阀门电动装置1

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5、转矩限制机构
电动装置在操作过程中，当操作转矩达到规定值时，转矩限 制机构动作，使电动装置停止。它主要用于强制密封式阀门 ，以准确控制阀门的关闭位置。在开启方向有特殊要求的， 也可使用转矩限制机构定位。转矩限制机构还可以在电动装 置出现过转矩故障时，起一定的保护作用。但是有的人将转 矩限制机构称为力矩保护装置，使他只起过转矩保护作用， 这样做破坏了电动装置的正常工作条件，反而会造成事故。 对强密门行程控制机构是代替不了转矩限制机构的，因为阀 门的行程和操作转矩之间没有任何必然联系。 在电动阀门操作过程中发现行程开关失灵或者由于阀门 故障造成的过转矩时，转矩限制机构也会动作，以保护电动 装置和阀门。
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1、主传动机构
由于电动装置的原动力电动机转速较高，每分钟几百至几千转。 而电动装置输出轴的转速比较低，每分钟十几至几十转，因此 在二者之间就需要通过减速器，即为电动装置的主传动机构。 主传动机构与一般通用机械的减速器大同小异，也包括箱体与内 部传动的部件两大部分，通常采用的部件有：圆柱齿轮、蜗杆 蜗轮、行星齿轮、摆线齿轮、滚珠丝杆等传动方式。 目前我厂采用的传动方式为：一级圆柱齿轮传动加一级蜗杆 蜗轮传动。 一、圆柱齿轮传动 采用圆柱齿轮传动主要是由电动机转速和结构所决定的。由于装 置的输入与输出速比差较大，再则装置采用的电动机输出轴比较 短，只有通过一级圆柱齿轮传动，才能传动下级减速机构。
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③电动机的自身热保护 电动机的过载保护，即利用热继电器动作切断电源。但是这 种方法会受到环境条件的影响，如环境温度、安装位置、和 动作次数等。而且对于阀门专用电动机所特有的过载形式， 工作频率超过允许值时造成的过载是完全不能起保护作用的 。因为其是按照短时工作制设计的。 比较有效的方法是在电机绕组中埋入温度继电器，一般埋在 电机温升最有代表性的绕组端部，当绕组温度达到整定值时 断开电源，起到保护作用。 因为绝缘等级决定了，电机的绝缘允许温升也就决定了，温 度继电器在使用过程中不受环境条件的影响。如温度、安装 位置等.
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目
一、电动阀门 二、阀门电动装置的结构 三、阀门电动装置的控制电路 四、阀门电动装置的应用
录
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一、电动阀门
1、阀门对电动装置的要求 ①应具有使阀门可靠工作的转矩 电动装置的最大输出转矩应与配用阀门所需的最大操 作转矩相适应，这样才能保证阀门操作可靠。电动装置的 输出转矩如果低于阀门的最大操作转矩时，则会出现阀门 拒动故障。若高于时，不仅会造成材料和电力浪费，还可 能损坏阀门的零部件。因此，在阀门配用电动装置时，应 使其最大输出转矩有适当的裕量，以保证在任何情况下都 能可靠地操作阀门，而又不会损坏阀门的零部件。，电动 装置的最大转矩选在正常运行条件下阀门所需最大操作转 矩的1.5倍左右为宜。 ②应能保证开阀和关阀具有不同的操作转矩
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结构图标注说明： 1-手轮 2-离合器复位弹簧 3-手动电动离合器 4-拨叉 5-直立杆 6-箱体 7-接盘（与阀门相连） 8-行程主动轮 9-行程控制机构 10-电机 11-蜗杆 12-涡轮 13-键 14-输出套筒 15-手柄 16-关向转矩 弹簧 17-开向转矩弹簧 18-转矩弹簧调整螺母 19-轴承 20-轴肩 21-转矩限制机构 22-环形齿条 23-转矩齿轮 24-电动控制箱 25-轴承 26-花键 27-圆柱齿轮
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①计数进位齿轮传动的行程控制机构 由于我厂均为此形式的行程控制机构，现将工作原理介绍如 下。 6 5 4 3 2 1 主动轮13由电动装置 输出轴通过变速带动。 7 个位齿轮1、十位齿轮 8 2和百位齿轮3下方为 20个上方为2个圆柱齿 9 的齿轮。过桥齿轮8~10 10 为8个齿的齿轮。个位 11 齿1与调整轴4是紧配合 12 ，2、3与4是动配合， 13 8与11是紧配合，
