電動(dòng)閥門廣泛應(yīng)用于市政和工礦企業(yè)的給排水系統(tǒng)。電動(dòng)閥門由電動(dòng)裝置、閥門本體、連接附件和控制箱等組成。電動(dòng)閥門的電動(dòng)裝置是實(shí)現(xiàn)閥門程控、自控和遙控不可缺少的驅(qū)動(dòng)設(shè)備。
電動(dòng)閥門一般是由給排水專業(yè)選型的,給排水專業(yè)技術(shù)人員在工程設(shè)計(jì)時(shí)須對(duì)閥門的電動(dòng)裝置提出具體的功能要求,并由專業(yè)制造廠商對(duì)電動(dòng)裝置進(jìn)行選型。然而,在實(shí)際工程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí),閥門電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置與控制系統(tǒng)沖突等不匹配的現(xiàn)象。這通常是由于在確定電動(dòng)裝置的功能需求時(shí)有不合理或是不完善的地方。
閥門電動(dòng)裝置的組成
電動(dòng)裝置一般由下列部分組成:專用電動(dòng)機(jī)減速機(jī)構(gòu),用以降低電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速;行程控制機(jī)構(gòu),用以調(diào)節(jié)和準(zhǔn)確控制閥門的啟閉位置;轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu),用以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩(或推力)并使之不超過預(yù)定值;手動(dòng)、電動(dòng)切換機(jī)構(gòu),進(jìn)行手動(dòng)或電動(dòng)操作的聯(lián)鎖機(jī)構(gòu);開度指示器,用以顯示閥門在啟閉過程中所處的位置。其中,行程控制機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu)、手動(dòng)、電動(dòng)切換機(jī)構(gòu)及開度指示器等合稱為電動(dòng)執(zhí)行器。
電動(dòng)裝置選型、確定功能要求時(shí)所須注意的要點(diǎn)
在電動(dòng)裝置選型、確定功能要求時(shí),需要注意的要點(diǎn)包括確定電動(dòng)裝置的IP防護(hù)等級(jí)、電動(dòng)裝置的電源電壓、電動(dòng)裝置的90°運(yùn)行時(shí)間和電動(dòng)執(zhí)行器的形式等。
1.確定電動(dòng)裝置的IP防護(hù)等級(jí)
在進(jìn)行電動(dòng)裝置選型時(shí),首先要根據(jù)工作環(huán)境和使用要求確定電動(dòng)裝置的IP防護(hù)等級(jí)。一般給排水系統(tǒng)電動(dòng)閥門驅(qū)動(dòng)裝置按照工作環(huán)境的不同可分為室外型、戶內(nèi)型。室外型電動(dòng)閥門驅(qū)動(dòng)裝置常用的IP防護(hù)等級(jí)是IP54或IP55,戶內(nèi)型電動(dòng)閥門驅(qū)動(dòng)裝置常用的IP防護(hù)等級(jí)是IP43或IP44。通常,給排水系統(tǒng)的閥門電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置不采用潛水型的。電動(dòng)裝置的IP防護(hù)等級(jí)應(yīng)由給排水專業(yè)技術(shù)人員提出并確定。
2.確定電動(dòng)裝置的電源電壓
目前國(guó)內(nèi)用戶常用的電源電壓有380V和24V,具體應(yīng)根據(jù)外界所能提供的電源條件確定。
3.確定電動(dòng)裝置的90°運(yùn)行時(shí)間
所謂電動(dòng)裝置的90°運(yùn)行時(shí)間,也就是電動(dòng)閥門開到位、關(guān)到位所需的時(shí)間,該要求是由閥門和電動(dòng)裝置的專業(yè)制造廠家所確定的。常規(guī)90°運(yùn)行時(shí)間7.5~30s不等,但應(yīng)符合水系統(tǒng)工藝的要求。90°運(yùn)行時(shí)間越短,電動(dòng)裝置電動(dòng)機(jī)功率越大,電流越高。
