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氣動執(zhí)行器的選型
氣動執(zhí)行器的選型
氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的操作要求有兩個(gè)外部影響因素：一是信號，二是動力源。
信號通常是120/240 VAC或12/24VDC的離散電壓，可以為電磁閥供電。如果使用定位器控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)，信號通常是模擬（4~20 mA）或數(shù)字信號。電磁閥或數(shù)字定位器控制著執(zhí)行機(jī)構(gòu)汽缸的供氣和排氣，交替控制閥門的位置。電磁閥用來完成閥的開、關(guān)位置的轉(zhuǎn)換。定位器也有同樣的功能，但主要用于調(diào)節(jié)控制功能，并能支持更先進(jìn)的應(yīng)用，如安全儀表系統(tǒng)中的部分行程測試。隨著數(shù)字式定位器成本的日益降低，其應(yīng)用在持續(xù)增長。氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的常用動力源是約為60~100 psig的壓縮空氣。
每一種氣動執(zhí)行器在切斷氣源后都會有一個(gè)故障位置。雙作用執(zhí)行器故障斷氣時(shí)（通氣開、通氣關(guān)），閥門會停在最后的位置處。但如果管道流體壓力產(chǎn)生的動力矩大于閥門的摩擦力矩時(shí)，就會出現(xiàn)閥門旋轉(zhuǎn)。彈簧復(fù)位式執(zhí)行機(jī)構(gòu)在閥斷氣時(shí)閥門會恢復(fù)至初始位置。這樣的設(shè)計(jì)通常被選用于有故障安全要求的關(guān)鍵場合。
一旦閥門的扭矩要求確定后，即可正確地進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型。在選型前，確切的信息是必須的?？蛻魬?yīng)提供執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最低供氣壓力和動作模式（如：雙動式或彈簧復(fù)位式）。
如執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求彈簧復(fù)位式，故障模式（即：故障關(guān)或故障開）也必須加以確定。請遵循以下指導(dǎo)方針：
雙動用操作：所選擇的執(zhí)行機(jī)構(gòu)在最小供氣壓力時(shí)的輸出扭矩應(yīng)大于計(jì)算所得的閥門扭矩。
彈簧復(fù)位操作，故障關(guān)：所選擇的執(zhí)行機(jī)構(gòu)在最小供氣壓力情況下彈簧行程末端時(shí)的輸出扭矩應(yīng)大于關(guān)閉閥門所需要的扭矩。
彈簧復(fù)位操作，故障開：所選擇的執(zhí)行機(jī)構(gòu)在最小供氣壓力情況下氣動行程末端時(shí)的扭矩輸出應(yīng)大于打開閥門所需要的扭矩。
當(dāng)為閥門或擋板選擇齒輪齒條和撥叉式執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，工程師應(yīng)注意在閥門估計(jì)的操作扭矩與閥門的實(shí)際輸出扭矩間留出安全余量。在缺少終端用戶的指令下，如果需要添加一個(gè)安全系數(shù)來規(guī)定和修正閥門扭矩值時(shí)，可以遵循以下說明：
安全系數(shù)應(yīng)加在閥門扭矩上，而不是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的扭矩上。
如果終端用戶有建議、或閥門目錄中的扭矩?cái)?shù)據(jù)指定“選型扭矩”或“執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型扭矩”，那么不再需要添加安全系數(shù)。
如果終端用戶沒有建議、或閥門目錄中的扭矩?cái)?shù)據(jù)指示“閥門扭矩”，那么需要在閥門扭矩上加上以下安全系數(shù)：a. “閥門扭矩”加10%，用于選擇作為雙動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。b.“閥門扭矩”加15%，用于選擇彈簧復(fù)位式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
在為安全關(guān)斷閥（SSOV）和緊急關(guān)斷閥（ESD）選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，通常有特殊的性能要求。如果閥門的動作頻率低于每月一次，那么建議安全系數(shù)為計(jì)算所得的閥門扭矩乘以2。多數(shù)SSOV都有特定的關(guān)閉時(shí)限（一般很快）。如果客戶要求一個(gè)4″的自動SSOV一秒鐘關(guān)閉，這也很正常。為了確保滿足該要求，執(zhí)行機(jī)構(gòu)制造商應(yīng)實(shí)施操作時(shí)間的計(jì)算。備有證明文件的計(jì)算通常被要求用來確認(rèn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型的一致性和恰當(dāng)性。
多數(shù)自動化閥門規(guī)格書（上述四種）都會要求配備手動操作裝置，為順應(yīng)這一要求，指定先進(jìn)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制附件是非常重要的。為了確保安全和恰當(dāng)?shù)牟僮?，氣動?zhí)行機(jī)構(gòu)必須配備氣動鎖定和通氣（LOV）裝置。該LOV可以排空殘存在汽缸里、可能阻止活塞行進(jìn)并導(dǎo)致設(shè)備損壞的空氣。更重要的是，該裝置可以防止不當(dāng)操作，特別是遠(yuǎn)程操作中的不當(dāng)操作。
閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇和購買要求有具備資質(zhì)的人員進(jìn)行全程評估，且相關(guān)用戶及其合同支持方有責(zé)任建立一個(gè)定義明確的產(chǎn)品規(guī)范，工廠的性能和員工的安全也都建立在這個(gè)規(guī)范之上
