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上海滬工閥門(mén)廠(chǎng)(集團)有限公司

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滬工閥門(mén)

上海滬工閥門(mén)廠(chǎng)(集團)有限公司

摘要:簡(jiǎn)單地介紹了氣動(dòng)球閥管路設計,氣動(dòng)球閥常見(jiàn)需求、解決方案以及氣動(dòng)元件選型計算。

關(guān)鏈詞氣動(dòng)球閥;管路設計

一、氣動(dòng)球閥管路設計

球閥為單回轉 90° 的開(kāi)關(guān)閥門(mén),氣動(dòng)執行器(氣動(dòng)頭)在氣源壓力的作用下,推動(dòng)活塞運動(dòng),帶動(dòng)閥門(mén)實(shí)現開(kāi)關(guān)動(dòng)作。氣動(dòng)閥門(mén)使用的氣源壓力一般為 0.3~0.8MPa,一般配置以下元件,過(guò)濾減壓閥、電磁閥、限位開(kāi)關(guān)、氣動(dòng)頭和其他元件。按照發(fā)生故障時(shí),閥門(mén)的動(dòng)作形式,將氣動(dòng)閥門(mén)分為兩大類(lèi),單作用和雙作用球閥。

雙作用氣動(dòng)球閥工作原理圖(圖 1)
圖 1 雙作用氣動(dòng)球閥工作原理圖(1.氣動(dòng)頭 2.電磁閥 3.過(guò)濾減壓閥 4.氣源)

圖 1 為一套雙作用氣動(dòng)球閥的工作原理圖,壓縮空氣(氣源)首先經(jīng)過(guò)過(guò)濾減壓閥,清除其中含有的水分、油分以及固體粉塵顆粒,并調節系統壓力至設定值,以提供穩定的氣源壓力。然后,氣體流入電磁閥進(jìn)氣口 a,從氣口 b 流入到氣動(dòng)頭,推動(dòng)活塞動(dòng)作,排氣通道為 d~E,線(xiàn)圈得電以后,電磁閥換向,氣體從氣口 d 流入到氣動(dòng)頭,推動(dòng)活塞向相反方向動(dòng)作,排氣通道為 b~c。

單作用氣動(dòng)球閥工作原理圖(圖 2)
圖 2 單作用氣動(dòng)球閥工作原理圖(1.氣動(dòng)頭 2.電磁閥 3.過(guò)濾減壓閥 4.氣源)

圖 2 為一套單作用氣動(dòng)球閥的工作原理圖,同前,壓縮空氣首先通過(guò)過(guò)濾減壓閥,電磁閥線(xiàn)圈得電時(shí),氣體流入電磁閥進(jìn)氣口 a 口,從氣口 b 流入到氣動(dòng)頭,推動(dòng)活塞動(dòng)作,同時(shí)氣動(dòng)頭內彈簧被壓縮,當發(fā)生故障時(shí)(失氣或者失電),電磁閥恢復彈簧位,氣源被阻斷,氣動(dòng)頭彈簧釋放壓縮力,推動(dòng)活塞向相反方向運動(dòng),排氣通道為 b~c,可將閥門(mén)停留在設定的開(kāi)啟或者關(guān)閉位置,防止發(fā)生事故。