大功率水泵通常采用閉閥輕載起動(dòng),以降低水泵起動(dòng)的電流。在水泵出水管上裝有止回閥、電動(dòng)閥等。一般閉閥起動(dòng)的時(shí)間為10~30s,因此,水泵出水管電動(dòng)閥門的電動(dòng)裝置的90°運(yùn)行時(shí)間應(yīng)與給排水工藝所確定的閉閥起動(dòng)時(shí)間相一致。閥門的啟閉速度若過快,易產(chǎn)生水擊現(xiàn)象。
在工礦企業(yè)用水中,通常設(shè)有由安全水箱或水塔供水的事故應(yīng)急供水系統(tǒng)。事故應(yīng)急供水管上也常設(shè)有電動(dòng)閥門,為確保生產(chǎn)的安全,事故供水管電動(dòng)閥門要求開啟及時(shí)、反應(yīng)靈敏,因此,該閥門電動(dòng)裝置的90°運(yùn)行時(shí)間也應(yīng)盡量縮短。
? ? ? ? 4.確定電動(dòng)執(zhí)行器的形式
?。?)電動(dòng)執(zhí)行器的常見形式
1)開關(guān)型(開環(huán)控制)。開關(guān)型電動(dòng)執(zhí)行器一般實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門的開關(guān)控制,閥門要么處于全開位置,要么處于全關(guān)位置,此類閥門不需對(duì)介質(zhì)流量進(jìn)行精確控制。開關(guān)型電動(dòng)執(zhí)行器因結(jié)構(gòu)形式的不同還可分為分體結(jié)構(gòu)和一體化結(jié)構(gòu)。選型時(shí)必須對(duì)此做出說明,不然經(jīng)常會(huì)發(fā)生在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)與控制系統(tǒng)沖突等不匹配現(xiàn)象。
2)調(diào)節(jié)型(閉環(huán)控制)。調(diào)節(jié)型電動(dòng)執(zhí)行器不僅具有開關(guān)型一體化結(jié)構(gòu)的功能,還能對(duì)閥門進(jìn)行精確控制,調(diào)節(jié)介質(zhì)流量??刂菩盘?hào)包括電流、電壓,調(diào)節(jié)型電動(dòng)執(zhí)行器控制信號(hào)一般有電流信號(hào)(4~20mA、0~10mA)或電壓信號(hào)(0~5V、1~5V),選型時(shí)需明確其控制信號(hào)類型及參數(shù)。
調(diào)節(jié)型電動(dòng)執(zhí)行器工作方式一般為電開型(以4~20mA的控制為例,電開型是指4mA信號(hào)對(duì)應(yīng)的是閥關(guān),20mA對(duì)應(yīng)的是閥開),另一種為電關(guān)型(以4~20mA的控制為例,電開型是指4mA信號(hào)對(duì)應(yīng)的是閥開,20mA對(duì)應(yīng)的是閥關(guān))。
失信號(hào)保護(hù)是指因線路等故障造成控制信號(hào)丟失時(shí),電動(dòng)執(zhí)行器將控制閥門啟閉到設(shè)定的保護(hù)值,常見的保護(hù)值為全開、全關(guān)和保持原位三種情況。
開關(guān)型電動(dòng)執(zhí)行器也有失信號(hào)保護(hù)。
?。?)確定電動(dòng)執(zhí)行器的形式
1)開關(guān)型和調(diào)節(jié)型的確定。在市政和工礦企業(yè)的供水系統(tǒng)中,一般電動(dòng)閥門的主要功能是打開或關(guān)閉水管路,因此最常用的應(yīng)是開關(guān)型電動(dòng)執(zhí)行器。但在工礦企業(yè)工藝設(shè)備的許多中間配管的冷卻水系統(tǒng)中,對(duì)于流量、壓力等供水要求的精度非常高,冷卻水流量、壓力的變化對(duì)設(shè)備的生產(chǎn)條件產(chǎn)生很大的影響,因此在這種情況下使用的電動(dòng)閥門應(yīng)配備調(diào)節(jié)型的電動(dòng)執(zhí)行器。
在確定電動(dòng)執(zhí)行器是采用開關(guān)型還是調(diào)節(jié)型前,首先應(yīng)對(duì)所使用電動(dòng)閥門的具體工況條件加以深入的了解,然后向?qū)I(yè)制造廠家提出合理的功能要求。
