電動蝶閥dn100符號
氣動蝶閥在使用中閥門關閉死
概述 氣動式密封蝶閥因其執(zhí)行器結構簡單、耐用,量小且推力大、速度快,易于控制,其蝶閥體積小、密封性能好、起動力矩小等特點而廣泛應用在空分設備換熱器切換和水處理過濾器反洗控制中。氣動蝶閥一般采用單電控或雙電控二位四通電 磁閥控制,而電磁閥接受可編程序控制器或手動遙控,當改變時,其氣動輸出改變,從而使氣缸受力方向改變,帶動氣動蝶閥開啟或閉合。圖1是
控制原理圖。 圖1 氣動蝶閥控制原理圖 可編程序控制器(或遙控按鈕、旋鈕)、電傳輸線路、電磁閥、氣源、氣傳輸管路、氣動執(zhí)行器、蝶閥本身都可能引起蝶閥打不開或關不上的故障。從使用中發(fā)現(xiàn),PLC故障率很低,線路管路的故障易于判斷和發(fā)現(xiàn)。 本文以某空分換熱器切換應用的氣動蝶閥為例,對較難查找的電磁閥和蝶閥的故障原因進行
分析。
2 電磁閥原理和故障原因 圖2 二位四通電磁閥原理圖 這是種單電控二位四通電磁閥,見圖2。它是由一個二位三通電磁先導閥和一個二位四通氣控滑閥 組成。這種結構不會因滑閥卡住過載而燒毀線圈,消耗功率小。氣源壓力經(jīng)可調(diào)節(jié)流一路常接到氣室2,而另一路經(jīng)先導閥控制,接到氣室1。當先導閥線圈失電時,先導閥1～2相通,3路切斷。氣源壓力分別作用到滑閥組和控制上。由于滑閥較控制有效面積大,則產(chǎn)生向左的推力。即: Fz=P?(Sh-Sk) 式中:FZ——向左推力; P——氣源壓力,正常時為0.5MPa;Sh——滑閥有效面積; Sh= P4 ?D2 h;Dh——滑閥直徑為0.025m;則Sh=0.00049m2 。SK——控制有效面積;SK= P 4 ?D2K;DK——控制直徑,為0.016m;則SK=0.0002m2。 ? 29? 2000年第4期 總第80期 冶金動力METALLURGICALPOWER
可得FZ=145N。 從而使滑閥向左運動,于是氣源與B相通,B口有輸出,而輸出口A與R相通,放空。當線圈得電時,先導閥1～2路切斷,而2～3路相通,氣室1的壓力放空,向左的推力為零,而向右的推力為FK。 FK=SK?P=100N。 此時滑閥向右運行,從而使PA相通,A口有輸出,而BS相通,放空。A口和B口分別接到氣動式蝶閥的上、下氣缸,上氣缸有時蝶閥打開,下氣缸有時蝶閥關閉。電磁閥故障率較高,多半是電轉換后,滑閥不。滑閥不除電氣原因外,氣源壓力過低(推動力減小),滑閥阻力過大(干澀、有臟污等)也能造成。另一個原因是先導閥、活動鐵芯下密封墊損壞,上密封墊過低或彈簧失靈等使先導閥不能導向。 3 蝶閥的結構、受力分析及故障原因氣動式軟密封蝶閥,由氣動執(zhí)行器和調(diào)節(jié)閥兩大部分組成。執(zhí)行器主要由雙向作用氣缸,單、桿、氣缸底、氣缸蓋和密封環(huán),傳動連桿機構等組成。蝶閥結構圖見圖3
。 圖3 蝶閥結構圖
蝶閥主要由閥座、翻板、驅動軸、端頭軸、嵌在閥 座上的軟密封件O型環(huán)、軸套、自的軸襯、V型環(huán)、片狀連接桿、閥位指示器和輔助裝置磁性開關等組成。執(zhí)行器接受由電磁閥來的氣動,產(chǎn)生驅動力,用以克服制動力矩使翻板打開或關閉,從而完成調(diào)節(jié)流量的作用。制動力矩包括: Mz——軸襯和軸造成的力矩;Mj——翻板在壓力降作用下形成的靜力矩;Mb——翻板與軟密封件形成的力矩;Mf——翻板將氣流分割成兩部分而引起的反轉力矩。 Mz、Mj、Mb的值均發(fā)生在蝶閥欲開啟瞬間。Mf的值則發(fā)生在打開蝶閥約17°時。在關閉狀態(tài)下,流速和反轉力矩均為零,蝶閥多次發(fā)生故障 均是打不開,現(xiàn)以關閉后欲開啟狀態(tài)進行分析。3.1 執(zhí)行器有效驅動力矩 MX= P 4 ?DS?G?P?L式中:DS——直徑為0.18m; G——及傳動機構總效率,取G=0.81; P——壓力,正常時為0.5MPa; L——力臂。在關閉狀態(tài)下,桿與蝶閥軸不是垂直的,經(jīng)計算或實測可得L=0.07m;則MX=721.41N3.2 軸力矩 MZ=T?DZ Z 式中:T——軸與軸襯,密封環(huán)的力; Dz——軸直徑,為0.05m。從結構圖上可以看出,驅動軸和端頭軸與軸的有4個軸襯和兩個V型環(huán),還有在保護罩蓋上的V型環(huán)。 3.2.1 四個軸襯的力 FC=4×PDZ?h?PX?L式中:h——軸襯長度,為0.045m; PX——軸對軸襯的壓力,取其值與工作壓力相等,為0.25MPa; L——軸與軸襯的系數(shù),取0.2; 則FC=1413N3.2.2 三個密封環(huán)的力 Fh=U?DZ?S?Pg×3 式中:U——與密封填料幾何尺寸、摩察系數(shù)、工作壓力等有關的系數(shù),查表可得U=1.14; S——填料的厚度,為0.005m;Pg——工作壓力,為0.25MPa; ? 30?冶金動力 METALLURGICALPOWER 2000年第4期 總第80期
