阀门知识

拥有专业的阀门知识

阀门知识

进口气动与电动球阀:您应该使用哪个?

作者: 美国MILLER米勒阀门中国运营中心 时间:2022-09-07 15:14:49 阅读:30

进口气动与电动球阀:您应该使用哪个?

气动执行器与电动执行器——哪个最适合您的应用?一般来说,气动球阀的作用与电动球阀相同:控制介质的流动。

一、关于球阀的注意事项

如果您不熟悉球阀的工作原理,那很简单。球阀是一种四分之一转阀,它使用一个带有一个孔的球来控制介质的流动。该孔被称为端口或孔口,当打开时,它与阀体对齐以允许流动。球包含在一个主体内,并使用一个连接到输出轴的杆 - 在这种情况下,是气动或电动执行器。从关闭位置,逆时针旋转 90° 打开,顺时针旋转 90° 关闭。

什么是气动执行器?

气动执行器依靠压缩空气或气体作为主要动力源。这些执行器不需要电机,但与通常称为先导阀的集成电磁阀配对时需要电力。

利用供气口也可以实现远程驾驶。电磁(先导)阀接收电信号,该信号为其线圈通电并允许空气流入或流出气动执行器,随后打开/关闭球阀。

有两种类型的气动执行器可供选择:双作用和弹簧复位。两者都采用齿轮齿条设计,该设计以其可靠性和耐用性而闻名。

  • 双作用气动球阀
    双作用使用空气在两个方向上移动内部活塞(齿条),从而使执行机构小齿轮旋转 90°。小齿轮与球阀杆相连,并在其旋转时打开或关闭球阀。双作用执行器将在断电时返回正常位置,并可配置为常开或常闭。如果空气供应中断,双作用执行器将保持在当前位置。

  • 弹簧复位气动球阀
    弹簧复位使用空气使内部活塞朝一个方向移动,弹簧朝另一个方向移动。这些执行器通常以空气打开、弹簧关闭操作的形式提供,但也可以作为空气关闭、弹簧打开。机械弹簧易受弹簧疲劳的影响,使双作用成为高循环应用的更好选择。在电源故障或空气供应中断的情况下,弹簧复位执行器将无法回到正常位置。

  • 双作用带故障保护
    Gemini 阀现在提供业界首个带故障保护功能的双作用气动执行器。这将双作用执行器的耐用性与通常仅由弹簧复位型号提供的故障保护相结合。执行器以双作用配置运行,直到失去动力或气压,弹簧自动接合以将阀门返回到正常位置。

 

气动执行器的优缺点
优点缺点
  • 低成本

  • 高耐久性

  • 快速循环时间

  • 弹簧复位故障保护可用

  • 耐过热和潮湿

  • 与行业标准电动执行器相比,双作用型号最多可小 70%

  • 更高的运营成本

  • 需要压缩空气

  • 快速循环时间

什么是电动执行器?

电动执行器(有时称为电动或旋转球阀)由电机和齿轮系提供动力。这些是球阀自动化最受欢迎的选择。如果没有可用于驱动气动装置的空气供应,则使用电动执行器。

最常见的电机采用 120AC、24DC 和 12DC 电压供电。电机在通电时与齿轮系啮合,该齿轮系产生使球阀循环所需的扭矩。

在 Gemini Valve 的电动球阀的情况下,该扭矩使连接到球阀阀杆的轴旋转。外部 SPDT(单刀双掷)开关或设备与电动球阀一起使用,以控制打开或关闭的位置。

对于 Gemini 600 型,从处于关闭位置的球阀开始并向内部执行器接线板上的“端子 2”通电,执行器轴旋转 90°,此时内部凸轮开关关闭电机。球阀现在处于打开位置。使用外部 SPDT 开关,然后将电源施加到“端子 3”,使执行器轴旋转 90°,此时另一个内部凸轮开关关闭电机。球阀现在处于关闭位置。此循环过程大约需要 6 秒。Gemini 的电动执行器还具有折叠式手动操作手柄,可在断电时操作阀门。

 