關(guān)于調(diào)節(jié)型控制型號(hào)類型和工作形式的確定,應(yīng)根據(jù)工藝設(shè)備的具體生產(chǎn)條件和工況確定。
2)分體結(jié)構(gòu)和一體化結(jié)構(gòu)形式的確定。分體式結(jié)構(gòu)的電動(dòng)執(zhí)行器的缺點(diǎn)是不便于系統(tǒng)整體安裝,增加接線及安裝費(fèi)用,且容易出現(xiàn)故障,當(dāng)故障發(fā)生時(shí)不便于診斷和維修,性價(jià)比不理想。
一體化結(jié)構(gòu)的電動(dòng)執(zhí)行器的優(yōu)點(diǎn)是方便系統(tǒng)整體安裝,減少接線及安裝費(fèi)用,容易診斷并排除故障。但傳統(tǒng)的一體化結(jié)構(gòu)產(chǎn)品也有很多不完善的地方?,F(xiàn)今,市政和工礦企業(yè)的供水排水系統(tǒng)或循環(huán)水處理系統(tǒng)等的控制均采用PLC及計(jì)算機(jī)程序控制,并具備CRT畫面顯示。水系統(tǒng)的控制通常集中設(shè)置于水系統(tǒng)控制室或電氣室,電氣室內(nèi)設(shè)PLC柜和MCC柜。所有現(xiàn)場(chǎng)電裝設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)僅設(shè)操作箱,操作箱與電氣室內(nèi)PLC柜相聯(lián),然后將信號(hào)送至MCC柜,最終控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備。在這種工況條件下,采用分體式結(jié)構(gòu)的電動(dòng)執(zhí)行器是比較合理的。如果采用一體化結(jié)構(gòu)的電動(dòng)執(zhí)行器,其自身的功能可能與水系統(tǒng)控制的整體設(shè)計(jì)不能完全匹配,反而容易產(chǎn)生故障。另外,分體式結(jié)構(gòu)的電動(dòng)執(zhí)行器的價(jià)格也比一體化結(jié)構(gòu)的電動(dòng)執(zhí)行器的價(jià)格低。
對(duì)于一些水系統(tǒng)簡(jiǎn)單,控制要求不高或是僅要求現(xiàn)場(chǎng)控制的工況,可以考慮采用一體化結(jié)構(gòu)的電動(dòng)執(zhí)行器。
3)關(guān)于失信號(hào)保護(hù)的確定。因線路等故障造成控制信號(hào)丟失時(shí),閥門究竟應(yīng)該是全開、全關(guān)或保持原位,應(yīng)根據(jù)具體的工藝條件確定,一般情況下,應(yīng)要求閥門保持原位。
大功率水泵出水管上的電動(dòng)閥門,應(yīng)要求故障時(shí)閥門保持原位狀態(tài)。因?yàn)樵撾妱?dòng)閥門是與水泵聯(lián)鎖控制的,泵開閥開,泵關(guān)閥關(guān)。如果該閥門因故障關(guān)閉,而水泵未能及時(shí)關(guān)閉,將對(duì)水泵設(shè)備和該電動(dòng)閥門前管路、閥門等造成水錘損害。
對(duì)工礦企業(yè)各生產(chǎn)用水點(diǎn)特別是冷卻水用戶處的電動(dòng)閥門,在電動(dòng)閥門故障時(shí),也應(yīng)要求其能保持原位狀態(tài),以免因?yàn)橥蝗粩嗨畬?duì)工藝設(shè)備造成損害。
5.其他事項(xiàng)
閥門電動(dòng)裝置另有操作力矩、操作推力、輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)、閥桿直徑、輸出轉(zhuǎn)速及電動(dòng)機(jī)功率等主要參數(shù)。該部分參數(shù)均應(yīng)由專業(yè)制造廠家確定。
水系統(tǒng)閥門電動(dòng)裝置工作的環(huán)境通常為常溫,而一般電動(dòng)裝置的使用環(huán)境溫度是-20~55℃,所以可不提明確要求。
電動(dòng)閥門的電動(dòng)裝置的選型是否合理,對(duì)于實(shí)現(xiàn)電動(dòng)閥門的功能具有決定性的作用。電動(dòng)裝置的具體選型固然是由專業(yè)制造廠家進(jìn)行的,但在選型之前,應(yīng)由給排水專業(yè)技術(shù)人員提出合理功能需求。
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