二、氣動(dòng)球閥常見(jiàn)需求以及解決方案

為滿(mǎn)足不同類(lèi)型的管道系統,需選擇對應的管路系統,《表 1》為常見(jiàn)氣動(dòng)元件的選型原則。

《表 1》 氣動(dòng)元件的選型原則
序號 要求 解決方案
1 普通型,發(fā)生故障時(shí),閥門(mén)保位 雙作用氣動(dòng)頭、過(guò)濾減壓閥、電磁閥、限位開(kāi)關(guān)(通過(guò)電磁閥與氣動(dòng)頭的不同連接,可實(shí)現斷電狀態(tài)下,閥門(mén)的開(kāi)啟/關(guān)閉要求)
2 普通型,故障位置開(kāi)/故障位置關(guān) 單作用氣動(dòng)頭、過(guò)濾減壓閥、電磁閥、限位開(kāi)關(guān)
3 符合 NAMUR 結構標準 選用符合 NAMUR 接口的氣動(dòng)頭、電磁閥、限位開(kāi)關(guān)
4 手動(dòng)操作功能 配氣動(dòng)手輪或者液壓手動(dòng)泵等
5 電磁閥帶手動(dòng)操作 選用帶手動(dòng)功能的電磁閥
6 閥門(mén)快速開(kāi)啟/關(guān)閉 選用大流量的過(guò)濾減壓閥、電磁閥,加大鋼管直徑,在氣動(dòng)頭出氣口增加快排閥1以及電磁閥控制大口徑氣控閥等
7 閥門(mén)開(kāi)關(guān)時(shí)可調 增加調節閥(針閥)或者阻尼器
8 現場(chǎng)無(wú)電源或禁電 將電磁閥換成氣控閥
9 現場(chǎng)防爆、防水、防腐蝕等 選用相應等級的氣動(dòng)頭、電磁閥、限位開(kāi)關(guān)、連接件等
10 閥門(mén)/關(guān)度可調 選用定位器代替電磁閥、限位開(kāi)關(guān)
11 雙作用氣缸實(shí)現單作用功能 增加氣罐、氣控閥等元件
12 現場(chǎng)禁銅 不選用含銅的氣動(dòng)元件,如銅管、銅管接頭、銅電磁閥
13 增加電磁閥可靠性 選用兩個(gè)或者更多電磁閥控制

三、氣動(dòng)元件選型

1. 氣動(dòng)頭選型

選擇氣動(dòng)頭時(shí),首先確定是單作用氣動(dòng)頭還是雙作用氣動(dòng)頭,然后,根據閥門(mén)工況、氣源壓力等參數,選用符合輸出扭矩要求的氣動(dòng)頭。

舉例說(shuō)明氣動(dòng)頭的選型過(guò)程:選擇球閥 16×14BS15J,實(shí)際壓力 19.5MPa;氣動(dòng)頭選型為:愛(ài)默生(EMERSON),單作用,故障位置關(guān),氣源壓力 0.55MPa。

查《球閥扭矩表》,可得數據,見(jiàn)《表 2》。

取安全系數為 1.4,則閥門(mén)各位置的扭矩值見(jiàn)《表 3》。

根據 EMERSON 產(chǎn)品樣本,選擇氣動(dòng)頭型號為 G7028-SR4-CW,由《表 3》可見(jiàn),各扭矩值均大于閥門(mén)相應位置的扭矩值,符合要求。

《表 2》 球閥扭矩數據
智能扭矩計算 全壓下的計算扭矩 / N·m 實(shí)際壓力 / MPa 實(shí)際壓力下的計算扭矩 / N·m
口徑 / in 磅級 / Lb
14 1500 21000 19.5 16058.82
《表 3》 扭矩值
閥門(mén)位置 VBTO VRTO VETO VBTC VRTC VETC
執行器位置 ABTO ARTO AETO ABTC ARTC AETC
16×14BS15J 22484 13490 16863 20236 13490 20236
G7028-SR4-CW 42955 18558 28223 34732 14578 21404

2. 電磁閥選型

電磁閥選型的時(shí)候,要注意電磁閥的特征參數是否滿(mǎn)足需要,如壓力范圍、流通介質(zhì)、工作溫度、流通系數、電壓、防爆要求以及其他功能等。

3. 過(guò)濾減壓閥選型

過(guò)濾減壓閥選型的時(shí)候,要注意過(guò)濾減壓閥的壓力范圍、流通介質(zhì)、工作溫度、排水裝置(自排、手排)及濾芯精度等。

4. 限位開(kāi)關(guān)選型

限位開(kāi)關(guān)選型的時(shí)候,要注意反饋方式(機械式、感應式)、位置指示的顏色是否符合要求,以及是否符合相應的防爆等級等。


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