阀门电动装置的设计目的

阀门电动装置及其技术在我国的发展已有40 多年的历史,作为一种机电产品其机械部分无论是设计还是制造均日趋成熟, 其使用方式也被人们接受,其使用范围也从工业阀门扩大到某些非阀门类专用设备。

上世纪80 年代中期,上海某大型设备制造厂在国内首先将阀门电动装置用于火电机组给煤机插板的驱动与控制。之所以选择阀门电动装置用于非阀门类的专用设备, 主要是阀门电动装置具备起动转矩大、短时工作制、行程控制精确、位置指示直观、用于保护的转矩控制机构可靠、手动机构能保证应急人工操作等诸多特点。回顾二十年的使用情况,阀门电动装置基本能满足给煤机的动作与控制要求。据不完全统计,目前国内已有数家给煤机制造企业对阀门电动装置有一定数量需求。通常选用的电动装置输出转矩在300～600N·m 之间,输出转速在12～36r/ min ,电器控制上无特殊要求。

设计目的：
目前国内阀门电动装置生产厂家的多回转产品手/ 电动切换型式基本是“半自动优先”式,即当需要手动时应先按下切换手柄使电动装置进入手动状态,电动操作时切换手柄会自动复位。由于电动装置在给煤机上安装位置较高(一般为3～4m 或更高,见图1) 且无操作平台,因此用户要求将电动装置手动用手轮改为链轮, 即必要时通过金属挂链完成手动操作。
这种常规型式阀门电动装置的手动与手/ 电动切换机构在给煤机上的使用存在下列问题:
(1) 300～600N·m 输出转矩多回转电动装置的手电动切换机构多设置在输出轴上(亦称在低速轴上) ,带载荷切换(如被驱动设备卡阻电动装置输出轴转矩增大) 比较困难,用绳索拉动手柄在这种极限情况下是无法完成手/ 电动切换的,这样会直接影响电动装置手动操作的可靠性。
(2) 低速轴手/ 电动切换机构的电动装置其手轮直接与输出轴连接,因此手动时的手轮力相对大。在产品的实际应用中允许设增力力臂来完成瞬间的手动启闭操作,用链轮操作会显得手动力过大。
(3) 阀门电动装置初期用在给煤机时其手/ 电动切换手柄处是用金属链拉动,但金属链重量过大常使切换手柄无法自动弹回到电动位置,因此将金属链更换为绳索。由于绳索的耐高温与抗老化性能较差所以又是使用故障的隐患。
综上所述,常规型阀门电动装置的手动机构还不能完全适合给煤机。解决这一问题的理想方法是研制出“全自动”手/ 电动切换型式的专用多回转阀门电动装置,使用户无须进行手/ 电动转换就能完成手动操作,同时亦应考虑手动速比与手轮力的合理性问题(在给煤机上为链轮力) 。

全自动电动装置的主传动原理设计
“全自动”切换型式电动装置大多为输出轴90°回转的部分回转产品,最典型的是美国KE2STON 公司产品。而目前应用的“全自动”切换多回转电动装置仅有法国JOUCOMATIC 公司的SR系列产品,其最大输出转矩规格为600N·m[1 ] 。虽然SR 系列电动装置主传动机构与相关零件的制造工艺等要求比较高,但它的结构设计可供参考。

当电动装置电动操作时:电动机驱动电动蜗杆、电动蜗轮,电动蜗轮与NGW行星减速器中心轮为同轴,所以运动可通过中心轮、行星轮传递到内齿轮与输出轴,进而完成开启或关闭的操作。应该注意的是,由于行星架与手动蜗轮为一体,所以手轮蜗轮的自锁使行星架固定,此时的行星轮作用是介轮。
当电动装置需要手动操作时:操作者可直接拉动链轮,此时手动蜗杆将运动传递到手动蜗轮与行星架。由于电动蜗杆与电动蜗轮的自锁使得NGW行星减速器的中心轮固定。行星架的运动通过行星轮传递到内齿轮与输出轴,从而实现不切换完成手动操作。
上述原理设计的关键所在是电动蜗轮副与手动蜗轮副各自运动时另一方的自锁,而蜗轮副与NGW行星减速器的结合使多回转电动装置手/ 电动切换的“全自动”得以实现。此外,NGW行星减速器输入端与输出端的设置及其速比选择也十分重要,它可使电动装置的动力参数更为合理。

发布：上海仪欣阀门有限公司｜返回：阀门知识