1. 阀门驱动装置分类


   ①. 手动:手柄、手轮式(包括齿轮传动);弹簧杠杆式。②. 电动:电磁式;电动机式。③. 气动:隔膜式;气缸式;叶片式;空气发动机。④. 液压:液压缸式;液压马达式。


   另外,按阀杆的运动形式,阀门驱动装置可以分为多回转阀门驱动装置和部分回转阀门驱动装置两大类。多回转是指驱动装置输出轴的转动圈数大于1,如闸阀、截止阀、节流阀和隔膜阀用的驱动装置。部分回转是指驱动装置输出轴的转动圈数小于1,如球阀、蝶阀和旋塞阀用驱动装置。我国阀门驱动装置的连接标准GB/T 12222《多回转阀门驱动装置的连接》和GB/T 12223《部分回转阀门驱动装置的连接》,分别等效采用了ISO 5210和ISO5211标准。


  ①. 阀门的驱动装置就是利用外加动力启闭阀门并与阀门相连接的的装置。使用驱动装置的目的是使阀门的操作省力、方便、迅速、可靠,或实现自动控制和远程控制。阀门驱动装置可以用手动、电力、气力、液力或其组合形式的动力源来驱动,其运动过程可由行程、转矩或轴向推力的大小来控制。


  ②. 对阀门驱动装置的基本要求是:转矩或推力能满足阀门的启闭需要,对行程和转矩的控制精确可靠,动力的选用适合现场情况,启闭动作符合控制要求,装置本身轻小。



2. 电力驱动阀门


  在工程公司电力驱动阀门一般由工艺和仪表专业负责选用,在这里仅作简介。


  ①. 电动执行机构。电动执行机构一般由电机、减速箱、手操机构、机械位置指示机构等一些部件组成。与其他阀门驱动装置相比,电动驱动装置具有动力源广泛,操作迅速、方便等特点,并且容易满足各种控制要求。所以,在阀门驱动装置中,电动装置占主导地位。


  ②. 电力驱动阀门是常用的驱动方式的阀门,通常称这种驱动装置形式的驱动装置为阀门电动装置,阀门电动装置的特点如下:启闭迅速,可以大大缩短启闭阀门所需的时间;可以大大减轻操作人员的劳动强度,特别适用于高压、大口径阀门;适用于安装在不能手动操作或难于接近的位置,易于实现远距离操纵,而且安装高度可以不受限制;有利于整个系统的自动化;电源比气源和液源容易获得,其电线的敷设和维护也比压缩空气和液压管线简单得多;电力供应方便、容易调整、出力大,适合于遥控和自动控制的需要,使用较为广泛。但在设计制造时需要考虑室外、易燃易爆等环境条件对电动装置的影响,且结构较为复杂。


  ③. 阀门电动装置的缺点是构造复杂,在潮湿的地方使用更为困难,用于易爆介质时,需要采用隔爆措施。


  ④. 阀门电动装置按所驱动的阀门类型不同,可分为Z型和Q型两大类。Z型阀门电动装置的输出轴可以转出很多圈,适用于驱动闸阀、截止阀、隔膜阀等;Q型阀门电动装置的输出轴只能旋转90°,适用于驱动旋塞阀、球阀和蝶阀等。按其防护类型有普通型、隔爆型(以B表示)、耐热型(以R表示)和三合一型(即户外、防腐、隔爆,以S表示)。


  ⑤. 电动执行机构一般由电机、减速箱、手操机构、机械位置指示机构等一些部件组成。与其他阀门驱动装置相比,电动驱动装置具有动力源广泛,操作迅速、方便等特点,并且容易满足各种控制要求。在阀门驱动装置中,电动装置占主导地位,见图6.2.2。


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3. 气动和液动阀门


  在工程公司气动和液动阀门一般由工艺和仪表专业负责选用,在这里仅作简介。


  ①. 气动阀门和液动是以一定压力的空气、水或油为动力源,利用气缸(或液压缸)和活塞的运动来驱动阀门的,一般气动的空气压力小于0.8MPa,液动的水压或油压为2.5~25MPa。回转型气、液驱动装置用于驱动球阀、蝶阀或旋塞阀。


  ②. 液动装置的驱动力大,适用于驱动大口径阀门。如用于驱动旋塞阀、球阀和蝶阀时,必须将活塞的往复运动转换为面回转运动。除了采用气缸或液压缸的活塞来驱动外,不能采用气动薄膜驱动, 因其行程和驱动力较小,故主要用于调节阀。


  ③. 气动执行机构,阀门气动驱动装置安全、可靠、成本低,使用维修方便,是阀门驱动机构中的一大分支。气动装置在具有防爆要求的场合应用较多。阀门气动驱动装置采用气源的工作压力较低,结构尺寸不大,阀门气动驱动装置的总推力也不很大。


  ④. 它们都有结构紧凑、启闭迅速的特点,适用于室内或有腐蚀、易燃易爆的环境;其缺点是配管较复杂,不适于远距离控制。气动装置的压力一般为(4~6)×105Pa,,出力较小。液动装置采用较高的压力,出力较大。



4. 手动阀门


  ①. 手动阀门是最基本的驱动方式的阀门。它包括用手轮、手柄或扳手直接驱动和通过传动机构进行驱动两种。


  ②. 手轮或手柄驱动。在启闭阀门所需的力矩小于100kg·m时,采用手动驱动。手轮或手柄采用正方、锥方、键和螺纹等形式直接固定在阀杆或阀杆螺母上,阀门的启闭是通过手轮、阀杆和阀杆螺母来实现的。它常用于驱动公称通径小于300mm的阀门。


  ③. 齿轮蜗轮驱动。当阀门启闭所需的力矩较大时,一般采用齿轮或蜗轮驱动。齿轮驱动有正齿轮和伞齿轮,其传动比通常取1:3,多用于闸阀、截止阀和球阀。蝶阀和旋塞阀通常采用蜗轮驱动。


  ④. 配备手动齿轮操作机构的阀门压力等级和尺寸宜按表规定。但是,将手轮或手柄开到一半的位置时的操作力不能超过35kgf。手动阀门的最大尺寸见表6.2.7。


  ⑤. 阀门的齿轮操作机构应以最大传输压力设计,这类阀门的关闭试验压力应降低到该管线的最大设计压力。但是,除了阀门的齿轮操作机构外,阀门的其他部件应以足够的压力等级设计。阀门的关闭试验压力应按照 API 598的规定。


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5. 某大口径阀门驱动选用的工程应用


  某卧式设备上部有一新增72”大口径蝶阀,根据所在国家管道设计标准规范,一般口径大于12”的阀门驱动装置不能用手动,因此如果设计单位把这个大口径蝶阀改为非手动驱动的阀门,将增加很多费用。后来经过仔细研究这个国家的管道设计标准规范,发现对于很少进行操作的大于12”的阀门驱动装置可以采用手动驱动,并设置相应的操作平台。




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