1 概述
閥門(mén)電動(dòng)裝置（簡(jiǎn)稱電裝，下同）是用來(lái)驅(qū)動(dòng)閥門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉的一種傳動(dòng)裝置，由電機(jī)、蝸輪蝸桿、行程和力矩檢測(cè)機(jī)構(gòu)及控制部分等組成。該裝置啟動(dòng)力矩大，閥門(mén)行程控制準(zhǔn)確，廣泛應(yīng)用于石油、化工、水電、冶金、造船、輕工和食品等行業(yè)的閥門(mén)上。不同行業(yè)、不同工況對(duì)閥門(mén)電裝的要求不同。
2 分類
我國(guó)常用的閥門(mén)電裝有*的、有引進(jìn)技術(shù)或合資的、有國(guó)產(chǎn)的和國(guó)外電裝廠家在我國(guó)設(shè)立的獨(dú)資及組裝廠生產(chǎn)的。閥門(mén)電裝一般按結(jié)構(gòu)類型、工作方式、回轉(zhuǎn)方式和工作環(huán)境分類。
2.1 結(jié)構(gòu)類型
電裝的結(jié)構(gòu)類型可分為一體式和分體式兩種。一體式電裝是所有控制電裝運(yùn)行的控制器件均安裝在電裝內(nèi)部，與電裝成一整體。一體式電裝又分為普通型和智能型。國(guó)內(nèi)電動(dòng)裝置生產(chǎn)廠家均能生產(chǎn)制造。分體式電裝是所有控制電裝運(yùn)行的控制器件均安裝在另設(shè)的電控柜內(nèi)。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家均能提供分體式電裝。進(jìn)口電裝除ROTOCK、AUMA、EMG可提供分體式外，其余只提供一體式電裝。
2.2 工作方式
電裝的工作方式分為開(kāi)關(guān)型和調(diào)節(jié)型。開(kāi)關(guān)型主要指電裝的電機(jī)啟動(dòng)次數(shù)一般<600次/min。開(kāi)關(guān)型電裝只適用于一次性的將閥門(mén)開(kāi)啟或關(guān)閉。調(diào)節(jié)型主要指電裝的換向較頻繁，電機(jī)啟動(dòng)次數(shù)一般達(dá)到1200次/min。調(diào)節(jié)型電裝能接受4~20mA模擬信號(hào)和反饋閥位的4~20mA模擬信號(hào)，滿足閉環(huán)控制的需要。
2.3 回轉(zhuǎn)方式
電裝的回轉(zhuǎn)方式分為多回轉(zhuǎn)型和部分回轉(zhuǎn)型。多回轉(zhuǎn)型主要指電裝要旋轉(zhuǎn)多圈，才能打開(kāi)或關(guān)閉閥門(mén)。此類型電裝與閥門(mén)之間要有二級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。部分回轉(zhuǎn)型主要指電裝旋轉(zhuǎn)90°就能打開(kāi)或關(guān)閉閥門(mén)。此類電裝與閥門(mén)直接連接。
2.4 工作環(huán)境
電裝的工作環(huán)境分為隔爆型和普通型。隔爆型是指在易燃易爆的環(huán)境中，要求電裝具有防爆功能。普通型是指除易燃易爆環(huán)境以外的任何環(huán)境中。
3 性能特點(diǎn)
國(guó)內(nèi)外部分電裝的性能特點(diǎn)見(jiàn)表1。
表1 部分電裝的性能特點(diǎn)
4 選型
所選電裝必須滿足工況條件、閥門(mén)開(kāi)關(guān)力矩、時(shí)間（轉(zhuǎn)速）及控制的要求。
4.1 環(huán)境溫度
電裝的電機(jī)是密閉在電裝內(nèi)部，其散熱性能較差，如果電裝在超出適應(yīng)的環(huán)境溫度范圍使用，會(huì)直接影響到電裝的絕緣性能、輸出力矩和使用壽命。因此在高溫環(huán)境下一定要注意電裝所適用的溫度范圍。
4.2 防護(hù)等級(jí)
電裝的防護(hù)等級(jí)是衡量其防護(hù)灰塵和水的程度，用IP+兩位數(shù)字表示（表2），*位數(shù)字表征防塵等級(jí)，第二位數(shù)字表征防水等級(jí)。戶內(nèi)一般環(huán)境選擇IP54或IP55，戶外一般環(huán)境選擇IP55或IP65。如果工況中灰塵較大且灰塵顆粒較小，可能從各個(gè)方向?qū)﹄娧b有淋水的可能，應(yīng)選擇防護(hù)等級(jí)較高的IP65或IP67。如果電裝可能被水浸沒(méi)，就應(yīng)選擇防護(hù)等級(jí)更高的如IP67或IP68。IP68防護(hù)等級(jí)是指在水下3m處，能浸沒(méi)72h不進(jìn)水。