則Fh=213.6N T=Fc+Fh=1626.6NMZ=81.33Nm 3.3.3 翻板與軟密封件的力矩 為了在額定差壓下,蝶閥關閉后無泄漏,閥座上的軟密封件對翻板必須保持一定的壓力,其比壓按下式計算。 Pb= 3+0.4Pg
b 式中:Pb——比壓值,密封件與翻板面單位面 積上的壓力; Pg——工作壓力(設計值為0.8MPa); b——面寬度,為0.0025m;則Pb=1.24MPa密封件與翻板的力:Fm=P?Dm?b?Pb?L 式中:Dm——密封面平均直徑,為0.3875m; L——密封件與翻板的系數(shù)則Fm=1433.33N 翻板外圓為錐形,其錐形角2U=30°則力的徑向分量為:Fmj=Fm?cos15°=1384.49N而Mb=Fmjhb 式中:hb——翻板密封線到軸中心線的距離,為0.05m; 則Mb=69.22Nm。 3.4 壓力降形成的靜力矩 Mj=P
4 ?DN?$P?L?hZ 式中:D——蝶閥公稱通徑,DN=0.4m; $P——工作壓差正常時為0.25MPa; L——軸與軸套、V型環(huán)的系數(shù),取0.2;hz——靜壓作用到軸中心線的距離,為0.0675m; 則Mj=211.85Nm 總的制動力矩為:MZ+Mb+Mj=362.5Nm可見,正常時制動力矩比驅動力矩小得多,應能很快地打開。3.5 反轉力矩 Mf=N?$P?DN 式中:N——蝶閥反轉系數(shù)。根據(jù)在額定差壓下蝶閥仍可正常,得出額定狀態(tài)下反轉系數(shù); NN=MX DN?$P
N =0.014
在工作壓差為0.
25MPa時,其反轉力矩為: Mf=225.28Nm 前面已經(jīng)提到,Mf值發(fā)生在蝶閥開啟17°時,此時其他制動力矩,特別是靜力矩已大大減小。但是,即使值同時發(fā)生,其總的制動力矩: MZ+Mb+Mj+Mf=587.78Nm 較之驅動力矩721.41Nm也小得多,完全可以正常開啟。那么,什么原因造成蝶閥打不開呢?從以上分析中可見,一是驅動力矩減小,二是制動力矩加大,造成制動力矩大于驅動力矩。3.6 驅動力矩減小原因 3.6.1 上氣缸氣壓過低:這會由于氣源壓力過低、電磁閥接頭漏氣、電磁滑閥竄氣、執(zhí)行器環(huán)磨損上、下氣缸竄氣等造成。 3.6.2 及傳動機構效率:氣缸不良,損失增大,傳動機構卡澀或機件出現(xiàn)故障等。3.7 制動力矩加大原因 3.7.1 軸與軸襯的系數(shù)增大:自軸襯長期使用摩損,面磨光,面不平。 3.7.2 V型環(huán)與軸之間阻力增大(由于摩毛系數(shù)變大)。 3.7.3 軟密封件與翻板面變大,表面粘有灰塵、污物,阻力變大。 3.7.4 長期磨損使防塵環(huán)磨松,V型環(huán)磨大,灰塵、雜質、冷凝水軸襯,天冷時結冰,阻力加大。 4 防范措施無論是空分設備中,還是水處理中,氣動式蝶閥均起著重要作用,雖然其故障率很低,但也應防范其發(fā)生。 (1)氣源應采用經(jīng)干燥器、過濾器處理后的干凈空氣或。單設儲氣罐。我們曾遇到氣動蝶閥氣源與反洗空氣共用一個氣罐,因氣源壓力偶然,污水過濾器中的水儲氣罐,再送到蝶閥氣缸中,使氣缸內(nèi)積水銹蝕而無法的事故。一般氣動蝶閥都安裝在露天或無保溫措施的廠房內(nèi),冬天溫度經(jīng)常在零度以下,一旦氣源中含水,只要在電磁閥內(nèi)或氣缸內(nèi)少許結冰,就會使蝶閥失靈。因而對于氣源要經(jīng)常排水,為了電磁滑閥和氣缸的靈活,在每個氣動蝶閥管路上應加裝油霧氣。 (2)制定嚴格的定期制度,每兩年應對電磁閥、執(zhí)行器和蝶閥進行檢查,應清洗相關部件并加脂,更換易損件,如密封件、V型環(huán)等。 (3)對傳動機構連軸節(jié)等處加油1次/年。
一種自動閥門隨著閥門行業(yè)重組步伐的加快進口阻火器閥瓣行程更小4、應查看閥門密封面是否磨損彈簧載荷升降式止回閥常常作為一個單獨的類別進行討論一般情況硬密封注脂壓力要高于軟密封電動蝶閥dn100符號