閥門電動裝置（以下簡稱電動裝置）的基本功能是完成閘閥、截止閥、球閥、蝶閥等截止閥的驅(qū)動和控制。
   閥門與電動裝置通過選配組合成為電動閥門，廣泛地應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域的管道系統(tǒng)。作為管道系統(tǒng)控制單元，電動裝置與閥門的正確匹配及其合理使用是電動閥門產(chǎn)品設(shè)計(jì)性能的保證。
   據(jù)了解，閥門和電氣設(shè)備分別由不同的制造商制造，兩種產(chǎn)品的組合（也稱為成套）主要由閥門制造商完成。從某種意義上說，電氣設(shè)備屬于閥門的配套產(chǎn)品?；谶@種情況，根據(jù)閥門的類型和技術(shù)參數(shù)（如結(jié)構(gòu)、壓力、口徑、溫度、閥桿與連接尺寸、開關(guān)時間、環(huán)境條件等）選擇電氣設(shè)備是必要的。此外，電動閥在調(diào)試和使用中的一些問題主要反映在電氣設(shè)備上，表明電動閥與其他通用設(shè)備不同。
   1 電動閥技術(shù)參數(shù)的確定及制造工藝
   電動閥的技術(shù)參數(shù)取決于管道系統(tǒng)的技術(shù)要求。
   圖1給出了電動閥從技術(shù)參數(shù)確定到制造和交付的一般程序。

圖1

   從圖1可以看出，首先（1）電動閥用戶委托設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)完成管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)（包括電動閥技術(shù)要求）；（2）設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)反饋給電動閥用戶；（3）電動閥用戶根據(jù)技術(shù)要求向閥門制造商招標(biāo)；（4）閥門制造商根據(jù)技術(shù)要求選擇電動設(shè)備，并向電動設(shè)備制造商采購電動設(shè)備；（5）電動設(shè)備產(chǎn)品交付給閥門制造商；（6）電動閥在閥門制造商工廠（由安裝公司安裝）后交付給用戶。
   實(shí)踐證明，上述環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)問題，影響電動閥的性能。
   a）閥門制造商是否能完全理解技術(shù)要求（主要是電氣控制要求），并將其清楚地傳達(dá)給電氣設(shè)備制造商，這是選擇問題之一，涉及電氣閥的功能問題。
   b）電氣設(shè)備制造商是否提供合適的電氣設(shè)備（主要是產(chǎn)品的動力參數(shù)）和電氣閥組合程序是否合理是一個完整的問題。
   c）電動閥的安裝程序是否合理，是使用問題之一。
   這些問題從不同方面解釋了電氣設(shè)備的特殊性。
   2 電氣設(shè)備選擇所涉及的內(nèi)容
   一般來說，電氣設(shè)備的選擇包括型式、動力參數(shù)、連接型式和尺寸、控制功能、保護(hù)性能等。
   2.1 型式選擇
   由于驅(qū)動控制閥工作時閥瓣運(yùn)動形式不同，電動裝置分為多回轉(zhuǎn)和部分回轉(zhuǎn)。
   多旋轉(zhuǎn)電動裝置-輸出軸向閥傳遞動力時，其單向行程至少旋轉(zhuǎn)一圈（閥門全開-全關(guān)或全關(guān)-全開）。該電動裝置可分為扭矩型和扭矩推力型。扭矩工作時，輸出軸只向閥門傳遞扭矩，扭矩推力輸出軸不僅傳遞扭矩，而且承受閥桿的軸向推力。
   多回轉(zhuǎn)電動裝置用于驅(qū)動控制閘閥、截止閥，即閥閥工作時直線移動，閥桿多圈旋轉(zhuǎn)。圖2為電動閘閥，圖3為電動截止閥。

圖2 電動閘閥

圖3 電動截止閥

   部分旋轉(zhuǎn)電動裝置-輸出軸向閥傳遞驅(qū)動力時，單向行程旋轉(zhuǎn)小于一圈(通常為90°）。部分回轉(zhuǎn)電動裝置一般只向閥門傳遞轉(zhuǎn)矩而不承受閥桿的推力。
   部分旋轉(zhuǎn)電氣裝置用于驅(qū)動控制球閥、蝶閥、旋塞閥等閥門工作時的部分旋轉(zhuǎn)閥。圖4為電動球閥，圖5為電動蝶閥。