表2 電機(jī)防護(hù)等級(jí)代號(hào)的含義
4.3 控制形式
控制形式主要是指電裝是一體式還是分體式。根據(jù)zui近幾年有些工程對(duì)電裝的使用情況來(lái)看，一般都使用智能一體式。智能電裝具有液晶面板顯示與設(shè)定功能（免開(kāi)蓋調(diào)試）、電子位置傳感器和力矩傳感器、閥位反饋（4~20mA模擬信號(hào)）、自動(dòng)相序校正、瞬時(shí)反轉(zhuǎn)保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、數(shù)據(jù)記錄、自動(dòng)診斷和支持現(xiàn)場(chǎng)總線通訊（可選）等功能。
不同工況對(duì)電裝的控制形式要求也不一樣。從價(jià)格方面考慮，在常規(guī)工況或?qū)﹄娧b要求不高的場(chǎng)合，一般不選用智能一體式電裝。在高溫或高寒工況，因一體式電裝內(nèi)部的控制電路板的性能受溫度的影響較大，一般也不選用智能一體式。
4.4 力矩
電裝力矩是重要參數(shù)之一，選型前必須先計(jì)算出閥門(mén)開(kāi)關(guān)過(guò)程中所需的zui大力矩，再計(jì)算所需電裝的輸出力矩。閥門(mén)電裝的力矩選擇要以電裝廠家提供的額定輸出力矩為準(zhǔn)。在進(jìn)行閥門(mén)的力矩計(jì)算及復(fù)核時(shí)，力矩的余量不要太大。因?yàn)殡娧b有力矩保護(hù)功能，如果閥門(mén)的開(kāi)關(guān)力矩余量太大，所選電裝的輸出力矩會(huì)選的較大，當(dāng)閥門(mén)在開(kāi)關(guān)過(guò)程中遇到卡阻，在電裝的力矩保護(hù)開(kāi)關(guān)還未動(dòng)作之前，可能會(huì)對(duì)閥門(mén)的薄弱部分造成損壞。
4.5 轉(zhuǎn)速
電裝的輸出轉(zhuǎn)速影響閥門(mén)的開(kāi)關(guān)時(shí)間。有的工況規(guī)定了閥門(mén)開(kāi)關(guān)時(shí)間，電裝的輸出轉(zhuǎn)速必須按照要求選擇。有的工況對(duì)閥門(mén)開(kāi)關(guān)時(shí)間未作要求，但電裝的電機(jī)都是短時(shí)工作制，其連續(xù)運(yùn)行時(shí)間不超過(guò)10min，有的不超過(guò)15min。因此，即使工況對(duì)時(shí)間不作要求，閥門(mén)開(kāi)關(guān)時(shí)間也不得超過(guò)電裝連續(xù)運(yùn)行的zui長(zhǎng)時(shí)間要求。電裝的輸出轉(zhuǎn)速與輸出轉(zhuǎn)矩有關(guān)系，同樣電機(jī)功率，其輸出轉(zhuǎn)速越快，則其輸出力矩就越小。因此，在選擇電裝時(shí)，力矩與轉(zhuǎn)速一定要匹配。
4.6 控制要求
控制要求是用戶監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)閥門(mén)電裝的要求，如電裝是調(diào)節(jié)型還是開(kāi)關(guān)型。一般調(diào)節(jié)型電裝的電機(jī)可頻繁啟動(dòng)，可達(dá)到1200次/h，能接受和反饋4~20mA模擬信號(hào)，閉環(huán)控制，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度，以適應(yīng)工況的要求。開(kāi)關(guān)型電裝僅控制閥門(mén)開(kāi)或關(guān)，電機(jī)不能頻繁啟動(dòng)，電機(jī)連續(xù)工作時(shí)間一般為10min，有的為15min。另外還有其他要求，如需反饋至中控室的閥門(mén)狀態(tài)（全開(kāi)、全關(guān)的接點(diǎn)數(shù)量、類型和容量等）及電裝的控制方式等。
5 結(jié)語(yǔ)
為了保證閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置的可靠性和耐久性，閥門(mén)電裝應(yīng)根據(jù)安裝位置、使用要求、壓力、口徑、性價(jià)比和防護(hù)級(jí)別等條件選擇。
參考文獻(xiàn)
1 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，第三版1M2.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.
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