1 概述
   閥門電氣裝置(以下簡稱電氣裝置，下同)是由專用電機(jī)、蝸輪蝸桿、行程和扭矩檢測機(jī)構(gòu)和控制部件組成的驅(qū)動(dòng)閥門開關(guān)的專用傳動(dòng)裝置。該裝置啟動(dòng)扭矩大，閥門行程控制準(zhǔn)確，廣泛應(yīng)用于石油、化工、水電、冶金、造船、輕工、食品等行業(yè)的閥門。不同的行業(yè)和工況對閥門電氣裝置有不同的要求。
   2 分類
   中國常用的閥門電氣設(shè)備由中國進(jìn)口、引進(jìn)技術(shù)或合資企業(yè)、國內(nèi)外電氣設(shè)備制造商設(shè)立的獨(dú)資和裝配廠生產(chǎn)。閥門電氣設(shè)備一般按結(jié)構(gòu)類型、工作模式、旋轉(zhuǎn)模式和工作環(huán)境進(jìn)行分類。
   2.1 結(jié)構(gòu)類型
   電氣裝置的結(jié)構(gòu)類型可分為一體式和分體式。集成電氣裝置是指所有控制電氣裝置運(yùn)行的控制裝置都安裝在電氣裝置內(nèi)，與電氣裝置集成。集成電氣裝置分為普通型和智能型。國內(nèi)電氣設(shè)備制造商可以生產(chǎn)和制造。分體式電氣裝置是指所有控制電氣裝置運(yùn)行的控制裝置都安裝在另一個(gè)電氣控制柜中。國內(nèi)制造商可以提供分體式電氣裝置。進(jìn)口電氣裝置除外ROTOCK、AUMA、EMG除分體式外，其余只提供一體式電裝。
   2.2 工作方式
   電氣裝置的工作模式分為開關(guān)型和調(diào)節(jié)型。開關(guān)型主要是指電氣裝置的電機(jī)啟動(dòng)次數(shù)<600次/min。開關(guān)電裝只適用于一次性打開或關(guān)閉閥門。調(diào)節(jié)型主要是指電裝換向頻繁，電機(jī)啟動(dòng)次數(shù)一般達(dá)到1200次/min。調(diào)節(jié)電裝能接受4~20mA模擬信號和反饋閥位4~20mA模擬信號，滿足閉環(huán)控制的需要。
   2.3 回轉(zhuǎn)方式
   電氣裝置的旋轉(zhuǎn)模式分為多回轉(zhuǎn)和部分回轉(zhuǎn)。多回轉(zhuǎn)主要是指電氣裝置在打開或關(guān)閉閥門之前旋轉(zhuǎn)多圈。這類電氣裝置和閥門之間應(yīng)有二次傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。部分轉(zhuǎn)換主要是指電氣裝置旋轉(zhuǎn)90°閥門可以打開或關(guān)閉。這種電氣裝置直接與閥門連接。
   2.4 工作環(huán)境
   電裝的工作環(huán)境分為隔爆型和普通型。隔爆型是指在易燃易爆的環(huán)境中，要求電裝具有防爆功能。普通型是指除易燃易爆環(huán)境以外的任何環(huán)境中。
   3 性能特點(diǎn)
   國內(nèi)外部分電裝的性能特點(diǎn)見表1。

表1 部分電裝的性能特點(diǎn)

   4 選型
   所選電裝必須滿足工況、閥門開關(guān)扭矩、時(shí)間(速度)和控制要求。
   4.1 環(huán)境溫度
   電氣裝置的電機(jī)關(guān)閉在電氣裝置內(nèi)，散熱性能差。如果電氣裝置超過適應(yīng)的環(huán)境溫度范圍，將直接影響電氣裝置的絕緣性能、輸出扭矩和使用壽命。因此，在高溫環(huán)境下，必須注意電氣裝置的適用溫度范圍。
   4.2 防護(hù)等級
   電裝的防護(hù)等級是衡量其防護(hù)灰塵和水的程度IP 兩位數(shù)表示(表2)，第一位數(shù)表示防塵等級，第二位數(shù)表示防水等級。室內(nèi)一般環(huán)境選擇IP54或IP55選擇戶外一般環(huán)境IP55或IP65.如果工況下灰塵較大，粉塵顆粒較小，可能會(huì)從各個(gè)方向淋水，應(yīng)選擇保護(hù)等級較高的IP65或IP67.如果電氣裝置可能被水浸泡，應(yīng)選擇更高的保護(hù)等級IP67或IP68。IP68防護(hù)等級是指水下3m處，能浸沒72h不進(jìn)水。

