱為 DPS（數(shù)字定位系統(tǒng)）。這是在完全打開和完全關(guān)閉之間（即 0° 和 90° 之間）之間的任何點(diǎn)準(zhǔn)確定位閥門的能力。這對(duì)于需要改變流量的應(yīng)用是必要的。通常，調(diào)制是使用控制回路系統(tǒng)和放置在執(zhí)行器中的定位電路板 (PCB) 來實(shí)現(xiàn)的。

電氣線路

本節(jié)旨在解釋 2 點(diǎn)和 3 點(diǎn)電動(dòng)閥門執(zhí)行器的各種接線可能性，因?yàn)閮烧咧g存在顯著差異。

• 2點(diǎn)（開/關(guān)）控制執(zhí)行器：三根線分別用于+、-和控制線。要旋轉(zhuǎn)閥門，控制線需要通電打開，斷電關(guān)閉，反之亦然。沒有給整個(gè)裝置供電的情況下，閥門保持在最新位置。例如，JP Fluid Control 的 AW1-R 系列 使用這種開/關(guān)接線方案。
• 三點(diǎn)控制執(zhí)行器：三根線用于-，兩根用于+（控制線）。因此，這兩個(gè)控制信號(hào)可以根據(jù)哪一個(gè)供電來打開或關(guān)閉閥門。三點(diǎn)控制還提供中間停止（部分打開）的能力。兩條控制線切勿同時(shí)通電，否則會(huì)損壞執(zhí)行器。例如，  JP Fluid Control 的 AW1 系列就采用了這種 3 點(diǎn)接線方案。

安裝前，確認(rèn)執(zhí)行器代碼與連接圖匹配。安裝不當(dāng)會(huì)永久損壞執(zhí)行器或?qū)е挛ｋU(xiǎn)情況。執(zhí)行器具有內(nèi)部位置開關(guān)，因此在打開或關(guān)閉期間僅消耗能量。

2點(diǎn)AW1直流電動(dòng)執(zhí)行器

連接控制線（藍(lán)色）在 6 秒內(nèi)打開閥門。一旦控制線關(guān)閉，閥門將在 6 秒內(nèi)關(guān)閉。執(zhí)行器僅在打開和關(guān)閉期間消耗能量。

三點(diǎn)AW1交流電動(dòng)執(zhí)行器

連接藍(lán)色控制線會(huì)在 16 秒內(nèi)打開閥門。連接棕色控制線可在 16 秒內(nèi)關(guān)閉閥門。如果兩條控制線都斷開，閥門將保持在當(dāng)前位置。這樣可以調(diào)節(jié)閥門的位置。切勿同時(shí)連接藍(lán)色和棕色控制線，否則會(huì)損壞執(zhí)行器。執(zhí)行器僅在打開和關(guān)閉期間消耗能量。

2點(diǎn)AW1交流電動(dòng)執(zhí)行器

連接控制線（黑色）在 16 秒內(nèi)打開閥門。一旦控制線關(guān)閉，閥門將在 16 秒內(nèi)關(guān)閉。執(zhí)行器僅在打開和關(guān)閉期間消耗能量。

三點(diǎn)AW1直流電動(dòng)執(zhí)行器

通過連接棕色控制線，閥門在 6 秒內(nèi)關(guān)閉。連接黑色控制線可確保閥門在 6 秒內(nèi)打開。如果兩條控制線均已連接，則閥門將保持在當(dāng)前位置。這樣，可以調(diào)節(jié)閥門的位置。切勿同時(shí)連接黑色和棕色控制線！這會(huì)損壞執(zhí)行器。執(zhí)行器僅在打開和關(guān)閉期間消耗能量。

標(biāo)準(zhǔn)

IP 防護(hù)等級(jí) (IEC 60529)

墊底、電動(dòng)奧閥門、、dpk具有防護(hù)等級(jí) IP（進(jìn)入保護(hù)）等級(jí)。IP 等級(jí)指定執(zhí)行器對(duì)灰塵、水和其他環(huán)境危害的防護(hù)等級(jí)。AW 系列球閥執(zhí)行器的 IP 54 等級(jí)意味著這些執(zhí)行器部分防塵，并且可以抵抗水霧。

工作類型 (IEC 60034-1)

這是用于旋轉(zhuǎn)電氣設(shè)備的國(guó)際 IEC（國(guó)際電工委員會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于電動(dòng)執(zhí)行器，它指定了其電動(dòng)機(jī)的工作類型和工作循環(huán)。額定 S2 30min 的執(zhí)行器可連續(xù)短時(shí)工作 30min，之后應(yīng)讓電機(jī)停止。溫度恢復(fù)到室溫后可重新啟動(dòng)。

防爆

ATEX 指令規(guī)定了哪些設(shè)備可以在爆炸性環(huán)境中安全運(yùn)行。執(zhí)行器的 ATEX 認(rèn)證意味著執(zhí)行器在特定環(huán)境中是防爆的。請(qǐng)參閱我們的流程圖以確定您是否需要 ATEX 執(zhí)行器，或者您是否需要進(jìn)一步了解您的ATEX 標(biāo)簽。

低壓指令 (LVD) 2014/35/EU

LVD 認(rèn)證可確保執(zhí)行器等低壓電氣設(shè)備為其用戶提供足夠的保護(hù)。

電磁兼容性 (EMC) 2014/30/EU

經(jīng) EMC 認(rèn)證的執(zhí)行器既不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，也不會(huì)受到電磁干擾的影響。

材料

執(zhí)行器上的組件包含在一個(gè)緊湊的外殼中。最常見的外殼材料是塑料和鋁。特殊應(yīng)用可能需要特殊的外殼材料。

電動(dòng)閥門執(zhí)行器應(yīng)用

電動(dòng)角行程執(zhí)行器用于遠(yuǎn)程控制球閥和蝶閥。它們通過提供遠(yuǎn)程、自動(dòng)化控制，極大地提高了直角回轉(zhuǎn)閥的操作簡(jiǎn)便性。它們還為需要比人類無法產(chǎn)生的更高扭矩的閥門提供足夠的扭矩。這些執(zhí)行器用于工業(yè)自動(dòng)化、灌溉、供水、流體計(jì)量、加熱系統(tǒng)以及流體輸送或輸送。

電動(dòng)閥門執(zhí)行器選擇標(biāo)準(zhǔn)

• 扭矩
• 力量
• 閥門安裝兼容性
• 溫度
• 防護(hù)等級(jí)
• ATEX 要求
• 故障安全
• 調(diào)制
• 占空比和占空比