电动和气动执行器的七种选择方式

电动和气动执行器是完全不同的,但知道如何和他们的用途可能会令人困惑。重点介绍了选择正确执行机构的七种方法。

通过瑞安·德里斯科尔 2022年5月17日
提供:Parker Hannifin, CFE Media的工程师新产品数据库

虽然电动和气动执行器有几个独特的优点,在不同的应用中是首选,但在应用中使用错误的执行器可能会产生严重的后果。然而,在它们之间进行选择是相当令人困惑的。在比较分析气动执行器和电动执行器的特性之前,了解它们的原理和区别是很重要的,这样可以帮助您根据您的应用选择合适的执行器。

阀门执行器是一种自动化装置,用于在没有人为干预的情况下远程控制阀门。这些装置根据接收到的信号产生运动来控制阀门。执行机构安装在要控制的阀门上,取代手动杠杆。在不同的执行器型号中,将阀门连接到执行器的安装功能各不相同。

阀致动器根据它们如何产生开启阀门所需的扭矩或力进行大致分类。基于这种分类,两种最普遍的执行器类型是电动和气动执行机构。电动阀门执行器利用电力来产生所需的运动,而气动执行器则利用压缩空气系统。第三种类型的阀门执行器,被称为液压执行器存在,但这些不太普遍。

电动执行机构

电动执行器将电能转换成开启或关闭阀门的力。这些设备可以使用交流或直流电源。电动阀门执行器可以具有产生旋转运动使阀门转动的电动机。这种类型的执行器用于四分之一转阀门,需要90°转弯打开或关闭,被称为四分之一转执行器。四分之一转执行机构的例子有球阀和蝶阀执行机构。

在管道和流体控制系统中广泛使用的另一种类型的电动执行器是电磁致动器。这些装置通常与阀门集成在一起,形成一个单独的单元。

气动执行机构

气动执行器利用气动-控制压缩空气系统-产生操作阀门所需的力。这些执行器可能具有通过压缩空气控制的活塞或隔膜。更普遍的活塞特征品种包含一个活塞安置在一个腔室。气动执行器可以是单作用或双作用的。单作用执行器,通常被称为弹簧复位执行器,其特点是在活塞的一侧加载弹簧,使阀门保持在其自然位置。要打开或关闭阀门,在活塞的另一侧供应加压空气,空气压力克服弹簧的力。

另一方面,在双作用执行器,空气被供应到活塞的两侧。两边的压力差使阀门保持在期望的位置。气动执行器通常产生直线运动。然而,在执行器中,如蝶阀执行器(需要产生旋转运动),运动转换机构-如齿条和小齿轮,以及苏格兰轭架机构-被使用。

电动执行器和气动执行器的七种选择方式

电动和气动阀门执行器在不同的应用中都具有特定的优势。要为您的应用选择合适的执行器,必须分析这些执行器的某些因素和特性。下面将探讨其中的一些因素和特征。

1.精度

对于需要在部分开启或部分关闭位置运行以允许精确数量的介质流过的阀门,需要考虑精度。电动和气动执行机构都提供精确的控制。然而,当依靠气动驱动时,可能需要在气动操作装置(如控制阀)上包含一个电动气动定位器作为附件,以实现化工生产等应用中所需的高精度控制。

2.力范围

气动执行器比电动执行器提供更高的力/扭矩。对于涉及大型阀门或具有高操作压力的阀门的应用,气动执行器是更好的选择。

3.速度

在洪水控制等特定应用中,驱动速度是一个关键的考虑因素。与精度一样,电动和气动执行器都可以快速执行。然而,气动执行器反应更快,具有高占空比。此外,气动执行器的运行速度是可调的。

4.寿命

气动执行器的元件较少。因此,它们比电动执行器更容易维护,使用寿命更长,电动执行器有几个部件可能需要定期维护。然而,虽然执行器单元可能不需要维护,但其他组件,如空气压缩机和FRL(过滤器,调节器和润滑器)可能需要更频繁的维护

5.成本

气动阀门执行器的设计比电动阀门执行器的设计更直接,因此气动阀门执行器的成本低于电动阀门执行器。然而,当考虑到伴随的气动系统的成本时,气动驱动系统的总成本就会增加。通过使用相同的加压空气供应系统设置多个执行器,可以显著降低成本。

6.故障安全

在执行器故障可能产生严重后果的应用中,执行器需要具有故障安全机制。在气动执行器中安装故障安全装置更容易,也更便宜。弹簧复位气动阀门执行器具有自然故障安全机制,因为弹簧的力会在发生故障的情况下自动将阀门返回到其自然位置。

7.危险状况

电动执行器通常具有在危险条件下可能无法正常工作的精密部件。此外,这些执行器需要许多认证才能被认为适用于某些环境。电动执行器需要高水平的保护,以防止高温、高压、灰尘和湿气。另一方面,气动执行器相当坚固耐用,可以承受比电动执行器更高的压力和温度。

气动和电动执行器是一种高效、功能强大的自动化设备,广泛应用于各个行业。然而,它们各自具有独特的特性,使它们在不同的应用中更可取。要为应用程序选择最好的,请仔细考虑所涉及的因素。

-这最初出现在ValveMan的网站ValveMan是CFE媒体和技术内容合作伙伴。

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