圖4 電動球閥

圖5 電動蝶閥

   因此，當(dāng)閥門為閘閥和截止閥時，應(yīng)選擇多回轉(zhuǎn)電動裝置，當(dāng)閥門為球閥和蝶閥時，應(yīng)選擇部分回轉(zhuǎn)電動裝置。
   2.選擇2 動力參數(shù)
   本選擇的標(biāo)準(zhǔn)是所選電動設(shè)備是否能保證驅(qū)動閥的可靠啟閉動作。如果電動設(shè)備的輸出扭矩大于閥門所需的扭矩值，不僅會造成浪費(fèi)，而且一旦控制失就會損壞閥門，造成嚴(yán)重后果。相反，如果輸出扭矩小于閥門所需的扭矩，則很難啟閉閥門。
   功率參數(shù)的選擇還包括輸出速度，因?yàn)殡姎庠O(shè)備的輸出扭矩是一定的，速度的變化會導(dǎo)致電機(jī)功率的變化。不同的輸出速度使閥門的開啟和關(guān)閉時間不同。
   JB/T對產(chǎn)品的動力參數(shù)規(guī)定：
   公稱轉(zhuǎn)矩（Mr）—電氣設(shè)備設(shè)計(jì)的給定值是產(chǎn)品允許承受的最大扭矩。
   公稱推力（Tr）—產(chǎn)品設(shè)計(jì)的給定值是電氣裝置輸出軸方向允許的最大推力。
   起動轉(zhuǎn)矩（Mst）—輸出軸不包括傳動系統(tǒng)的錘擊效應(yīng)和運(yùn)動間隙，當(dāng)行程和扭矩控制機(jī)構(gòu)不起作用時，從電氣設(shè)備中獲得的輸出扭矩值。
   最大轉(zhuǎn)矩（Mmax）—不包括傳動系統(tǒng)的錘擊效應(yīng)和運(yùn)動間隙，電氣裝置在行程和扭矩控制機(jī)構(gòu)不工作時逐漸加載輸出扭矩值，直至停止旋轉(zhuǎn)。
   在實(shí)際試驗(yàn)中，Mst和Mmax基本相同，但前者為靜態(tài)扭矩值，后者為動態(tài)扭矩值，反映在閥門專用電機(jī)上的狀態(tài)為堵塞。
   控制轉(zhuǎn)矩（Mc）—轉(zhuǎn)矩控制機(jī)構(gòu)可以在開關(guān)兩個方向調(diào)整的轉(zhuǎn)矩范圍值，因此分為最大控制轉(zhuǎn)矩（Mcmax）最小控制轉(zhuǎn)矩（Mcmin）”。
   銘牌轉(zhuǎn)矩（Mn）—用戶要求即閥門所需的轉(zhuǎn)矩值。
   在上述參數(shù)中，Mcmax≥Mn，設(shè)置產(chǎn)品出廠時：Mcmax=（1.0-1.3）Mn，保證標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定Mcmin≤0.5Mcmax。還規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)Mst/Mn=1.3-1.8.允許在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)Mn=Mr情況。電動裝置轉(zhuǎn)矩值的單位是N·m。
   在選擇電動裝置時，應(yīng)注意樣本中各機(jī)座給出的扭矩Mr，所選的轉(zhuǎn)矩值即Mn應(yīng)小于或等于它Mn確定后即可計(jì)算Mst或Mmax電范圍，即電裝置可能出現(xiàn)的堵轉(zhuǎn)范圍，以確保使用安全。
   在輸出速度方面，標(biāo)準(zhǔn)速度規(guī)格一般給出標(biāo)準(zhǔn)速度規(guī)格，但用戶也可以根據(jù)管道工藝要求提出要求。建議盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和相對較低的速度，這樣不僅電機(jī)功率較小，而且可以減少部分閥門的沖擊。
   2.3 連接類型和尺寸
   連接類型和尺寸是指電氣設(shè)備和閥門之間的連接部件結(jié)構(gòu)，這對閥門制造商來說很重要。錯誤的連接結(jié)構(gòu)不能連接閥門和電氣設(shè)備。對于電動閥門的用戶，了解本內(nèi)容有助于選擇電動設(shè)備備件。
   由于歷史原因，我國電氣設(shè)備與閥門的連接類型并不完全統(tǒng)一，應(yīng)注意選型。多回轉(zhuǎn)電氣設(shè)備的連接類型主要如下：
   （1）符合GB/T12222-2005多個旋轉(zhuǎn)閥驅(qū)動裝置的連接規(guī)定了扭矩推力型和扭矩型電動裝置的法蘭和輸出軸的連接類型。法蘭代號從公稱扭矩和推力區(qū)分F07-F40。
   （2）根據(jù)GB/T牙嵌式輸出軸、花鍵孔或單鍵孔輸出軸等連接型式設(shè)計(jì)為1222-2005標(biāo)準(zhǔn)法蘭，原理為扭矩型。
   （3）JB閥門電動裝置類型為2920-1981，基本參數(shù)及連接尺寸為Z類型連接類型。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了扭矩牙嵌輸出軸和法蘭尺寸。
