电动阀门工作原理

* 来源: //www.cliikin.com * 作者: YLOK * 发表时间: 2019-08-03 13:00:16 * 浏览: 383

电动阀门工作原理，电动阀门的控制器技术原理

电动阀门动作力距比普通阀门大，电动阀门开关动作速度可以调整，结构简单，易维护，可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。而传统的进口气动阀门动作过程中因气体本身的缓冲特性，不易因卡住而损坏，但必须有气源，且其控制系统也比电动阀门复杂。本类阀门在管道中一般应当水平安装。

电动阀简单地说就是用电动执行器.控制阀门,从而实现阀门的开和关。其可分为上下两部分，上半部分为电动执行器，下半部分为阀门。电动阀门在安装前宜进行模拟动作和压力试验。

优点：对液体介质和大管径气体效果好，不受气候影响。不受空压气的压力影响。

缺点：成本高、在潮湿环境不好。

操作原理及用途

电动阀通常由电动执行机构和阀门组成。电动阀使用电能作为动力来通过电动执行机构来驱动阀门，实现进口阀门的开关动作。从而达到对管道介质的开关目的。

电磁阀是电动阀的一个种类；是利用电磁线圈产生的磁场来拉动阀芯，从而改变阀体的通断，线圈断电，阀芯就依靠弹簧的压力退回。

电动阀：用于液体、气体和风系统管道介质流量的模拟量调节，是AO控制。在大型阀门和风系统的控制中也可以用电动阀做两位开关控制。

操作方法

1 操作前的准备

1.1 操作阀门前，应认真阅读操作说明。

1.2 操作前一定要清楚气体的流向，应注意检查阀门开闭标志。

1.3检查电动阀外观，看该电动阀门是否受潮，如果有受潮要作干燥处理；如果发现有其他问题要及时处理，不得带故障操作。

1.4 对停用3个月以上的电动装置，启动前应检查离合器，确认手柄在手动位置后，再检查电机的绝缘、转向及电气线路。

2 电动阀门操作注意事项

2.1 启动时，确认离合器手柄在相应位置。

2.2 如果是在控制室控制电动阀，把转换开关打大REMOTE位置，然后通过系统控制电动阀的开关。

2.3如果手动控制，把转换开关打在LOCAL位置，就地操作电动阀的开关，电动阀开到位或者关到位的时候它会自动停止工作，后把运行转换开关打到中间位置。

2.4 采用现场操作阀门时，应监视阀门开闭指示和阀杆运行情况，阀门开闭度要符合要求。

2.5 采用现场操作全关闭阀门时，在阀门关到位前，应停止电动关阀，改用微动将阀门关到位。

2.6 对行程和超扭矩控制器整定后的阀门，全开或全关阀门时，应注意监视其对行程的控制情况，如阀门开关到位置没有停止的，应立即手动紧急停机。

2.7 在开、闭阀门过程中，发现信号指示灯指示有误、阀门有异常响声时，应及时停机检查。

2.8 操作成功后应关闭电动阀门的电源。

2.9 同时操作多个阀门时，应注意操作顺序，并满足生产工艺要求。

2.10开启有旁通阀门的较大口径阀门时，若两端压差较大，应先打开旁通阀调压，再开主阀：主阀打开后，应立即关闭旁通阀。

2.11 收发清管球（器）时，其经过的球阀必须全开。

2.12 操作球阀、闸阀、截止阀、蝶阀只能全开或全关，严禁作调节用。

2.13 操作闸阀、截止阀和平板阀过程中，当关闭或开启到上死点或下死点时，应回转1/2～1圈。

维护

日常电动阀门维护保养

1、电动阀门应存干燥通风的室内，通路两端须堵塞。

2、长期存放的电动阀门应定期检查，清除污物，并在加工面上涂防锈油。

3、安装后，应定期进行检查，主要检查项目：

（1）密封面磨损情况。

（2）阀杆和阀杆螺母的梯形螺纹磨损情况。

（3）填料是否过时失效，如有损坏应及时更换。

