深圳市歐門氏機電設(shè)備有限公司作者
電動調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用前景與發(fā)展方向分析
隨著電子產(chǎn)品不斷進步,尤其是可靠性的進一步提高,使得國外電動執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍,其突出的表現(xiàn)是:①可靠性*,可以在5-10年內(nèi)免維修;②重大幅度下降,比老式的DKZ、DKJ的電動執(zhí)行機構(gòu)輕70%~80%;③外觀也得到了極大的改善;④性能提高、調(diào)整簡化、使用更加方便、簡單。值得一提的是,國內(nèi)的執(zhí)行機構(gòu)與之差距太大,仍處于六七十年代的水平。正由于電動執(zhí)行機構(gòu)的可靠性得到了根本上的解決,配上高可靠性的全功能超輕型調(diào)節(jié)閥,使得調(diào)節(jié)閥成為了真正意義上的第二代產(chǎn)品,到下世紀初,這種高可靠性電子式全功能超輕型調(diào)節(jié)閥必將逐步取代傳統(tǒng)的“氣動閥+電氣閥門定位器+氣源”的組合方式。除上述高可靠、全功能、超輕型的特點外,還將帶來如下好處:
(1)用電源既方便又節(jié)約,省去了建立氣源站的一系列費用;
(2)用“氣動閥+電氣閥門定位器+氣源”的復(fù)雜方式,它不只是增加了費用,反而帶來了可靠性的下降(環(huán)節(jié)越多,可靠性差的因素增加);
(3)從經(jīng)濟性上看,除省去氣源站的費用外,還省去電氣閥門定位器的費用:現(xiàn)在一臺好的進口的電氣閥門定位器,通常在5000~6000元以上,更好的在8000~10000的價位上,而這個價位基本上可購回上述高可靠的電子式執(zhí)行機構(gòu);
(4)環(huán)節(jié)減少了,相應(yīng)減少了維修工作量。
近年來,電動調(diào)節(jié)閥的發(fā)展是迅速的,它們的使用已經(jīng)無處不在。在北京奧運會閉幕式上,主火炬的熄滅采用了電動調(diào)節(jié)閥技術(shù),并按等比例調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)控制燃氣流量,zui終使得8米高的火焰勻速降低直至全部熄滅。
電動調(diào)節(jié)閥從誕生到現(xiàn)在成為調(diào)節(jié)閥市場的主流,也是經(jīng)過了一個較長的過程的。開始時,是氣動調(diào)節(jié)閥為主。氣動調(diào)節(jié)閥也確實有它的優(yōu)勢所在:它結(jié)構(gòu)簡單,操作、維護方便,只要有氣源就可進行自動控制,成本想對較低;而且由于其本質(zhì)安全性,在化工等行業(yè)中,需要防爆的場合,尤其適合。但是,由于它的驅(qū)動力量來自壓縮空氣,而空氣的可壓縮性,必然導(dǎo)致響應(yīng)速度和控制穩(wěn)定性不夠的問題,尤其在大口徑、大執(zhí)行器和壓降較大的場合、控制精度要求較高的場合,就暴露出它的弱點來,還有就是速度問題,由于大氣缸的氣容較大,從執(zhí)行器接收到氣信號到對調(diào)節(jié)元件的驅(qū)動,這中間需要一個時間,所以開關(guān)時間就比較長,越是大的閥門,這種情況越明顯。當然,這些問題也都在改善:比如,配備較精密的定位器或智能定位器,在氣源管路中加裝快速排氣閥等,都不同程度地改善了氣動調(diào)節(jié)閥的控制性能。還有液動、電液動調(diào)節(jié)閥,這是調(diào)節(jié)閥隊伍中又一只力量。對于要求控制精度很高,響應(yīng)速度快(比如啟閉時間1秒甚至零點幾秒),運行穩(wěn)定,大推力等場合,非它莫屬。但是,電液動調(diào)節(jié)閥整體重量很大,液動調(diào)節(jié)閥必須要工廠配備復(fù)雜的液壓系統(tǒng),技術(shù)的復(fù)雜、成本的高昂,都決定了這種調(diào)節(jié)閥不可能適用于一般的工廠,而只適合一些較特殊的工況場合。而電動調(diào)節(jié)閥,使用起來zui方便,只需有220或380V的電源,配以輸入信號線路,即可實現(xiàn)理想控制,不需要鋪設(shè)什么管路;在易燃易爆場合,只需要配備防爆執(zhí)行器就能正常使用;調(diào)節(jié)閥正反作用的更改很方便,只需在內(nèi)置模塊上設(shè)置一下就OK了,而這對于氣動調(diào)節(jié)閥來說,還是個叫麻煩的問題;對于大口徑、需要大力矩的電動調(diào)節(jié)閥,有多回轉(zhuǎn)的電動執(zhí)行器配合,控制不成問題,近來還出現(xiàn)了變頻調(diào)速電動執(zhí)行器,可以在控制精度上提升的同時,又實現(xiàn)節(jié)能的目標;不但有傳統(tǒng)電子式的電動調(diào)節(jié)閥,現(xiàn)在還有了能進行HART通訊、*數(shù)字式的智能型調(diào)節(jié)閥,可以實現(xiàn)在線診斷、報警、記錄數(shù)據(jù)等智能功能,大大提高了調(diào)節(jié)閥的使用功能;更有將控制器、傳感器、執(zhí)行器集于一身的智能調(diào)節(jié)閥的出現(xiàn),可以自己測量控制變量,經(jīng)過控制器運算后,輸出控制信號驅(qū)動調(diào)節(jié)元件即閥芯來調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量、壓力等參數(shù),一臺智能調(diào)節(jié)閥就相當于一個微型控制系統(tǒng),這個系統(tǒng)與中控系統(tǒng)進行數(shù)字通訊,協(xié)調(diào)完成控制任務(wù)。
當然,電動調(diào)節(jié)閥也不是*:電機運行產(chǎn)生的內(nèi)熱會導(dǎo)致熱保護,使調(diào)節(jié)閥停止工作;由于電機必須經(jīng)過多級減速才能輸出力矩,所以運行速度還不是很快,在有些要求快速啟閉的場合還不適用,大力矩和高速,還是一個比較難以解決的矛盾;由于運動部件多,相對容易產(chǎn)生故障,尤其在調(diào)節(jié)頻繁的工況,容易產(chǎn)生電機熱保護、減速齒輪損壞、模塊可控硅燒毀等故障,在這種工況下,還是選用氣動調(diào)節(jié)閥比較適宜。
畢竟,電動調(diào)節(jié)閥已經(jīng)在各種工廠內(nèi)推廣開來了,尤其在一些相對較小的工廠,只需幾臺電動調(diào)節(jié)閥,配以調(diào)節(jié)器或PLC等控制系統(tǒng),就可實現(xiàn)自動化控制,不需要投入多少成本,這是多么值得推廣的事。在中國工廠不斷推進工業(yè)自動化的過程中,電動調(diào)節(jié)閥必然會得到越來越廣泛的應(yīng)用。
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