   (4)傳統(tǒng)方形法蘭牙嵌出軸扭矩型連接的類型和尺寸。
   部分回轉(zhuǎn)電動裝置的連接類型主要如下：
   （1）GB/T本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不同輸出扭矩對應(yīng)的法蘭尺寸和輸出軸連接型式，以及法蘭代碼F03-F60。
   （2）JB2920-81中“Q類型的連接類型和尺寸。
   (3)以夾蝶閥為主的寸制連接尺寸。
   (4)非標(biāo)連接類型，如LimitorqueHBC蝸輪減速器的連接尺寸。
   選型應(yīng)注意的問題：
   (1)選用的多旋轉(zhuǎn)電動裝置的法蘭和輸出軸類型、尺寸是否與驅(qū)動閥法蘭、閥桿、閥桿螺母牙嵌入統(tǒng)一，輸出軸內(nèi)孔尺寸是否能通過開桿閥門的閥桿。
   (2)選用的多旋轉(zhuǎn)電動裝置為扭矩推力型時，應(yīng)在電動閥成套前取出位于輸出軸或推力座內(nèi)的閥桿螺母，并根據(jù)閥桿螺紋加工內(nèi)螺紋。
   (3)所選部分旋轉(zhuǎn)電動裝置的法蘭是否與驅(qū)動閥的法蘭類型和尺寸統(tǒng)一，輸出軸的最大內(nèi)徑和深度是否符合閥桿尺寸要求。
   (4)一般情況下，在訂購部分旋轉(zhuǎn)電動裝置時，應(yīng)提出閥桿尺寸與配合公差、閥桿連接平鍵、單鍵、對鍵或90°分布、鍵與閥門終端位置的關(guān)系等。
   2.4 關(guān)于電置控制功能
   涉及電氣設(shè)備控制功能的機(jī)構(gòu)有以下部分，即行程控制機(jī)構(gòu)、位置指示機(jī)構(gòu)和扭矩控制機(jī)構(gòu)。有些機(jī)構(gòu)需要在產(chǎn)品出廠前設(shè)置，有些機(jī)構(gòu)需要在電動閥成套時進(jìn)行調(diào)試。根據(jù)需要提供的電氣附件也會不同程度地增加產(chǎn)品的功能，因此電氣設(shè)備的控制功能簡單或完整主要體現(xiàn)在其相關(guān)的電氣配件上。在了解電氣設(shè)備的控制功能之前，還需要了解傳統(tǒng)控制和智能控制類型的主要區(qū)別。
   所謂傳統(tǒng)控制型，是指完全依據(jù)JB/T根據(jù)8528-1997標(biāo)準(zhǔn)，電動裝置內(nèi)置的行程和扭矩機(jī)構(gòu)由電觸點(diǎn)控制，位置指示用可變電阻實(shí)現(xiàn)連續(xù)電流信號輸出，驅(qū)動電機(jī)為單速。智能控制類型是基于JB/T在8528-1997標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定的基礎(chǔ)上，電氣設(shè)備內(nèi)置傳感器、微處理器、信號轉(zhuǎn)換放大模塊實(shí)現(xiàn)基本功能控制，還具有故障自診斷、運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄、人機(jī)對話、現(xiàn)場組態(tài)等功能。在具體應(yīng)用中，傳統(tǒng)控制產(chǎn)品需要打開蓋進(jìn)行調(diào)試，而智能控制是由非侵入性磁開關(guān)或遙控器設(shè)置或調(diào)試。
   實(shí)際應(yīng)用證明，智能控制電氣控制功能齊全，是近十年來適應(yīng)各行業(yè)控制技術(shù)快速發(fā)展的電氣設(shè)備產(chǎn)品，使用方便，優(yōu)勢巨大。但大轉(zhuǎn)矩規(guī)格有限，一些相對惡劣的工作環(huán)境無法完全適應(yīng)。傳統(tǒng)控制產(chǎn)品選擇得當(dāng)，性價比好，在惡劣的工作環(huán)境中使用可靠性高。根據(jù)電動閥的重要性、控制要求、工作環(huán)境等具體分析，選擇什么類型的產(chǎn)品。
   以下是傳統(tǒng)控制電氣設(shè)備控制功能選擇中應(yīng)注意的問題：
   (1)除閥門終端位置行程控制觸點(diǎn)外(標(biāo)準(zhǔn)配置一般為每個開關(guān)方向常開一個常閉觸點(diǎn))是否還需要終端行程無源觸點(diǎn)。如有必要，應(yīng)提出觸點(diǎn)數(shù)和狀態(tài)。
   (2)如果需要提出觸點(diǎn)數(shù)和狀態(tài)，是否需要閥門在行程中某一位置的無源觸點(diǎn)。
   (3)除轉(zhuǎn)矩開關(guān)控制觸點(diǎn)外(標(biāo)準(zhǔn)配置一般為開關(guān)方向的常開、常閉觸點(diǎn))是否需要無源觸點(diǎn)，應(yīng)提出觸點(diǎn)數(shù)。