（4）电动阀门检修装配后，应进行密封性能试验。

运行中的电动阀门，各种阀件应齐全、完好。法兰螺纹和支架上的螺栓不可缺少，螺纹应完好无损，不允许有松动现象。手轮上的紧固螺母，如发现松动应及时拧紧，以免磨损连接处或丢失手轮和铭牌。手轮如有丢失，不允许用活扳手代替，应及时配齐。填料压盖不允许歪斜或无预紧间隙。对容易受到雨雪、灰尘、风沙等污物沾染的环境中的电动阀门，其阀杆要安装保护罩。电动阀门上的标尺应保持完整、准确、清晰。电动阀门的铅封、盖帽、气动附件等应齐全完好。保温夹套应无凹陷、裂纹。

不允许在运行中的电动阀门上敲打、站人或支承重物；特别是非金属电动阀门和铸铁电动阀门，更要禁止。

分类

1.石油、天然气井口装置用阀

石油、天然气井口装置用阀主要为符合美国API6A标准的单闸板或双闸板、有导流孔或无导流孔的锻钢平行式闸阀、泥浆阀、角式节流阀、油田专用平行式进口调节阀、油田专用直通式止回阀、注水\聚合物专用平行式闸阀、卡箍式平行闸阀、先导式安全阀和止回阀。

石油、天然气井口装置用电动阀门的公称压力级为API2000psi、3000psi、5000psi、10000psi、15000psi、20000psi；公称通径为DN46~228mm(113/16in~9in)；温度等级为K(-60~182℃)、L(-42~182℃)、P(-29~182℃)、R(室温)、S(-18~166℃)、T(-18~196℃)、U(-18~121℃)、V(2~121℃)；材料要求为AA、BB、CC、DD、EE、FF、HH；材料性能要求按36K、45K、60K、75K；产品技术要求按PSL1(产品规范等级1)、PSL2(产品规范等级2)、PSL3(产品规范等级3)、PSL4(产品规范等级4)。

2.石油、天然气长输管线用阀

石油、天然气长输管线用阀主要为符合美国API6D标准的单闸板或双闸板、有导流孔或无导流孔的平板闸阀；锻钢或铸钢三体式、上装式或全焊接式固定球球阀；油密封或压力平衡式旋塞阀；旋启式或蝶式止回阀、通球止回阀；清管阀等。

这些电动阀门的公称压力级为CL150(PN2.0MPa)、CL300(PN5.0MPa)、CL400(PN6.4MPa)、CL600(PN10.0MPa)、CL900(PN15.0MPa)、CL1500(PN25.0MPa)、CL2500(PN42.0MPa)；公称通径为DN50~1500mm(2in~60in)；耐火试验技术要求按ISO10497；电动阀门的压力试验按ISO5208。

3.核电用阀

核电用电动阀门比常规的大型火力发电站用电动阀门其技术特点和要求要高。阀类一般有闸阀、截止阀、止回阀、蝶阀、安全阀、主蒸汽隔离阀、球阀、隔膜阀、减压阀和控制阀等；具有代表性电动阀门的zui高技术参数为：大口径DN1200mm(核3级的蝶阀)、DN800mm(核2级的主蒸汽隔离阀)、DN350mm(核1级的主回路闸阀)；zui高压力：约1500磅级；zui高温度：约350℃；介质：冷却剂(硼化水)等。生产核级电动阀门产品规定要求：通常按核行业标准EJ、美国ASME、IEEE标准及法国压水堆核岛机械设备设计和建造规则RCC-M等。

核电用阀发展的具体类型、参数如下：

⑴ 填料函的闸阀：

a液压驱动闸阀。该阀借助自身压力水推动活塞开启或关闭，该阀公称通径：DN350、400mm；工作压力：PN17.5MPa；工作温度：315℃。 b全封闭型进口电动闸阀。该阀应采用特制的屏闭式电机，通过浸水工作的内行星减速机构使闸板作启闭运动。该阀公称通径：DN100~800mm；工作压力：PN2.5~45.0MPa；工作温度：200~500℃。

