1. 閥門驅(qū)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(jī)式。③. 氣動:隔膜式;氣缸式;葉片式;空氣發(fā)動機(jī)。④. 液壓:液壓缸式;液壓馬達(dá)式。
另外,按閥桿的運動形式,閥門驅(qū)動裝置可以分為多回轉(zhuǎn)閥門驅(qū)動裝置和部分回轉(zhuǎn)閥門驅(qū)動裝置兩大類。多回轉(zhuǎn)是指驅(qū)動裝置輸出軸的轉(zhuǎn)動圈數(shù)大于1,如閘閥、截止閥、節(jié)流閥和隔膜閥用的驅(qū)動裝置。部分回轉(zhuǎn)是指驅(qū)動裝置輸出軸的轉(zhuǎn)動圈數(shù)小于1,如球閥、蝶閥和旋塞閥用驅(qū)動裝置。我國閥門驅(qū)動裝置的連接標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12222《多回轉(zhuǎn)閥門驅(qū)動裝置的連接》和GB/T 12223《部分回轉(zhuǎn)閥門驅(qū)動裝置的連接》,分別等效采用了ISO 5210和ISO5211標(biāo)準(zhǔn)。
①. 閥門的驅(qū)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(qū)動裝置的目的是使閥門的操作省力、方便、迅速、可靠,或?qū)崿F(xiàn)自動控制和遠(yuǎn)程控制。閥門驅(qū)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(qū)動,其運動過程可由行程、轉(zhuǎn)矩或軸向推力的大小來控制。
②. 對閥門驅(qū)動裝置的基本要求是:轉(zhuǎn)矩或推力能滿足閥門的啟閉需要,對行程和轉(zhuǎn)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(qū)動閥門
在工程公司電力驅(qū)動閥門一般由工藝和儀表專業(yè)負(fù)責(zé)選用,在這里僅作簡介。
①. 電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般由電機(jī)、減速箱、手操機(jī)構(gòu)、機(jī)械位置指示機(jī)構(gòu)等一些部件組成。與其他閥門驅(qū)動裝置相比,電動驅(qū)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(qū)動裝置中,電動裝置占主導(dǎo)地位。
②. 電力驅(qū)動閥門是常用的驅(qū)動方式的閥門,通常稱這種驅(qū)動裝置形式的驅(qū)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(qiáng)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(yuǎn)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(shè)和維護(hù)也比壓縮空氣和液壓管線簡單得多;電力供應(yīng)方便、容易調(diào)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(shè)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(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。
③. 閥門電動裝置的缺點是構(gòu)造復(fù)雜,在潮濕的地方使用更為困難,用于易爆介質(zhì)時,需要采用隔爆措施。
④. 閥門電動裝置按所驅(qū)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(zhuǎn)出很多圈,適用于驅(qū)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(zhuǎn)90°,適用于驅(qū)動旋塞閥、球閥和蝶閥等。按其防護(hù)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(jī)構(gòu)一般由電機(jī)、減速箱、手操機(jī)構(gòu)、機(jī)械位置指示機(jī)構(gòu)等一些部件組成。與其他閥門驅(qū)動裝置相比,電動驅(qū)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(qū)動裝置中,電動裝置占主導(dǎo)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(fù)責(zé)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(qū)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(zhuǎn)型氣、液驅(qū)動裝置用于驅(qū)動球閥、蝶閥或旋塞閥。
②. 液動裝置的驅(qū)動力大,適用于驅(qū)動大口徑閥門。如用于驅(qū)動旋塞閥、球閥和蝶閥時,必須將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)換為面回轉(zhuǎn)運動。除了采用氣缸或液壓缸的活塞來驅(qū)動外,不能采用氣動薄膜驅(qū)動, 因其行程和驅(qū)動力較小,故主要用于調(diào)節(jié)閥。
③. 氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu),閥門氣動驅(qū)動裝置安全、可靠、成本低,使用維修方便,是閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)中的一大分支。氣動裝置在具有防爆要求的場合應(yīng)用較多。閥門氣動驅(qū)動裝置采用氣源的工作壓力較低,結(jié)構(gòu)尺寸不大,閥門氣動驅(qū)動裝置的總推力也不很大。
④. 它們都有結(jié)構(gòu)緊湊、啟閉迅速的特點,適用于室內(nèi)或有腐蝕、易燃易爆的環(huán)境;其缺點是配管較復(fù)雜,不適于遠(yuǎn)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(qū)動方式的閥門。它包括用手輪、手柄或扳手直接驅(qū)動和通過傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動兩種。
②. 手輪或手柄驅(qū)動。在啟閉閥門所需的力矩小于100kg·m時,采用手動驅(qū)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(qū)動公稱通徑小于300mm的閥門。
③. 齒輪蝸輪驅(qū)動。當(dāng)閥門啟閉所需的力矩較大時,一般采用齒輪或蝸輪驅(qū)動。齒輪驅(qū)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(qū)動。
④. 配備手動齒輪操作機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)應(yīng)以最大傳輸壓力設(shè)計,這類閥門的關(guān)閉試驗壓力應(yīng)降低到該管線的最大設(shè)計壓力。但是,除了閥門的齒輪操作機(jī)構(gòu)外,閥門的其他部件應(yīng)以足夠的壓力等級設(shè)計。閥門的關(guān)閉試驗壓力應(yīng)按照 API 598的規(guī)定。
5. 某大口徑閥門驅(qū)動選用的工程應(yīng)用
某臥式設(shè)備上部有一新增72”大口徑蝶閥,根據(jù)所在國家管道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,一般口徑大于12”的閥門驅(qū)動裝置不能用手動,因此如果設(shè)計單位把這個大口徑蝶閥改為非手動驅(qū)動的閥門,將增加很多費用。后來經(jīng)過仔細(xì)研究這個國家的管道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,發(fā)現(xiàn)對于很少進(jìn)行操作的大于12”的閥門驅(qū)動裝置可以采用手動驅(qū)動,并設(shè)置相應(yīng)的操作平臺。