天然氣輸送管線是一個涉及長距離、大規(guī)模能源傳輸的工程。天然氣作為一種清潔能源,在現代能源結構中的占比越來越高。然而,天然氣本身具有易燃、易爆的特性,其輸送過程中的安全性和穩(wěn)定性是重中之重。電動執(zhí)行機構在這里就發(fā)揮了關鍵的遠程操控功能,它能夠準確地控制閥門的啟閉。想象一下,在綿延數千公里的天然氣輸送管道上,分布著眾多的閥門,這些閥門通過電動執(zhí)行機構與控制中心相連??刂浦行目梢愿鶕鞣N傳感器傳來的數據,如壓力、流量等,遠程下達指令,讓電動執(zhí)行機構精確地操作閥門,從而保障天然氣在長距離輸送過程中的安全性和穩(wěn)定性。根據工作原理的不同,可以將電動執(zhí)行機構分為直行程、角行程兩種主要類型。石化智能執(zhí)行機構組件
電動執(zhí)行機構是一種通過電信號驅動閥門或調節(jié)裝置的自動化控制設備,其工作原理可概括為以下閉環(huán)控制流程:信號輸入與比較:接收控制系統(tǒng)發(fā)出的標準電信號(如4-20mA、0-10V或數字信號),通過伺服放大器或智能控制模塊將輸入信號與位置反饋信號進行對比,生成偏差信號。驅動與動力轉換:偏差信號經放大后驅動兩相伺服電機或三相異步電機,通過齒輪組、蝸輪蝸桿等減速機構將電機的高轉速(約1500r/min)轉換為低轉速(如0.5-1.5r/min),同時輸出扭矩提升至數百至數萬牛米,滿足大尺寸閥門需求。位置反饋與閉環(huán)調節(jié):執(zhí)行機構內置導電塑料電位器、差動變壓器或編碼器,將輸出軸位移/轉角轉化為4-20mA反饋信號,形成閉環(huán)控制,精度可達±0.5%。部分智能型號還集成PID算法,實現自適應調節(jié)。安全保護機制:配備雙重限位(機械+電氣)和力矩過載保護,當行程達到設定值或負載超限時,觸發(fā)微動開關切斷電源,避免設備損壞。石化智能執(zhí)行機構組件撥叉式氣動執(zhí)行機構的設計考慮到空間限制,緊湊型結構有助于節(jié)省安裝空間。
多回轉的閥門,如閘閥和截止閥,它們的操作方式較為復雜。由于閘閥和截止閥的閥桿通常需要進行多圈的旋轉才能完全開啟或關閉,所以需要匹配減速箱來調整執(zhí)行機構的輸出轉速。在這個過程中,輸出軸轉速與閥桿螺紋參數密切相關。閥桿螺紋就像是一個螺旋的軌道,執(zhí)行機構的輸出軸沿著這個軌道轉動,通過螺紋的傳動作用來推動閥桿的上下移動,從而實現閥門的開啟和關閉。不同的閥桿螺紋參數,如螺距、螺紋直徑等,會影響到執(zhí)行機構輸出軸的轉速要求。這就好比在一個復雜的機械傳動系統(tǒng)中,不同大小的齒輪組合會產生不同的傳動比,從而影響整個系統(tǒng)的轉速和扭矩輸出。
機械連接與校準是電動執(zhí)行機構安裝過程中的關鍵環(huán)節(jié),它關系到設備能否準確、穩(wěn)定地運行,直接影響到整個工業(yè)流程的效率和安全性。機械安裝時,確保執(zhí)行機構與閥門連接的同軸性是至關重要的。在工業(yè)設備的運行中,任何微小的偏差都可能導致嚴重的后果。如果執(zhí)行機構與閥門連接不同軸,閥桿或驅動軸就會承受額外的剪切應力,會加速部件的磨損,縮短設備的使用壽命。在長期運行過程中,可能會導致閥桿彎曲、驅動軸損壞等問題,進而影響閥門的正常開閉。通過定期校準傳感器和其他關鍵部件,可以維持電動執(zhí)行機構的優(yōu)異性能表現。
電動執(zhí)行機構從集成化程度與負載能力劃分,主要分為 緊湊型(智能一體化結構)和重載型(模塊化設計)。緊湊型:采用高度集成化設計,將電動機、減速器、控制器等關鍵組件封裝于單一殼體內,形成緊湊的一體化結構。其優(yōu)勢在于體積小、重量輕,防護等級達到IP68,適用于輕載場景。此外,非侵入式設計允許不開蓋調試,搭配行星齒輪減速機構,兼具高效傳動與低維護需求。重載型:采用模塊化架構,電動機與減速器分離封裝,通過多轉式執(zhí)行機構與蝸輪蝸桿減速箱組合實現高扭矩輸出(可達225,000kgf·m)。兩類執(zhí)行機構分別覆蓋輕載精密控制與重載工業(yè)場景,通過差異化的結構設計實現從常規(guī)自動化到關鍵工藝控制的全領域覆蓋。相較于傳統(tǒng)的手動或液壓驅動方式,撥叉式氣動執(zhí)行機構提供了更為清潔環(huán)保的選擇。分體式執(zhí)行機構生產商
撥叉式氣動執(zhí)行機構傳動配合精密,調節(jié)精度更高。石化智能執(zhí)行機構組件
開關型電動執(zhí)行機構(開環(huán)控制)是一種較為基礎的控制模式,適用于全開/關場景。這種控制模式就像是一個簡單的開關,要么打開,要么關閉,不存在中間狀態(tài)的精確調節(jié)。在一些對流量控制要求不高的場景中,如簡單的給排水系統(tǒng)中的某些閥門控制,只需要閥門完全打開或者完全關閉即可。開關型執(zhí)行機構有分體式或一體化結構可選。分體式結構相對較為靈活,各個部件可以根據實際安裝空間和需求進行分別布置;而一體化結構則集成了控制單元,這種結構的優(yōu)勢在于便于遠程操作。例如,在一些大型的工廠中,操作人員可以在中控室通過遠程控制系統(tǒng)直接對一體化的開關型執(zhí)行機構進行操作,無需到現場手動操作閥門,極大提高了工作效率,同時也減少了操作人員在復雜工業(yè)環(huán)境中的風險暴露。石化智能執(zhí)行機構組件