电动执行器的优缺点
优点缺点
  • 运行不需要压缩空气

  • 低运营成本

  • 最小的噪音

  • 灵活的运动控制 

  • 比气动驱动更慢的循环时间

  • 故障安全选项未广泛使用

  • 一般成本较高

  • 比气动驱动更慢的循环时间

差异:电动与气动执行器

能量源

电动执行器与气动执行器的最大区别在于其运行的驱动力。 

气动执行器需要 60 至 125 PSI 的气源。电磁(先导)阀由交流或直流电压控制。

当没有空气供应时,使用电动执行器。

元件尺寸

与电动执行器相比,双作用气动执行器的尺寸减小了 70%。

进口电动执行器

左:电动执行器;中:气动双作用执行器;右:气动弹簧复位。所示尺寸以英寸为单位。

速度

要打开或关闭阀门,气动执行器需要 1⁄2 秒到 1 整秒,具体取决于型号。Gemini 的电动执行器大约需要 6 秒,而其他制造商可能需要 25 秒或更长时间。

温度

气动执行器适用于各种环境温度,额定工作温度介于 -20°F 和 350°F 之间。电动执行器在高温应用中可能存在过热风险,通常额定温度在 40°F 到 150°F 之间。但是,温度限制将根据产品和公司对其产品评级的指南而有所不同。 

耐用性和寿命

在规格范围内使用时,高质量的齿轮齿条式气动执行器可以循环开启或关闭多达 1,000,000 次 +/- 次。电动执行器的循环次数为 250,000 +/-,但取决于应用。

NEMA 评级

美国国家电气制造商协会 (NEMA) 制定了在特定环境中使用执行器的指南,例如危险区域或受水和碎屑影响的位置。 

气动执行器是防爆的,但在与嵌入式安装电磁阀配对时必须小心。电动执行器的设计符合以下最常见的NEMA 等级:

  • NEMA 4:防水,适合室内或室外使用。该等级设定了对污垢、水和冰的防护等级。 

  • NEMA 4X:与 NEMA 4 类似,具有额外的防腐蚀保护等级。

  • NEMA 6:潜水式,设计取决于指定的条件和时间。  

  • NEMA 7:专为室内应用和某些危险环境而设计。能够承受内部爆炸的压力。

弹簧返回

阀门执行器的安全功能是弹簧复位或故障保护选项。在电源或信号故障的情况下,弹簧复位将阀门设置到操作员确定的“安全”位置。 

弹簧复位故障安全选项广泛用于气动执行器。然而,这个特性并不像电动执行器那样容易实现。 

成本

气动球阀的采购价格一般比电动球阀低。在规格范围内使用时,它们具有更长的使用寿命,并且可以根据您的应用提供最佳的整体价值。

 


气动执行器电动执行器
能量源
  • 60 至 125 PSI 的空气供应 

  • 由交流或直流电压控制的电磁阀

  • 电压 120AC / 24DC / 12DC

常见组件尺寸
  • 2.66” x 3.41” x 3.63”(双作用)

  • 2.86” x 8.11” x 3.63”(弹簧复位)

  • 7.70” x 6.45” x 4.75” 

开/关速度
  • 1⁄2 秒至 1 秒

  • 6 秒

温度范围
  • -20° 至 350° F

  • -40° 至 150° F

寿命/周期
  • 1,000,000 +/- 在规格范围内使用时

  • 250,000 +/- 取决于应用程序

弹簧复位选项
  • 货源充足

  • 未广泛使用

行业示例
  • 石油和天然气

  • 汽车

  • 制药

  • 食品与饮料

  • 电源处理

  • 化学外加剂和处理

  • 餐饮服务设备

  • 灌溉

  • 洗车系统

  • 水处理设备

  • 制造设施

如何选择合适的执行器

气动执行器

如果您的设施可以使用压缩空气,您可以探索以下气动执行器: 

  • 双作用气动驱动球阀

这些适用于需要断电故障保护和紧凑型设计的低周期到高周期应用。

  • 弹簧复位气动球阀

此选项专为在发生压缩空气或断电时需要故障保护的中等循环应用而设计。

  • 双作用气动球阀(带故障保护)

将这些执行器用于在压缩空气或断电时需要故障保护的高循环应用。

电动执行器

如果您的设施或 OEM 设备无法使用加压空气,气动执行器将不是一个选择。电动执行器在需要较慢循环时间的应用中也很受欢迎。气动执行器提供的快速 ½ 秒循环时间在高流量应用中可能是不利的,因为在循环阀门时介质突然停止会导致水(或其他液体介质)锤击。