氣動執(zhí)行器的選型
氣動執(zhí)行器的選型
氣動執(zhí)行器的類型有多種，所以對于它的選型的要求也是比較嚴(yán)格的，如果選型不當(dāng)不僅影響它的工作性能，還有可能會不能正常的工作。氣動執(zhí)行器的操作要求有兩個外部決定因素：信號和動力源。
信號通常是120/240 VAC或12/24VDC的離散電壓，可以為電磁閥供電。如果使用定位器控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)，信號通常是模擬(4~20 mA)或數(shù)字信號。電磁閥或數(shù)字定位器控制著執(zhí)行機(jī)構(gòu)汽缸的供氣和排氣，交替控制閥門的位置。電磁閥用來完成閥的開、關(guān)位置的轉(zhuǎn)換。定位器也有同樣的功能，但主要用于調(diào)節(jié)控制功能，并能支持更先進(jìn)的應(yīng)用，如安全儀表系統(tǒng)中的部分行程測試。隨著數(shù)字式定位器成本的日益降低，其應(yīng)用在持續(xù)增長。氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的常用動力源是約為60~100 psig的壓縮空氣。
每一種氣動執(zhí)行器在切斷氣源后都會有一個故障位置。雙作用執(zhí)行器故障斷氣時(通氣開、通氣關(guān))，閥門會停在后的位置處。但如果管道流體壓力產(chǎn)生的動力矩大于閥門的摩擦力矩時，就會出現(xiàn)閥門旋轉(zhuǎn)。彈簧復(fù)位式執(zhí)行機(jī)構(gòu)在閥斷氣時閥門會恢復(fù)至初始位置。這樣的設(shè)計通常被選用于有故障安全要求的關(guān)鍵場合。
一旦閥門的扭矩要求確定后，即可正確地進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型。在選型前，確切的信息是必須的?？蛻魬?yīng)提供執(zhí)行機(jī)構(gòu)的低供氣壓力和動作模式(如：雙動式或彈簧復(fù)位式)。
如執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求彈簧復(fù)位式，故障模式(即：故障關(guān)或故障開)也必須加以確定。請遵循以下指導(dǎo)方針：
雙動用操作：所選擇的執(zhí)行機(jī)構(gòu)在小供氣壓力時的輸出扭矩應(yīng)大于計算所得的閥門扭矩。
彈簧復(fù)位操作，故障關(guān)：所選擇的執(zhí)行機(jī)構(gòu)在小供氣壓力情況下彈簧行程末端時的輸出扭矩應(yīng)大于關(guān)閉閥門所需要的扭矩。
彈簧復(fù)位操作，故障開：所選擇的執(zhí)行機(jī)構(gòu)在小供氣壓力情況下氣動行程末端時的扭矩輸出應(yīng)大于打開閥門所需要的扭矩。
當(dāng)為閥門或擋板選擇齒輪齒條和撥叉式執(zhí)行機(jī)構(gòu)時，工程師應(yīng)注意在閥門估計的操作扭矩與閥門的實際輸出扭矩間留出安全余量。在缺少終端用戶的指令下，如果需要添加一個安全系數(shù)來規(guī)定和修正閥門扭矩值時，可以遵循以下說明：
安全系數(shù)應(yīng)加在閥門扭矩上，而不是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的扭矩上。
如果終端用戶有建議、或閥門目錄中的扭矩數(shù)據(jù)指定“選型扭矩”或“執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型扭矩”，那么不再需要添加安全系數(shù)。
如果終端用戶沒有建議、或閥門目錄中的扭矩數(shù)據(jù)指示“閥門扭矩”，那么需要在閥門扭矩上加上以下安全系數(shù)：a. “閥門扭矩”加10%，用于選擇作為雙動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。b.“閥門扭矩”加15%，用于選擇彈簧復(fù)位式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
在為安全關(guān)斷閥(SSOV)和緊急關(guān)斷閥(ESD)選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)時，通常有特殊的性能要求。如果閥門的動作頻率低于每月一次，那么建議安全系數(shù)為計算所得的閥門扭矩乘以2。多數(shù)SSOV都有特定的關(guān)閉時限(一般很快)。如果客戶要求一個4″的自動SSOV一秒鐘關(guān)閉，這也很正常。為了確保滿足該要求，執(zhí)行機(jī)構(gòu)制造商應(yīng)實施操作時間的計算。備有證明文件的計算通常被要求用來確認(rèn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型的一致性和恰當(dāng)性。
多數(shù)自動化閥門規(guī)格書(上述四種)都會要求配備手動操作裝置，為順應(yīng)這一要求，指定先進(jìn)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制附件是非常重要的。為了確保安全和恰當(dāng)?shù)牟僮鳎瑲鈩訄?zhí)行機(jī)構(gòu)必須配備氣動鎖定和通氣(LOV)裝置。該LOV可以排空殘存在汽缸里、可能阻止活塞行進(jìn)并導(dǎo)致設(shè)備損壞的空氣。更重要的是，該裝置可以防止不當(dāng)操作，特別是遠(yuǎn)程操作中的不當(dāng)操作。