用于控制和节流阀的新型执行器介绍

来源：上海自动化仪表有限公司作者：发表时间：2018-09-05 08:44:30【小中大】

石油和天然气行业的财务限制比以往任何时候都更快地推动了对可靠产品和专业服务的需求。上海自动化仪表通过开发新系列的执行器来应对，这些执行器具有各种行业中控制和阻气阀驱动所需的功能。

尽管石油和天然气行业的项目需求仍然很低，但仍然需要基于快速响应时间的服务和解决方案。这是促使上海自动化仪表开发其新型气动和液压执行器系列的背景- 用于扼流圈和控制应用（见图1和2）。在设计这些阀门时，该公司还考虑了越来越喜欢本地制造的客户的反馈，从而可以更密切地监控材料质量等问题。

设计团队提出了一种设计简单，零件数量最少的设计，以实现高水平的可靠性。这对于减少维护需求并因此在生命周期中节省成本非常重要。执行器的核心是曲线套筒，其中滚子进入弯曲的槽中，液压缸或气缸的线性运动转换为输出旋转（参见图3和4）。扭矩曲线的形状使得能够产生期望的扭矩特性（参见图5）。扭矩特性的类型取决于应用。

对于调节阀，重要的是具有平稳运行的致动器，其可以通过线性曲线实现。因此，半转动执行器配备有这种类型的曲线。对于大多数其他应用（例如球阀，蝶阀），高断开和终止扭矩是重要的。因此，建议使用具有陡峭开始和结束的曲线，以获得更有效的扭矩特性。根据该原理，四分之一圈模型配备有曲线套筒。扭矩效率对于保持执行器尽可能紧凑至关重要。对于需要特殊扭矩曲线的应用，曲线套筒也可以定制。

执行器采用不同的模块构建，有助于最大限度地提高灵活性。弹簧和气缸模块有两种或三种尺寸可供选择。需要气缸尺寸和弹簧力的变化来应对不同的操作压力。驱动模块是执行器的基座，液压变型的大部分可与气动模块互换。液压执行器仅具有一个加压密封，从而最小化泄漏机会。该杆密封件密封活塞杆，活塞杆放置在缸倒角内。维护非常简单，因为只需要拆下带活塞杆的顶盖即可接触和更换活塞杆密封圈（参见图6）。

简单设计的另一个例子是在致动器内没有可调节的行程限位器。同样，设计团队做出了这样的决定，他们知道这些部件经常被证明是由于高（动态）负载和小的内置空间而容易受到攻击。他们选择了可选的调节法兰。该法兰是可选的，因为并非所有阀门都需要对打开/关闭位置进行大的调整。

对于上自仪扼流圈，只需稍微过大的阀门安装孔即可实现精确定位。通常只有在需要大的超行程和超级行程（最高+ 5°/ -5°）时才需要调整法兰。但是出于调节目的，调节法兰也可以通过更大的尺寸（最高-20°）进行定制。通过该角度，可以改变控制阀的开口，从而调节流量。

物料

设计团队也非常重视材料选择，以平衡对坚固的执行器的需求，该执行器可以承受恶劣的环境，同时提供经济高效的解决方案。例如，外壳的标准选项是碳钢，可根据需要进行涂层或涂漆。然而，阀杆接头 - 阀门接口的关键部件 - 由高级不锈钢制成，反映出该部件在海上应用中既要坚固又耐腐蚀。

加压密封的特写

同样，气动执行机构的气缸采用Xylan涂层，可提供极佳的腐蚀和磨损保护（见图7）。当活塞的O形圈滑向气缸表面时，气缸和O形圈都会磨损。由于涂层，这些部件的寿命增加并且可能防止介质的腐蚀作用。根据ASTM B-117盐雾测试，该涂层体系的耐腐蚀性已被证明是最佳的。在测试期间，Xylan涂覆的磷酸锌钢板经受了500小时的支撑。

选择Xylan涂层高于其他保护涂层或处理的另一个原因是由于聚合物化合物导致的低摩擦系数。由于低摩擦，活塞能够在气缸内部移动滑杆。结果是平稳的输出，这对于调节阀的精确定位至关重要。

特征

团队整合到最终产品中的其他功能包括：可选的双位置指示：位置指示对于执行器是必不可少的，以便可视化旋转输出或生成用于定位的反馈。为此，需要连接位置指示器，限位开关或定位器。用于执行器的指示根据VDI / VDE 3845标准化，位于执行器侧面。由于某些应用除定位器外还需要单独的限位开关，因此还提供可选的双指示连接（参见图8）

直接安装：执行器 - 阀门接口可以定制，以便可以直接安装。大多数阀门都有ISO 5211连接（例如F10，F12，F16），但也可以安装特殊的法兰尺寸。这种灵活性很重要，因为直接安装无需安装套件，使组装更快捷，更轻松。装配时间短对石油和天然气钻井平台至关重要。只有在安装执行器并且系统已经过测试后才能进行生产。禁止此过程可以节省成本。直接安装的另一个好处是更紧凑的建筑。最多可以有四个不同的安装位置，因此液压/气动连接或控制面板可以根据需要定向。

弹簧复位：执行器可作为弹簧复位或双作用型号。第一种变型具有弹簧模块，内部装有弹簧。选择的设计是弹簧夹在法兰之间 - 安全地固定在容器中。以这种方式，即使在将容器从致动器的其余部分拆卸时，弹簧也不会以不受控制的方式释放。结果，防止了维护期间的不安全情况。在操作期间，上凸缘在弹簧行程结束时通过气缸内部的边缘（端部止挡）停止。下法兰通过弹簧环安全固定，无法拆卸。

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