注：上述两种无填料函闸阀优点：没有填料密封，避免了外漏点，同时，减少能耗。缺点：结构复杂、造价较高。

⑵核电用截止阀：

用于辅助管路上的截止阀。该阀通常为三种结构，即填料式截止阀、进口波纹管式截止阀和金属膜片式截止阀。该阀介质为中等参数(中温、中压)的水和蒸汽；公称通径：DN10~150mm。

⑶核电用蝶阀：

用于冷却系统和安全壳内输送空气介质的系统中的蝶阀。该阀通常为三种结构，即同轴直连式衬胶蝶阀、偏心式金属密封蝶阀和双动式(蝶板在回转前先脱开密封面再回转)金属密封蝶阀。该阀公称通径：DN≤2500mm；工作压力：PN<4.0MPa；工作温度：100~150℃。此外，用于风道系统中的快速关闭蝶阀，其公称通径：DN400~1200mm也列为发展的方向。

⑷核电用带探测器的先导式安全阀：

用于核岛系统中的带探测器的先导式安全阀。采用带探测器的先导式安全阀，可以根据压力与弹簧力平衡的敏感关系，来改变位置控制释放和加充介质的两个触点的原理，从结构上避免卡阻问题。该阀采用正作用式带弹簧预紧和波纹管密封的阀瓣结构，可以保证可靠的密封。该阀公称通径：DN600mm；工作压力：PN1.265MPa。

⑸核电用止回阀型隔离阀：

用于蒸汽系统的止回阀型隔离阀，其结构形状类似于升降式止回阀。该阀公称通径：DN64~800mm(21/2in~30in)；工作压力：PN1.0~42.0MPa(Class600~2500)；工作温度：-29~1050℃。

⑹核电用主蒸汽隔离阀：

核岛和常规岛用主蒸汽隔离阀、主给水电动阀门，其公称通径：DN800mm；公称压力：40.0MPa；温度700℃；

此外，满足地震要求的安全阀也是急需开发的核电电动阀门。

海洋石油用阀

海上采油平台的采油、防喷、注水、注气、水下设备等系统需要开发一些耐海水、盐雾侵蚀要求的特种电动阀门。这些电动阀门要求有较强的抗腐蚀性、抗风暴等异常外力的能力，并且要求密封可靠、操作灵活、维修方便。

海洋石油用阀发展的具体类型、参数如下：

⑴锻钢单闸板或双闸板带导流孔或不带导流孔平板闸阀

该阀的结构可参照美国卡麦隆F型闸阀、“AF”型海底电动阀门(用于海下1000米)、“DF”型海底电动阀门(用于海下3000米)、MCEVOY公司C型、E型闸阀。

这类电动阀门的公称通径：DN46~162mm(113/16in~63/8in)；公称压力级为API2000psi、3000psi、5000psi、10000psi、15000psi、20000psi；工作温度：-59~343℃；技术要求按API6A的规定。

⑵双瓣蝶式止回阀

该阀技术参数：公称通径：DN53~280mm(21/16in~11in)；温度等级为K(-60~182℃)、L(-42~182℃)、P(-29~182℃)、R(室温)、S(-18~166℃)、T(-18~182℃)、U(-18~121℃)、V(2~121℃)。

⑶带压平衡阀杆的角式节流阀

该阀的设计、制造按API6A标准；其公称压力级为API3000psi、5000psi、10000psi；公称通径：DN50mm、DN80mm、DN100mm、DN150mm(2in、3in、4in、6in)；使用温度：-29~121℃。(该阀的节流头可设计为针型节流头或套筒节流头)。

石化、电力用阀

石化、电力电动阀门产品，其结构调整的重点是发展缺门产品。如下：

⑴高温高压调节阀

用于大型火电机组的高温高压调节阀，其结构设计应根据它的流量特性和工况控制要求来确定，可以是单座，也可以是双座或套筒结构。该调节阀的公称通径：DN50~500mm；公称压力：≤42.0MPa；使用温度：510~570℃。

