在工业控制系统中,阀门负责流体的通断与流量调节,电动执行器则赋予其自动化操作能力。两者的科学组合,是实现精准控制、提升生产效率的关键。
核心组件:阀门的多样功能与类型
阀门作为管道系统的 “开关”,依据结构和用途可分为四大类:
蝶 阀
通过圆盘形蝶板旋转控制流量,90° 启闭动作快速,适合大口径管道的截断与调节。对夹式蝶阀安装便捷,常用于污水处理厂的污泥输送管道;金属密封蝶阀耐温达 400℃,可适配高温蒸汽系统。
图:蝶阀的运行原理示意(左)、蝶阀(右)
球 阀
球体旋转实现通断,流阻小且密封可靠。锻钢球阀耐压可达 1500LB,在石油管道高压工况中表现稳定;衬氟球阀耐强酸腐蚀,是光伏多晶硅生产的核心控制元件。
图:球阀的运行原理示意(左)、球阀(右)
截 止 阀
阀瓣上下移动调节流量,节流精度高。直流式截止阀压力损失小,常用于锅炉给水系统;柱塞式截止阀密封性能优异,适配医药行业无菌管道。
图:截止阀的运行原理示意(左)、截止阀(右)
闸 阀
闸板升降控制通断,全开时无流阻。楔式闸阀密封紧密,适合市政自来水主干管;平行式闸阀结构简单,多用于低压循环水系统。
图:闸阀的运行原理示意(左)、闸阀(右)
动力核心:电动执行器的分类与特性
电动执行器将电能转化为机械动力,按运动方式分为三类:
直行程执行器
推杆直线运动,推力可达 50kN,与调节阀组合时控制精度达 ±0.5%,广泛应用于化工反应釜的进料调节。
图:精小型直行程执行器(左)、直行程执行器(右)
角行程执行器
输出 90° 旋转力矩,响应速度快至 0.5 秒,搭配蝶阀、球阀可实现快速切断,在天然气管道紧急关停系统中不能缺少。
图:直连式角行程执行器(左)、底座曲臂角行程执行器(右)
多回转执行器
输出多圈旋转动力,扭矩达 10000N・m,适配大口径闸阀,能满足水利工程中闸门的缓慢启闭需求。
图:推力型多回转执行器(左)、转矩型多回转执行器(右)
黄金组合:典型应用场景与优势
【高温高压组合】
合金球阀搭配电动执行器,在炼油厂制氢装置中耐受 300℃高温和 15MPa 压力,远程控制响应时间≤1 秒,年运行稳定性达 99.8%。
【精密调节组合】
电动对夹蝶阀与智能角行程执行器配合,在制药配液系统中实现微升级流量控制,确保药液浓度差值≤0.1%。
【防爆安全组合】
氢能管道采用隔爆型电动执行器 + 超高压球阀,防爆等级达 Ex dⅡCT4,可在 0.3 秒内完成紧急切断,杜绝泄漏风险。
选型关键:匹配原则与注意事项
选型时需兼顾介质特性与工况参数。
→ 腐蚀性介质优先选择衬里阀门 + 防腐型执行器;
→ 高压系统需计算扭矩匹配,确保执行器输出力矩留有 1.5 倍安全余量;
→ 频繁调节工况应选用带伺服放大器的智能执行器,延长使用寿命。
从市政供水到核电工程,阀门与电动执行器的组合始终是工业自动化的 “神经末梢”。合理选型与适配,能为生产系统注入精准高效的控制动力。
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