阀门电动执行机构和气动执行机构是两种常见的执行机构类型,它们各自具有独特的特点和适用场景。以下是对这两种执行机构的详细比较:
一、驱动能源与获取难易程度
电动执行机构
驱动源是电源,无论是三相电源还是单相电源,在工业现场都很方便获取。
电源电压在一定范围内波动时(一般波动范围在额定电压的±10%),电机可以正常工作。
气动执行机构
驱动源是气源,需要专门配套气源站、铺设管线,施工较为繁琐,可能增加预算。
气源不能含油、含水、含杂质,以确保气动执行机构的正常运行。
二、应用范围与动作方式
电动执行机构
配置灵活,动作方式有直行程、角行程、多回转,可以用于控制所有类型的阀门。
可实现大力矩角行程阀门控制,且组合灵活,体积相对较小,容易实现。
气动执行机构
通常只有直行程和角行程两种类型,通常用于控制直行程调节阀、蝶阀、球阀等,但一般情况无法控制闸阀、截止阀等阀门。
也可实现一定扭矩,但体积可能会非常庞大,不便于安装使用。
三、防爆场合与安全性
电动执行机构
电机、控制单元等电子电器元件在故障状态时有可能产生电火花,需要进行特殊的隔爆处理才能用于易燃易爆的场合。
气动执行机构
驱动能源是气源(空气或者惰性气体),不存在高压强原件,不易产生电火花,安全性能高。
整体结构简单,可动部件少,对震动不敏感。
四、运行速度与控制精度
电动执行机构
通过不同类型的齿轮箱减速后,不同型号产品具有快慢不等的输出速度,运行速度一般不可调。
抗偏离能力好,输出的推力或力矩稳定,可以很好的克服介质的不平衡力,达到对工艺参数的准确控制。
气动执行机构
通过气源信号根据使用需求调节运行速度的快慢,并且可以达到较快的运行速度。
因为气源的可压缩性和要克服阀门填料、阀杆、工艺介质的摩力,可能导致阀位的阶跃变化,影响执行器的定位精度。在气源稳定的情况下,国内智能阀门定位器控制精度可达1%,而一些进口定位器精度可实现0.1%。
五、过载能力及寿命与保护功能
电动执行机构
电机超出使用条件的频繁动作或过载时,容易发热,导致产品热保护并中途停机,长期大负荷也会加大传动齿轮的磨损。
在断电、断信号等故障情况下,可通过自身的机械自锁实现保位。
气动执行机构
适应频繁满负载动作,运行寿命长。
因为气源的可压缩性,在断电、断气、断信号等故障情况下,很难实现保位,必须加配带有保位功能的定位器。
六、故障安全与复位功能
电动执行机构
在失去电源的情况下,如果实现阀门的关闭和打开,需要选择电容复位或弹簧复位型产品。
气动执行机构
在失去电源的情况下,可以实现弹簧复位功能,比电动更容易实现。
综上所述,阀门电动执行机构和气动执行机构各有优缺点,选择哪种执行机构取决于具体的应用场景和需求。在选型时,需要综合考虑驱动能源的获取难易程度、应用范围、防爆场合与安全性、运行速度与控制精度、过载能力及寿命与保护功能以及故障安全与复位功能等因素。