可调式气动装置--适合于在易燃易爆危险场合中使用的气动装置

作者:Wolfgang Ernhofer 文章来源:PROCESS德文版 发布时间:2013-05-17

ASK公司、Technikon工程技术公司和Laudenbach公司联合开发了一个可调式阀门驱动装置新品,这一产品适合于在易燃易爆危险场合或者在有流动保护要求的场合中使用。

由3家企业经过长期合作研发,终于在2012年11月举办的阀门世界展会展出了Valvarance工业阀门气动执行机构样机。

“Valvarance”一词由“Valve”和“Variance”组合在一起新创造的合成词,其定义为驱动系统,尤其指在易燃易爆危险场合和有流动保护(天然气、油、水、污水)要求环境中使用的驱动系统;同时是一般意义上的电气驱动。这一装置由三大部分组成:

气动电机;

气动可切换的倒顺驱动装置;

气动(或者在需要时的电子)气缸动作顺序控制装置。

气动电机

驱动轴连接着多个超越离合器,这些超越离合器各自在一个双向作用的气缸驱动下按规定的旋转方向旋转。超越离合器啮合点的设计保障了驱动装置的平稳运行。通过这一系统在数量、气缸的尺寸规格、超越离合的啮合点和材料方面设计的自由度使得这一系统在调节扭矩和转速时几乎不受任何限制。所使用的驱动电机可以是小型的塑料电机也可以是大型的铝合金材料或者钢质材料的驱动电机。纯气动控制保证了驱动气缸按照规定的周期,以重叠方式啮合和脱开。利用这种重叠啮合的方式,可以实现均匀旋转运动。通过简单的可调节限位挡圈对气缸行程进行调节(行程小=低速,行程大=高速),可以在负载允许的情况下完成变速调节。而限位挡圈的调整同样也是通过气动调整。

工作频率、每一行程周期以及扭矩都不受气缸行程大小的影响。超越离合器与连杆之间的距离很小,而且打开和关闭阀门时的角度都较小,这保证了扭矩恒定不变。


图1 适合于在易燃易爆危险场合中使用的阀门驱动装置,无需电缆,所有参数都可以气动调节

倒顺开关

由于气动电机本身固有的设计特性使其只能沿一个方向旋转。为了打开或者关闭一个阀门,则要求阀门的开、关控制是两个相反方向的运动。此时可以选配一个气动控制倒顺开关设备,通过接通或者切断某一超越离合器的旋转实现旋转方向的改变,完成阀门的开/关控制。若在阀门开启和关闭时需要不同的旋转扭矩或者不同的最高转速时,则可以简单地通过转速驱动装置来实现。

气缸的选择

工作顺序的控制是通过简单的气动控制阀来实现的。而气动控制阀的数量可以根据驱动气缸的数量增减,这样可以方便与驱动要求保持一致。同时,这样也可以设计制作成模块化的结构。可以实现的变型类型有:

固定转速和固定转向(只需1根供气管道);

带有倒顺开关设备,两个转向,一种转速(需要2根供气管道);

无倒顺开关设备的无级调速(需要两根供气管道);

有倒顺开关设备的无级调速(例如:0~200r/min)(需要3根供气管道)

有倒顺开关设备的无级调速,并带有定位检测传感器(需要4根供气管道和流量检测传感器);

可以根据应用场所选择不锈钢、铝合金或塑料材料。

转速调节能够实现按照不同的速度开启和关闭阀门(与载荷无关),从而能够避免液体介质中的水力冲击,省略了抵抗水力冲击的辅助系统。通过纯粹的气动控制,使得这一系统适合于易燃易爆危险的工作场合,或者适用于要求有流体运动保护、流体运动有危险的场合(水处理,污水处理)。


图2 与介质和功率特性有关的阀门开启和关闭都可以单独调整(例如:缓慢开启、快速打开和缓慢关闭阀门等)。

气动电机是一种对负载非常敏感的气动装置,在特定的应用场合里可以用其他电机来代替气动电机。替换以后,当系统卡住之后也不会烧毁或者损坏,系统无需特殊防护。当系统卡住后,电气驱动系统会因其较高的惯性矩带来加大的开启力。在采取独特的结构设计之后,倒顺开关设备会用不同的开启和关闭扭矩控制阀门的开启和关闭。这一系统的应用范围非常广泛,所使用的驱动电机可以是小型塑料气动电机,也可以是大型钢质电机。

寻找合作伙伴

Valvarance阀门气动驱动样机已经在阀门世界展览会上展出,并展示出了其优秀的性能。合作开发这一产品的企业都不是阀门生产厂商,因此他们正在寻找原意生产和销售这种产品的生产厂家。研发这一产品的企业原意向拥有生产许可证的生产厂提供该产品开发、设计和作为OEM生产厂家所获得的经验。

Valvarance阀门气动执行机构在大批量生产时是非常经济的,合作伙伴(拥有生产许可证的生产厂商)能够以低成本的产品开发新的应用领域,占领其他的产品市场。

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