1. 閥門驅動裝置分類
①. 手動:手柄、手輪式(包括齒輪傳動);彈簧杠桿式。②. 電動:電磁式;電動機式。③. 氣動:隔膜式;氣缸式;葉片式;空氣發(fā)動機。④. 液壓:液壓缸式;液壓馬達式。
另外,按閥桿的運動形式,閥門驅動裝置可以分為多回轉閥門驅動裝置和部分回轉閥門驅動裝置兩大類。多回轉是指驅動裝置輸出軸的轉動圈數(shù)大于1,如閘閥、截止閥、節(jié)流閥和隔膜閥用的驅動裝置。部分回轉是指驅動裝置輸出軸的轉動圈數(shù)小于1,如球閥、蝶閥和旋塞閥用驅動裝置。我國閥門驅動裝置的連接標準GB/T 12222《多回轉閥門驅動裝置的連接》和GB/T 12223《部分回轉閥門驅動裝置的連接》,分別等效采用了ISO 5210和ISO5211標準。
①. 閥門的驅動裝置就是利用外加動力啟閉閥門并與閥門相連接的的裝置。使用驅動裝置的目的是使閥門的操作省力、方便、迅速、可靠,或實現(xiàn)自動控制和遠程控制。閥門驅動裝置可以用手動、電力、氣力、液力或其組合形式的動力源來驅動,其運動過程可由行程、轉矩或軸向推力的大小來控制。
②. 對閥門驅動裝置的基本要求是:轉矩或推力能滿足閥門的啟閉需要,對行程和轉矩的控制精確可靠,動力的選用適合現(xiàn)場情況,啟閉動作符合控制要求,裝置本身輕小。
2. 電力驅動閥門
在工程公司電力驅動閥門一般由工藝和儀表專業(yè)負責選用,在這里僅作簡介。
①. 電動執(zhí)行機構。電動執(zhí)行機構一般由電機、減速箱、手操機構、機械位置指示機構等一些部件組成。與其他閥門驅動裝置相比,電動驅動裝置具有動力源廣泛,操作迅速、方便等特點,并且容易滿足各種控制要求。所以,在閥門驅動裝置中,電動裝置占主導地位。
②. 電力驅動閥門是常用的驅動方式的閥門,通常稱這種驅動裝置形式的驅動裝置為閥門電動裝置,閥門電動裝置的特點如下:啟閉迅速,可以大大縮短啟閉閥門所需的時間;可以大大減輕操作人員的勞動強度,特別適用于高壓、大口徑閥門;適用于安裝在不能手動操作或難于接近的位置,易于實現(xiàn)遠距離操縱,而且安裝高度可以不受限制;有利于整個系統(tǒng)的自動化;電源比氣源和液源容易獲得,其電線的敷設和維護也比壓縮空氣和液壓管線簡單得多;電力供應方便、容易調整、出力大,適合于遙控和自動控制的需要,使用較為廣泛。但在設計制造時需要考慮室外、易燃易爆等環(huán)境條件對電動裝置的影響,且結構較為復雜。
③. 閥門電動裝置的缺點是構造復雜,在潮濕的地方使用更為困難,用于易爆介質時,需要采用隔爆措施。
④. 閥門電動裝置按所驅動的閥門類型不同,可分為Z型和Q型兩大類。Z型閥門電動裝置的輸出軸可以轉出很多圈,適用于驅動閘閥、截止閥、隔膜閥等;Q型閥門電動裝置的輸出軸只能旋轉90°,適用于驅動旋塞閥、球閥和蝶閥等。按其防護類型有普通型、隔爆型(以B表示)、耐熱型(以R表示)和三合一型(即戶外、防腐、隔爆,以S表示)。
⑤. 電動執(zhí)行機構一般由電機、減速箱、手操機構、機械位置指示機構等一些部件組成。與其他閥門驅動裝置相比,電動驅動裝置具有動力源廣泛,操作迅速、方便等特點,并且容易滿足各種控制要求。在閥門驅動裝置中,電動裝置占主導地位,見圖6.2.2。
3. 氣動和液動閥門
在工程公司氣動和液動閥門一般由工藝和儀表專業(yè)負責選用,在這里僅作簡介。
①. 氣動閥門和液動是以一定壓力的空氣、水或油為動力源,利用氣缸(或液壓缸)和活塞的運動來驅動閥門的,一般氣動的空氣壓力小于0.8MPa,液動的水壓或油壓為2.5~25MPa。回轉型氣、液驅動裝置用于驅動球閥、蝶閥或旋塞閥。
②. 液動裝置的驅動力大,適用于驅動大口徑閥門。如用于驅動旋塞閥、球閥和蝶閥時,必須將活塞的往復運動轉換為面回轉運動。除了采用氣缸或液壓缸的活塞來驅動外,不能采用氣動薄膜驅動, 因其行程和驅動力較小,故主要用于調節(jié)閥。
③. 氣動執(zhí)行機構,閥門氣動驅動裝置安全、可靠、成本低,使用維修方便,是閥門驅動機構中的一大分支。氣動裝置在具有防爆要求的場合應用較多。閥門氣動驅動裝置采用氣源的工作壓力較低,結構尺寸不大,閥門氣動驅動裝置的總推力也不很大。
④. 它們都有結構緊湊、啟閉迅速的特點,適用于室內或有腐蝕、易燃易爆的環(huán)境;其缺點是配管較復雜,不適于遠距離控制。氣動裝置的壓力一般為(4~6)×105Pa,,出力較小。液動裝置采用較高的壓力,出力較大。
4. 手動閥門
①. 手動閥門是最基本的驅動方式的閥門。它包括用手輪、手柄或扳手直接驅動和通過傳動機構進行驅動兩種。
②. 手輪或手柄驅動。在啟閉閥門所需的力矩小于100kg·m時,采用手動驅動。手輪或手柄采用正方、錐方、鍵和螺紋等形式直接固定在閥桿或閥桿螺母上,閥門的啟閉是通過手輪、閥桿和閥桿螺母來實現(xiàn)的。它常用于驅動公稱通徑小于300mm的閥門。
③. 齒輪蝸輪驅動。當閥門啟閉所需的力矩較大時,一般采用齒輪或蝸輪驅動。齒輪驅動有正齒輪和傘齒輪,其傳動比通常取1:3,多用于閘閥、截止閥和球閥。蝶閥和旋塞閥通常采用蝸輪驅動。
④. 配備手動齒輪操作機構的閥門壓力等級和尺寸宜按表規(guī)定。但是,將手輪或手柄開到一半的位置時的操作力不能超過35kgf。手動閥門的最大尺寸見表6.2.7。
⑤. 閥門的齒輪操作機構應以最大傳輸壓力設計,這類閥門的關閉試驗壓力應降低到該管線的最大設計壓力。但是,除了閥門的齒輪操作機構外,閥門的其他部件應以足夠的壓力等級設計。閥門的關閉試驗壓力應按照 API 598的規(guī)定。
5. 某大口徑閥門驅動選用的工程應用
某臥式設備上部有一新增72”大口徑蝶閥,根據(jù)所在國家管道設計標準規(guī)范,一般口徑大于12”的閥門驅動裝置不能用手動,因此如果設計單位把這個大口徑蝶閥改為非手動驅動的閥門,將增加很多費用。后來經過仔細研究這個國家的管道設計標準規(guī)范,發(fā)現(xiàn)對于很少進行操作的大于12”的閥門驅動裝置可以采用手動驅動,并設置相應的操作平臺。