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①齿条齿轮结构 此结构是在蜗杆轴上车有环形齿条，再用 一个圆柱齿轮与之啮合，原理如图： 1-齿条（蜗杆轴）2-圆柱齿轮 3-键 4-心轴 蜗杆受力窜动，通过齿条带动圆柱齿轮 做圆周运动。这样就把蜗杆的窜动（直线运动） 齿条齿轮结构原理 引出，变为心轴的角位移。 1 2 3 4 5 转矩开关的动作原理 6 上下图的心轴为同一个，拨快4固定 8 在心轴8上，所以心轴的角位移变成 7 了拨快4的角位移。4去拨动微调凸 9 轮3，通过杠杆6使微动开关9动作 ，去切断电源，并发出响应信号。
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3、电动机
电动门使用电动机作为原动机，通常采用专门设计的三相异 步电动机。按照短时工作制设计，没有散热设备，具有较软 的机械特性。 ①工作特点: 因为开门与关门时需要输出最大转矩，电动机加负载后转速 降低，转矩也下降，无法带负载稳定工作，所以，应使电动 机空载启动，转速达到额定值后再带负载。 应用中在输出端留有一定的空行程，约在120度角左右的空 行程。，就可以保证电动机在轻载下启动，转速达到额定转 速后带负载。既可以保证电动机工作点始终处于稳定工作区 ，又可以积蓄能量，去锤击输出轴，以提高电动装置开启阀 门时的操作转矩。
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对绝大多数阀门来说，阀门关严后再次开启所需的操 作转矩比关严阀门的操作转矩要大50%以上，才能保证可靠 地开启关严的阀门。 ③能提供关阀时所需要的密封力 对于电动装置来说，就要求关阀时能在很小的角行程中输出 较大的转矩，并且能严格控制这个转矩值的大小在规定范围 内。就是电动装置应具有准确的按输出转矩值停止工作的能 力。 ④应能保证阀门操作时要求的行程 对于电动装置，就要求它在阀门的操作过程中能够准确地停 止在任何规定的位置。 ⑤应具有合适的操作速度 一般情况下要求阀门的动作速度快些为好，但是速度提高后
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②电动机的转动惯量 对于强制密封阀门，在关闭时要求把操作转矩控制在规定值 。如果电动机在断电后不能及时停运，就会使操作转矩迅速 上升。使再次开阀时不能顺利开启。严重会损坏阀门。因此 ，要求转动惯量尽可能低，这对于缩短启动时间，保证锤击 效应也是重要的，因为锤击效应要求有足够高的速度，这样 其动能也大。 降低电动机转动惯量的主要措施有： 采用压力鼠龙转子，缩小转子的直径，加大转子的轴向长度 等。 也有采用电磁制动器的，但是制动器总是有时延的，效果不 理想。根本的方法还是从结构上考虑减少转动惯量。
自动装置
直线运动的阀瓣
旋转运动的阀瓣
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二、阀门电动装置的结构
电动装置按功能划分主要有下列部件; ①主传动机构---减速器部分。 ②电动机。 ③行程控制机构。 1 ④转矩限制机构。 ⑤手动电动切换机构。 ⑥开度指示器。 ⑦手轮。 ⑧落地式安装机架。
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由于阀门开启和关闭的时间过短又会在管道内产生水击，此 外，速度的提高也会使电动装置的动力消耗增加，由此可见 ，阀门的操作速度应当选择适当。 ⑥应能适应阀门的总转圈数 要求它能适应各种不同阀门的总转圈数。 ⑦应具有手动操作的机构 在配用了阀门电动装置之后，为了保证阀门操作的可靠性， 在电动装置故障时应有后备的操作手段，同时，在调整电动 装置时，也是需要有人工操作手段的。 ⑧应能适应生产过程的环境条件 因为它是用来和阀门配套工作以代替人工去操作阀门的，所 以它也应能承受阀门工作的所有恶劣环境。 ⑨应能脱离阀门安装
