用于控制和節(jié)流閥的新型執(zhí)行器介紹

行業(yè)資訊

來(lái)源：上海自動(dòng)化儀表有限公司作者：發(fā)表時(shí)間：2018-09-05 08:44:30【小中大】

石油和天然氣行業(yè)的財(cái)務(wù)限制比以往任何時(shí)候都更快地推動(dòng)了對(duì)可靠產(chǎn)品和專業(yè)服務(wù)的需求。上海自動(dòng)化儀表通過(guò)開(kāi)發(fā)新系列的執(zhí)行器來(lái)應(yīng)對(duì)，這些執(zhí)行器具有各種行業(yè)中控制和阻氣閥驅(qū)動(dòng)所需的功能。

盡管石油和天然氣行業(yè)的項(xiàng)目需求仍然很低，但仍然需要基于快速響應(yīng)時(shí)間的服務(wù)和解決方案。這是促使上海自動(dòng)化儀表開(kāi)發(fā)其新型氣動(dòng)和液壓執(zhí)行器系列的背景- 用于扼流圈和控制應(yīng)用（見(jiàn)圖1和2）。在設(shè)計(jì)這些閥門時(shí)，該公司還考慮了越來(lái)越喜歡本地制造的客戶的反饋，從而可以更密切地監(jiān)控材料質(zhì)量等問(wèn)題。

設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提出了一種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，零件數(shù)量最少的設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)高水平的可靠性。這對(duì)于減少維護(hù)需求并因此在生命周期中節(jié)省成本非常重要。執(zhí)行器的核心是曲線套筒，其中滾子進(jìn)入彎曲的槽中，液壓缸或氣缸的線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為輸出旋轉(zhuǎn)（參見(jiàn)圖3和4）。扭矩曲線的形狀使得能夠產(chǎn)生期望的扭矩特性（參見(jiàn)圖5）。扭矩特性的類型取決于應(yīng)用。

對(duì)于調(diào)節(jié)閥，重要的是具有平穩(wěn)運(yùn)行的致動(dòng)器，其可以通過(guò)線性曲線實(shí)現(xiàn)。因此，半轉(zhuǎn)動(dòng)執(zhí)行器配備有這種類型的曲線。對(duì)于大多數(shù)其他應(yīng)用（例如球閥，蝶閥），高斷開(kāi)和終止扭矩是重要的。因此，建議使用具有陡峭開(kāi)始和結(jié)束的曲線，以獲得更有效的扭矩特性。根據(jù)該原理，四分之一圈模型配備有曲線套筒。扭矩效率對(duì)于保持執(zhí)行器盡可能緊湊至關(guān)重要。對(duì)于需要特殊扭矩曲線的應(yīng)用，曲線套筒也可以定制。

執(zhí)行器采用不同的模塊構(gòu)建，有助于最大限度地提高靈活性。彈簧和氣缸模塊有兩種或三種尺寸可供選擇。需要?dú)飧壮叽绾蛷椈闪Φ淖兓瘉?lái)應(yīng)對(duì)不同的操作壓力。驅(qū)動(dòng)模塊是執(zhí)行器的基座，液壓變型的大部分可與氣動(dòng)模塊互換。液壓執(zhí)行器僅具有一個(gè)加壓密封，從而最小化泄漏機(jī)會(huì)。該桿密封件密封活塞桿，活塞桿放置在缸倒角內(nèi)。維護(hù)非常簡(jiǎn)單，因?yàn)橹恍枰鹣聨Щ钊麠U的頂蓋即可接觸和更換活塞桿密封圈（參見(jiàn)圖6）。

簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)的另一個(gè)例子是在致動(dòng)器內(nèi)沒(méi)有可調(diào)節(jié)的行程限位器。同樣，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)做出了這樣的決定，他們知道這些部件經(jīng)常被證明是由于高（動(dòng)態(tài)）負(fù)載和小的內(nèi)置空間而容易受到攻擊。他們選擇了可選的調(diào)節(jié)法蘭。該法蘭是可選的，因?yàn)椴⒎撬虚y門都需要對(duì)打開(kāi)/關(guān)閉位置進(jìn)行大的調(diào)整。