表2 電機(jī)防護(hù)等級代碼的含義

   4.3 控制形式
   控制形式主要是指電氣裝置是集成的還是分裂的。根據(jù)近年來一些工程對電氣設(shè)備的使用，一般采用智能集成。智能電氣設(shè)備具有液晶面板顯示設(shè)置功能（無蓋調(diào)試）、電子位置傳感器、扭矩傳感器、閥位反饋（4）~20mA模擬信號)、自動(dòng)相序校正、瞬時(shí)反轉(zhuǎn)保護(hù)、封鎖保護(hù)、數(shù)據(jù)記錄、自動(dòng)診斷和支持現(xiàn)場總線通信(可選)等功能。
   不同工況對電裝的控制形式要求也不一樣。從價(jià)格方面考慮，在常規(guī)工況或?qū)﹄娧b要求不高的場合，一般不選用智能一體式電裝。在高溫或高寒工況，因一體式電裝內(nèi)部的控制電路板的性能受溫度的影響較大，一般也不選用智能一體式。
   4.4 力矩
   電動(dòng)裝置扭矩是重要參數(shù)之一。在選擇之前，必須計(jì)算閥門開關(guān)過程中所需的最大扭矩，然后計(jì)算所需電動(dòng)裝置的輸出扭矩。閥門電氣裝置的扭矩選擇以電氣裝置制造商提供的額定輸出扭矩為準(zhǔn)。在計(jì)算和審查閥門的扭矩時(shí)，扭矩的余量不應(yīng)過大。由于電氣裝置具有扭矩保護(hù)功能，如果閥門的開關(guān)扭矩余量過大，則選擇的電氣裝置的輸出扭矩較大。當(dāng)閥門在開關(guān)過程中遇到堵塞時(shí)，在電氣裝置的扭矩保護(hù)開關(guān)移動(dòng)之前，可能會(huì)損壞閥門的部分。
   4.5 轉(zhuǎn)速
   電氣裝置的輸出速度影響閥門的開關(guān)時(shí)間。部分工作條件規(guī)定了閥門開關(guān)時(shí)間，必須根據(jù)要求選擇電氣裝置的輸出速度。部分工作條件不要求閥門開關(guān)時(shí)間，但電氣裝置電機(jī)工作時(shí)間短，連續(xù)運(yùn)行時(shí)間不超過10min，有的不超過15min。因此，即使工作條件不需要時(shí)間，閥門開關(guān)時(shí)間也不得超過電氣裝置連續(xù)運(yùn)行的最長時(shí)間要求。電氣裝置的輸出速度與輸出扭矩有關(guān)機(jī)功率相同，輸出速度越快，輸出扭矩越小。因此，在選擇電氣裝置時(shí)，扭矩必須與速度相匹配。
   4.6 控制要求
   控制要求是用戶監(jiān)控系統(tǒng)對閥門電氣裝置的要求，如電氣裝置是調(diào)節(jié)型還是開關(guān)型。一般來說，調(diào)節(jié)電氣裝置的電機(jī)可以頻繁啟動(dòng)1200次/次h，可接受和反饋4~20mA模擬信號，閉環(huán)控制，自動(dòng)調(diào)整閥門的開度，以滿足工作條件的要求。開關(guān)電氣裝置僅控制閥門開關(guān)，電機(jī)不能頻繁啟動(dòng)，電機(jī)連續(xù)工作時(shí)間一般為10min，有的為15min。此外，還有其他要求，如閥門狀態(tài)(全開、全關(guān)接點(diǎn)數(shù)量、類型、容量等)。)以及電氣裝置的控制模式。
   5 結(jié)語
   為保證閥門驅(qū)動(dòng)裝置的可靠性和耐久性，應(yīng)根據(jù)安裝位置、使用要求、壓力、口徑、性價(jià)比和保護(hù)等級進(jìn)行選擇。
   參考文獻(xiàn)
   1 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，第三版1M2.北京：2002年化工出版社.