1、概述

　　閥門電動裝置(簡稱電裝，下同)是用來驅動閥門開啟和關閉的一種專用傳動裝置，由專用電機、蝸輪蝸桿、行程和力矩檢測機構及控制部分等組成。該裝置啟動力矩大，閥門行程控制準確，廣泛應用于石油、化工、水電、冶金、造船、輕工和食品等行業的閥門上。不同行業、不同工況對閥門電裝的要求不同。

2、分類

　　我國常用的閥門電裝有原裝進口的、有引進技術或合資的、有國產的和國外電裝廠家在我國設立的獨資及組裝廠生產的。閥門電裝一般按結構類型、工作方式、回轉方式和工作環境分類。

　　2.1、結構類型

　　電裝的結構類型可分為一體式和分體式兩種。一體式電裝是所有控制電裝運行的控制器件均安裝在電裝內部，與電裝成一整體。一體式電裝又分為普通型和智能型。國內電動裝置生產廠家均能生產制造。分體式電裝是所有控制電裝運行的控制器件均安裝在另設的電控柜內。國內生產廠家均能提供分體式電裝。進口電裝除ROTOCK、AUMA、EMG可提供分體式外，其余只提供一體式電裝。

　　2.2、工作方式

　　電裝的工作方式分為開關型和調節型。開關型主要指電裝的電機啟動次數一般<600次/min。開關型電裝只適用于一次性的將閥門開啟或關閉。調節型主要指電裝的換向較頻繁，電機啟動次數一般達到1200次/min。調節型電裝能接受4~20mA模擬信號和反饋閥位的4~20mA模擬信號，滿足閉環控制的需要。

　　2.3、回轉方式

　　電裝的回轉方式分為多回轉型和部分回轉型。多回轉型主要指電裝要旋轉多圈，才能打開或關閉閥門。此類型電裝與閥門之間要有二級傳動機構。部分回轉型主要指電裝旋轉90°就能打開或關閉閥門。此類電裝與閥門直接連接。

　　2.4、工作環境

　　電裝的工作環境分為隔爆型和普通型。隔爆型是指在易燃易爆的環境中，要求電裝具有防爆功能。普通型是指除易燃易爆環境以外的任何環境中。

3、性能特點

　　國內外部分電裝的性能特點見表1。

表1 部分閥門電動裝置的性能特點

4、選型

　　所選電裝必須滿足工況條件、閥門開關力矩、時間(轉速)及控制的要求。

　　4.1、環境溫度

　　電裝的電機是密閉在電裝內部，其散熱性能較差，如果電裝在超出適應的環境溫度范圍使用，會直接影響到電裝的絕緣性能、輸出力矩和使用壽命。因此在高溫環境下一定要注意電裝所適用的溫度范圍。

　　4.2 防護等級

　　電裝的防護等級是衡量其防護灰塵和水的程度，用IP+兩位數字表示(表2)，第一位數字表征防塵等級，第二位數字表征防水等級。戶內一般環境選擇IP54或IP55，戶外一般環境選擇IP55或IP65。如果工況中灰塵較大且灰塵顆粒較小，可能從各個方向對電裝有淋水的可能，應選擇防護等級較高的IP65或IP67。如果電裝可能被水浸沒，就應選擇防護等級更高的如IP67或IP68。IP68防護等級是指在水下3m處，能浸沒72h不進水。

表2 電機防護等級代號的含義

　　4.3、控制形式

　　控制形式主要是指電裝是一體式還是分體式。根據最近幾年有些工程對電裝的使用情況來看，一般都使用智能一體式。智能電裝具有液晶面板顯示與設定功能(免開蓋調試)、電子位置傳感器和力矩傳感器、閥位反饋(4~20mA模擬信號)、自動相序校正、瞬時反轉保護、堵轉保護、數據記錄、自動診斷和支持現場總線通訊(可選)等功能。

　　不同工況對電裝的控制形式要求也不一樣。從價格方面考慮，在常規工況或對電裝要求不高的場合，一般不選用智能一體式電裝。在高溫或高寒工況，因一體式電裝內部的控制電路板的性能受溫度的影響較大，一般也不選用智能一體式。

　　4.4、力矩

　　電裝力矩是重要參數之一，選型前必須先計算出閥門開關過程中所需的最大力矩，再計算所需電裝的輸出力矩。閥門電裝的力矩選擇要以電裝廠家提供的額定輸出力矩為準。在進行閥門的力矩計算及復核時，力矩的余量不要太大。因為電裝有力矩保護功能，如果閥門的開關力矩余量太大，所選電裝的輸出力矩會選的較大，當閥門在開關過程中遇到卡阻，在電裝的力矩保護開關還未動作之前，可能會對閥門的薄弱部分造成損壞。

　　4.5、轉速

　　電裝的輸出轉速影響閥門的開關時間。有的工況規定了閥門開關時間，電裝的輸出轉速必須按照要求選擇。有的工況對閥門開關時間未作要求，但電裝的電機都是短時工作制，其連續運行時間不超過10min，有的不超過15min。因此，即使工況對時間不作要求，閥門開關時間也不得超過電裝連續運行的最長時間要求。電裝的輸出轉速與輸出轉矩有關系，同樣電機功率，其輸出轉速越快，則其輸出力矩就越小。因此，在選擇電裝時，力矩與轉速一定要匹配。

　　4.6、控制要求

　　控制要求是用戶監控系統對閥門電裝的要求，如電裝是調節型還是開關型。一般調節型電裝的電機可頻繁啟動，可達到1200次/h，能接受和反饋4~20mA模擬信號，閉環控制，自動調節閥門的開度，以適應工況的要求。開關型電裝僅控制閥門開或關，電機不能頻繁啟動，電機連續工作時間一般為10min，有的為15min。另外還有其他要求，如需反饋至中控室的閥門狀態(全開、全關的接點數量、類型和容量等)及電裝的控制方式等。

5、結語

　　為了保證閥門驅動裝置的可靠性和耐久性，閥門電裝應根據安裝位置、使用要求、壓力、口徑、性價比和防護級別等條件選擇。

參考文獻

　　1 成大先.機械設計手冊，第三版1M2.北京：化學工業出版社，2002.