⑵ 进口减温减压阀

该减温减压阀，石化行业要求能设计成类似CVS阀，并将压力和温度控制在一个阀内完成，减压后的喷水降温控制要(在4~7℃范围内)，关阀严密，低噪声，长寿命。

⑶高温高压大口径安全阀

用于蒸汽系统的高温高压大口径安全阀，其设计结构可采用弹簧式。设计中主要解决的关键问题是：该类电动阀门的整定压力、回座压力、密封性能、重复动作稳定性及弹簧的疲劳。其公称通径：DN200~400mm；公称压力：≤5.0MPa；zui高使用温度：570℃。

⑶ 压蒸气疏水阀

用于高压蒸汽系统排除凝结水的高压进口蒸汽疏水阀，其开发的结构可以为热动力型HRW、HRF圆盘式；机械型高压自由浮球式；热静力型BK27、BK28、BK212双金属片式。该类电动阀门的公称通径：DN15~50mm；公称压力：15.0MPa。

环保用阀

该环保系统需发展的电动阀门：陶瓷片密封旋转阀、PVC塑料阀、大密封面平板闸阀、不锈钢旋塞阀等。

冶金系统用阀

冶金系统用阀，由于介质常为粉状和悬浮固体颗粒状，加之温度较高，故对电动阀门的耐磨、耐温及耐蚀等要求较高。

冶金系统用阀发展的具体类型、参数如下：

⑴圆顶阀

用于火力发电厂气力除灰、进料、放料系统的圆顶阀。该阀由阀体、主动轴、从动轴、球体等组成，其公称通径：DN50~300mm；工作压力：PN1.0~0.6MPa；zui高使用温度：1050℃。设计该阀时，其密封面应考虑采用喷涂钴基碳化钨合金材料，使其更加坚硬，增强耐磨性能。

⑵排灰平板闸阀

用于炼钢厂炼铁除灰系统的“排灰平板闸阀”。该除灰系统的介质——“灰粉”，不仅形状是颗粒的(有时是分散形状，有时是混合形状)，而且具有一定的粘性，还夹有一氧化碳(CO)。由于介质“灰粉”中的颗粒，阀座往往有不同程度的损伤、擦伤、磨损，故，要求其“排灰平板闸阀”的主件，例如闸板、阀座等零部件均应具有较强的耐磨性。炼铁除灰系统工况的使用压力在0.25MPa左右的低压范围内；温度在≤250℃的范围内(一般情况下为常温，有时瞬间温度可达250℃)；公称管径仅从DN50mm~DN400mm(DN300mm的管径常见)。

该阀其结构如采用带导流孔，并且“加大密封面”的密封设计，不仅能提高其耐磨性；满足其密封性能；而且能避免灰粉进入阀体底腔。在设计中，可充分利用现行带导流孔平板闸阀产品，将阀座改为“加大密封面”的密封状态。对耐磨性而言，其金属对金属硬密封寿命虽zui长，但金属对金属“加大密封面”的硬密封，一则标准上允许漏，(如设计为零泄漏成本将十分高昂且加工难度大)；二则密封不如非金属材料。其密封不如非金属材料，是因为金属表面磨蚀时会产生一层氧化物，尽管这层氧化物覆盖在受到腐蚀作用的部位上，能减慢金属的进一步腐蚀，但如果发生滑动的话，该层氧化物就会被清除，使裸露出来的金属表面受到进一步的腐蚀，从而加快磨损，削弱其密封性能。而采用非金属材料，不仅能节约成本，降低加工难度，而且能保证其密封性能。

由于钢厂炼铁除灰系统的工况温度一般为常温，有时瞬间zui高温度也只有250℃。故采用非金属材料(建议采用对位聚苯)作密封面，既可以满足其工况温度、耐磨，又可以满足其密封性能。非金属材料——对位聚苯，适用温度为≤300℃，且比硬质的PTFE更硬，能满足炼铁厂除灰系统的工况，不失为较理想的密封面材料。阀座材料建议采用1Cr13。

⑶耐强酸腐蚀的不锈钢阀

冶金系统用耐强酸腐蚀的不锈钢阀。该阀其公称通径：DN50~2400mm；公称压力0.05~1.6MPa；zui高使用温度：1050℃。

氧化铝工业用阀

氧化铝工业在生产过程中，介质多为碱性泥浆和颗粒状物质，结疤现象极为严重，且介质对电动阀门体腔及内件的冲蚀现象也很严重。因此，氧化铝工业用阀要求其抗结疤耐结疤；抗冲蚀耐冲蚀。

