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用于控制和節流閥的新型執行器介紹

來源：上海自動化儀表有限公司作者：發表時間：2018-09-05 08:44:30【小中大】

     石油和天然氣行業的財務限制比以往任何時候都更快地推動了對可靠產品和專業服務的需求。上海自動化儀表通過開發新系列的執行器來應對，這些執行器具有各種行業中控制和阻氣閥驅動所需的功能。

 
    盡管石油和天然氣行業的項目需求仍然很低，但仍然需要基于快速響應時間的服務和解決方案。這是促使上海自動化儀表開發其新型氣動和液壓執行器系列的背景- 用于扼流圈和控制應用（見圖1和2）。在設計這些閥門時，該公司還考慮了越來越喜歡本地制造的客戶的反饋，從而可以更密切地監控材料質量等問題。
 
氣動執行器布置
液壓執行器布置
 
    設計團隊提出了一種設計簡單，零件數量最少的設計，以實現高水平的可靠性。這對于減少維護需求并因此在生命周期中節省成本非常重要。執行器的核心是曲線套筒，其中滾子進入彎曲的槽中，液壓缸或氣缸的線性運動轉換為輸出旋轉（參見圖3和4）。扭矩曲線的形狀使得能夠產生期望的扭矩特性（參見圖5）。扭矩特性的類型取決于應用。
 
曲線套閥
 
 
扭矩特性圖表
 
    對于調節閥，重要的是具有平穩運行的致動器，其可以通過線性曲線實現。因此，半轉動執行器配備有這種類型的曲線。對于大多數其他應用（例如球閥，蝶閥），高斷開和終止扭矩是重要的。因此，建議使用具有陡峭開始和結束的曲線，以獲得更有效的扭矩特性。根據該原理，四分之一圈模型配備有曲線套筒。扭矩效率對于保持執行器盡可能緊湊至關重要。對于需要特殊扭矩曲線的應用，曲線套筒也可以定制。
 
    執行器采用不同的模塊構建，有助于最大限度地提高靈活性。彈簧和氣缸模塊有兩種或三種尺寸可供選擇。需要氣缸尺寸和彈簧力的變化來應對不同的操作壓力。驅動模塊是執行器的基座，液壓變型的大部分可與氣動模塊互換。液壓執行器僅具有一個加壓密封，從而最小化泄漏機會。該桿密封件密封活塞桿，活塞桿放置在缸倒角內。維護非常簡單，因為只需要拆下帶活塞桿的頂蓋即可接觸和更換活塞桿密封圈（參見圖6）。
 
    簡單設計的另一個例子是在致動器內沒有可調節的行程限位器。同樣，設計團隊做出了這樣的決定，他們知道這些部件經常被證明是由于高（動態）負載和小的內置空間而容易受到攻擊。他們選擇了可選的調節法蘭。該法蘭是可選的，因為并非所有閥門都需要對打開/關閉位置進行大的調整。
 
    對于上自儀扼流圈，只需稍微過大的閥門安裝孔即可實現精確定位。通常只有在需要大的超行程和超級行程（最高+ 5°/ -5°）時才需要調整法蘭。但是出于調節目的，調節法蘭也可以通過更大的尺寸（最高-20°）進行定制。通過該角度，可以改變控制閥的開口，從而調節流量。
 
物料
 
    設計團隊也非常重視材料選擇，以平衡對堅固的執行器的需求，該執行器可以承受惡劣的環境，同時提供經濟高效的解決方案。例如，外殼的標準選項是碳鋼，可根據需要進行涂層或涂漆。然而，閥桿接頭 - 閥門接口的關鍵部件 - 由高級不銹鋼制成，反映出該部件在海上應用中既要堅固又耐腐蝕。
 
加壓密封的特寫
 
加壓密封的特寫
用于氣動模型的Xylan涂層圓筒
 
雙位置指示
 
    同樣，氣動執行機構的氣缸采用Xylan涂層，可提供極佳的腐蝕和磨損保護（見圖7）。當活塞的O形圈滑向氣缸表面時，氣缸和O形圈都會磨損。由于涂層，這些部件的壽命增加并且可能防止介質的腐蝕作用。根據ASTM B-117鹽霧測試，該涂層體系的耐腐蝕性已被證明是最佳的。在測試期間，Xylan涂覆的磷酸鋅鋼板經受了500小時的支撐。
 
    選擇Xylan涂層高于其他保護涂層或處理的另一個原因是由于聚合物化合物導致的低摩擦系數。由于低摩擦，活塞能夠在氣缸內部移動滑桿。結果是平穩的輸出，這對于調節閥的精確定位至關重要。
 
特征
 
    團隊整合到最終產品中的其他功能包括：可選的雙位置指示：位置指示對于執行器是必不可少的，以便可視化旋轉輸出或生成用于定位的反饋。為此，需要連接位置指示器，限位開關或定位器。用于執行器的指示根據VDI / VDE 3845標準化，位于執行器側面。由于某些應用除定位器外還需要單獨的限位開關，因此還提供可選的雙指示連接（參見圖8）
 
    直接安裝：執行器 - 閥門接口可以定制，以便可以直接安裝。大多數閥門都有ISO 5211連接（例如F10，F12，F16），但也可以安裝特殊的法蘭尺寸。這種靈活性很重要，因為直接安裝無需安裝套件，使組裝更快捷，更輕松。裝配時間短對石油和天然氣鉆井平臺至關重要。只有在安裝執行器并且系統已經過測試后才能進行生產。禁止此過程可以節省成本。直接安裝的另一個好處是更緊湊的建筑。最多可以有四個不同的安裝位置，因此液壓/氣動連接或控制面板可以根據需要定向。
 
    彈簧復位：執行器可作為彈簧復位或雙作用型號。第一種變型具有彈簧模塊，內部裝有彈簧。選擇的設計是彈簧夾在法蘭之間 - 安全地固定在容器中。以這種方式，即使在將容器從致動器的其余部分拆卸時，彈簧也不會以不受控制的方式釋放。結果，防止了維護期間的不安全情況。在操作期間，上凸緣在彈簧行程結束時通過氣缸內部的邊緣（端部止擋）停止。下法蘭通過彈簧環安全固定，無法拆卸。