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2、箱体
电动装置的箱体操作间隔较长，因此，长期搁置是电动装置 运行中的一个特点，所以对箱体的密封性要求就更高。 箱体的密封性包括两个方面：一是箱体内部的润滑油不得外 泄。二是外部的异物不得进入箱体内。 由于电动装置的部分机构需要调整，而其他部分没有调整工 作量。因此，箱体结构均做成积木式，就是需要调整的与不 需要调整的部分分开，使它们各自成为一个独立体，当将它 们结合在一起时，又是一个完整体。
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4、行程控制机构
在电动装置操作阀门时，利用行程控制机构，就可以准确控 制阀门的开启和关闭位置。对于非强制密封阀门，可以利用 行程控制机构来定位。对于强制密封阀门，开启位置可利用 行程控制机构定位，关闭位置则必须使用转矩限制机构来定 位。因为只有操作转矩达到规定值，才能保证阀门的严密性 。若用行程机构控制阀门关闭，其结果必然是定值低关不严 ，定值高又易损坏阀门，因强制密封式阀门关闭位置的行程 和操作转矩之间，并不存在严格的对应关系，它们之间的关 系是会随环境条件而改变的，这一点在使用行程机构时必须 注意。 行程控制机构除了控制装置的起停位置外，还可以用来提供 阀门的开关量信号，给运行人员和自动装置使用。
阀门电动装置
制作：孙逊
2008年12月3日
前
言
电动阀门是由阀门电动装置和阀门本体共同组成的， 阀门电动装置既是电动阀门的部件，又是工业自动化系统 中的一个相当重要的基础装置。由于我厂的热力系统中， 应用的电动阀门数量较多、型号较杂。不同制造厂的产品， 不仅指标不同，它们的技术特性也不完全一致。给检修、 维护工作带来了诸多不利因素。 要使阀门电动装置能在生产过程中很好地发挥作用， 结合阀门电动装置本身的技术特性，准确地调整、细致地 维护、精心地检修。是电气检修人员应当具备的基本功。 为了夯实基础，加强基本功训练。结合工作经验。介 绍了工作原理、结构、调整方法、注意事项，不周之处， 请给予及时指正。
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9、10与11是动配合。行程机构工作时，13带动1旋转，当1 旋转一周，即主动齿13走过20个齿时，个位齿轮1上部的两 个齿带动过桥齿轮10走两个齿，而过桥齿轮10同时带动十 位齿轮2走两个齿，当个位齿轮旋转十周，即主动齿轮13走 过200个齿时，它将带动过桥齿轮10走2.5圈，即20个齿。这 时过桥齿轮10已带动十位齿轮旋转了一周。而十位齿轮2又 带动过桥齿轮9走两个齿，9又带动百位齿轮走过两个齿，同 理当个位齿轮1在主动齿轮13带动下旋转100圈时，十位齿轮 将旋转十圈，而卑微齿轮3旋转1圈，3上部的两个圆柱齿将 带动8走过两个齿，即旋转了90度角。因为8与11是紧配合， 所以8将带动11上的触块5旋转90度角，去触动微动开关6。 三层计数进位齿轮传动的行程机构的最大行程，为主动 齿轮走2000个齿，最小调整量是一个齿，即1/2000。
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为了迅速处理事故，使值班人员在需要时可以很快地到达并 进行操作。因为生产流程的事故处理必须有最可靠的后备手 段。
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2、电动阀门的组成 典型结构框图
电源 控制盘
控制电路 自动装置
电动机 行程控制机构 主传动机构 转矩限制机构 转矩推力转换 二次减速器 阀位测量机构 手-电动切换机构 手轮
转矩开关动作原理 2013-11-17 龙凤热电厂电气分厂
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圆柱齿轮传动的优点： ①紧凑，中小功率的装置中比其他传动在布置上更为紧凑。 ②效率高，圆柱齿轮咬合中的损耗不超过1%。 ③耐用，长期使用不会发生显著磨损。 这些特点也是广泛采用圆柱齿轮传动的原因，为改善咬合， 减少传动中产生的噪声和提高机械强度。常采用斜齿、人字 齿等。 二、蜗杆蜗轮传动 优点：结构紧凑、传动平稳无噪声、速比高、实现电动装置 的转矩控制较为简便。 缺点：效率低。