安装注意事项

电动阀门的电动装置是用于操作阀门并于阀门相连接的装置之一。该装置由电力来驱动，其运动过程可由行程、转矩或轴向推力的大小来控制。由于阀门电动装置应有的工作特性和利用率取决于阀门的种类、装置的工作规范及阀门在管线或设备上的位置。因此掌握阀门电动装置正确的选择；考虑防止超负荷（工作转矩高于控制转矩）的发生就成为至关重要的一环。

电动装置的正确选择应依据

1．操作力矩：操作力矩是选择阀门电动装置的主要的参数。电动装置的输出力矩应为阀门操作大力矩的1.2～1.5倍。

2．操作推力：阀门电动装置的主机结构有两种，一种是不配置推力盘的，此时直接输出力矩；另一种是配置有推力盘的，此时输出力矩通过推力盘中的阀杆螺母转换为输出推力。

3．输出轴转动圈数：阀门电动装置输出轴转动圈数的多少与阀门的公称通径、阀杆螺距、螺纹头数有关，按M=H/ZS计算（式中：M为电动装置应满足的总转动圈数；H为阀门的开启高度，mm；S为阀杆传动螺纹的螺距，mm；Z为阀杆螺纹头数。）

4．阀杆直径：对于多回转类的明杆阀门来说，如果电动装置允许通过的大阀杆直径不能通过所配阀门的阀杆，便不能组装成电动阀门。因此，电动装置空心输出轴的内径必须大于明杆阀门的阀杆外径。对于部分回转阀门以及多回转阀门中的暗杆阀门，虽不用考虑阀杆直径的通过问题，但在选配时亦应充分考虑阀杆直径与键槽的尺寸，使组装后能正常工作。

5．输出转速：阀门的启、闭速度快，易产生水击现象。因此，应根据不同的使用条件，选择恰当的启、闭速度。

6．安装、连接方式：电动装置的安装方式有垂直安装、水平安装、落地安装；连接方式为：推力盘；阀杆通过（明杆多回转阀门）；暗杆多回转；无推力盘；阀杆不通过；部分回转电动装置的用途很广，是实现阀门程控、自控和遥控不可缺少的设备，其主要用在闭路阀门上。但不能忽视阀门电动装置的特殊要求——必须能够限定转矩或轴向力。通常阀门电动装置采用限制转矩的连轴器。

当电动装置的规格确定之后，其控制转矩也确定了。当其在预先确定的时间内运行时，电机一般不会超负荷。但如出现下列情况便可使其超负荷：

1．电源电压低，得不到所需的转矩，使电机停止转动。

2．错误地调定了转矩限制机构，使其大于停止的转矩，而造成连续产生过大的转矩，使电机停止转动。

3．如点动那样断续使用，产生的热量积蓄起来，超过了电机的容许温升值。

4．因某种原因转矩限制机构电路发生故障，使转矩过大。

5．使用环境温度过高，相对地使电机的热容量下降。

以上是出现超负荷的一些原因，对于这些原因产生的电机过热现象应预先考虑到，并采取措施，防止过热。

过去对电机进行保护的办法是使用熔断器、过流继电器、热继电器、恒温器等，但这些办法也都各有利弊，对于电动装置这种变负荷的设备，可靠的保护办法是没有的。因此必须采取各种方法组合的方式。但由于每台电动装置的负荷情况不同，难以提出一个统一的办法。但概括多数情况，也可以从中找到共同点。

采取的过负荷保护方式，归纳为两种

1．对电机输入电流的增减进行判断；

2．对电机本身发热进行判断。

上述两种方式，无论那种都要考虑电机热容量给定的时间余量。如果用单一方式使之与电机的热容量特性一致是困难的。所以应选择根据过负荷的原因能可靠的动作的方法——组合复合方式，以实现全面的过负荷保护作用。