對(duì)于上自儀扼流圈，只需稍微過(guò)大的閥門安裝孔即可實(shí)現(xiàn)精確定位。通常只有在需要大的超行程和超級(jí)行程（最高+ 5°/ -5°）時(shí)才需要調(diào)整法蘭。但是出于調(diào)節(jié)目的，調(diào)節(jié)法蘭也可以通過(guò)更大的尺寸（最高-20°）進(jìn)行定制。通過(guò)該角度，可以改變控制閥的開(kāi)口，從而調(diào)節(jié)流量。

物料

設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)也非常重視材料選擇，以平衡對(duì)堅(jiān)固的執(zhí)行器的需求，該執(zhí)行器可以承受惡劣的環(huán)境，同時(shí)提供經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。例如，外殼的標(biāo)準(zhǔn)選項(xiàng)是碳鋼，可根據(jù)需要進(jìn)行涂層或涂漆。然而，閥桿接頭 - 閥門接口的關(guān)鍵部件 - 由高級(jí)不銹鋼制成，反映出該部件在海上應(yīng)用中既要堅(jiān)固又耐腐蝕。

加壓密封的特寫(xiě)

同樣，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣缸采用Xylan涂層，可提供極佳的腐蝕和磨損保護(hù)（見(jiàn)圖7）。當(dāng)活塞的O形圈滑向氣缸表面時(shí)，氣缸和O形圈都會(huì)磨損。由于涂層，這些部件的壽命增加并且可能防止介質(zhì)的腐蝕作用。根據(jù)ASTM B-117鹽霧測(cè)試，該涂層體系的耐腐蝕性已被證明是最佳的。在測(cè)試期間，Xylan涂覆的磷酸鋅鋼板經(jīng)受了500小時(shí)的支撐。

選擇Xylan涂層高于其他保護(hù)涂層或處理的另一個(gè)原因是由于聚合物化合物導(dǎo)致的低摩擦系數(shù)。由于低摩擦，活塞能夠在氣缸內(nèi)部移動(dòng)滑桿。結(jié)果是平穩(wěn)的輸出，這對(duì)于調(diào)節(jié)閥的精確定位至關(guān)重要。

特征

團(tuán)隊(duì)整合到最終產(chǎn)品中的其他功能包括：可選的雙位置指示：位置指示對(duì)于執(zhí)行器是必不可少的，以便可視化旋轉(zhuǎn)輸出或生成用于定位的反饋。為此，需要連接位置指示器，限位開(kāi)關(guān)或定位器。用于執(zhí)行器的指示根據(jù)VDI / VDE 3845標(biāo)準(zhǔn)化，位于執(zhí)行器側(cè)面。由于某些應(yīng)用除定位器外還需要單獨(dú)的限位開(kāi)關(guān)，因此還提供可選的雙指示連接（參見(jiàn)圖8）

直接安裝：執(zhí)行器 - 閥門接口可以定制，以便可以直接安裝。大多數(shù)閥門都有ISO 5211連接（例如F10，F(xiàn)12，F(xiàn)16），但也可以安裝特殊的法蘭尺寸。這種靈活性很重要，因?yàn)橹苯影惭b無(wú)需安裝套件，使組裝更快捷，更輕松。裝配時(shí)間短對(duì)石油和天然氣鉆井平臺(tái)至關(guān)重要。只有在安裝執(zhí)行器并且系統(tǒng)已經(jīng)過(guò)測(cè)試后才能進(jìn)行生產(chǎn)。禁止此過(guò)程可以節(jié)省成本。直接安裝的另一個(gè)好處是更緊湊的建筑。最多可以有四個(gè)不同的安裝位置，因此液壓/氣動(dòng)連接或控制面板可以根據(jù)需要定向。

彈簧復(fù)位：執(zhí)行器可作為彈簧復(fù)位或雙作用型號(hào)。第一種變型具有彈簧模塊，內(nèi)部裝有彈簧。選擇的設(shè)計(jì)是彈簧夾在法蘭之間 - 安全地固定在容器中。以這種方式，即使在將容器從致動(dòng)器的其余部分拆卸時(shí)，彈簧也不會(huì)以不受控制的方式釋放。結(jié)果，防止了維護(hù)期間的不安全情況。在操作期間，上凸緣在彈簧行程結(jié)束時(shí)通過(guò)氣缸內(nèi)部的邊緣（端部止擋）停止。下法蘭通過(guò)彈簧環(huán)安全固定，無(wú)法拆卸。

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