   (4)應(yīng)提供被控閥的全行程轉(zhuǎn)圈數(shù)，以便配置電氣裝置位置，指示機(jī)構(gòu)速比，并說明是否需要閥門位置的電流變送器（VOT）提供標(biāo)準(zhǔn)的閥位反饋信號(常用4)mA-20mA）。
   (5)是否需要整體控制，即控制組件與主機(jī)集成(有時也稱為集成控制)。
   (6)當(dāng)電氣裝置為整體型時，還應(yīng)說明是否需要別、斷相、自動換相等功能，因?yàn)檫@些功能通常不是標(biāo)準(zhǔn)的。
   (7)電氣裝置需要調(diào)節(jié)功能時，應(yīng)注意被控閥的調(diào)節(jié)頻率，以確定電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)或確定閥門專用電機(jī)是否適用。
   (8)是否需要安裝數(shù)字通信接口，如現(xiàn)場總線等功能。
   值得一提的是，閥門電動裝置與之一致JB/T8219-1999工業(yè)過程測量控制系統(tǒng)的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)與具有完整調(diào)整功能的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)有本質(zhì)區(qū)別，盡管兩者的技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中相互交叉。因此，我們應(yīng)該充分理解JB/T8528和JB/T在8219的基礎(chǔ)上，明確兩種產(chǎn)品的區(qū)別，確保選擇正確。
   除數(shù)字通信接口和調(diào)節(jié)功能外，上述其他功能大多是智能控制電動裝置的標(biāo)準(zhǔn)配置。
   2.5 關(guān)于防護(hù)性能
   電氣設(shè)備的保護(hù)主要涉及以下方面，在產(chǎn)品選擇中應(yīng)充分注意：
   (1)戶外防護(hù)等級:國內(nèi)電氣設(shè)備戶外防護(hù)等級IP65基本上是標(biāo)準(zhǔn)配置，一些制造商已經(jīng)IP67作為中小規(guī)格產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)配置，必要時也能達(dá)到用戶的目標(biāo)IP68防護(hù)要求。但是，大型電氣設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)IP68很難保護(hù)。建議在了解使用條件的前提下，合理選擇產(chǎn)品保護(hù)等級，因?yàn)檫^高的保護(hù)等級會增加電動閥的整體成本。
   (2)是否需要防爆功能和防爆等級:爆炸性氣體環(huán)境中使用的電動閥需要具有防爆功能的電動裝置。因?yàn)殡妱友b置的防爆類型都是是隔爆結(jié)構(gòu)，所以標(biāo)準(zhǔn)是GB3836.1-2000爆炸性氣體環(huán)境電氣設(shè)備第一部分：一般要求和GB3836.2-2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第二部分隔爆型d。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)和使用環(huán)境，可以知道所需的產(chǎn)品防爆等級。目前國內(nèi)防爆電動裝置的防爆等級多為ExdⅡBT4.有些可以實(shí)現(xiàn)ExdⅡCT4或ExdⅡCT6.滿足大規(guī)格電動裝置的要求ⅡC防爆要求比較困難，選擇時要注意。
   (3)電動閥應(yīng)用于沿?；虺睗竦貐^(qū)或化工企業(yè)，環(huán)境中含有不同程度的腐蝕性氣體，對電動設(shè)備有防腐要求。應(yīng)具體提出產(chǎn)品選型，以便電動設(shè)備制造商進(jìn)行相應(yīng)的處理，如產(chǎn)品涂裝工藝、外露金屬零件材料等。
   除上述外，產(chǎn)品在實(shí)際選擇中還會遇到一些特殊的保護(hù)要求，如環(huán)境溫度超過標(biāo)準(zhǔn)范圍(-20℃-60℃）。為了滿足工作條件的要求，需要電氣設(shè)備產(chǎn)品的鑄件材料、非金屬材料、潤滑脂、電氣組件、導(dǎo)線等。
   使用 3 電動裝置
   電動裝置能否正常使用涉及三個步驟：一是與閥門成套；二是電動閥現(xiàn)場安裝調(diào)試；三是日常維護(hù)。
   3.1 與閥門的成套
   與被控閥門連接前，應(yīng)檢查相關(guān)內(nèi)容，然后完成與閥門的連接調(diào)試：
   (1)手輪、切換手柄、接線箱、現(xiàn)場按鈕等相對較弱的部位不得損壞，防爆產(chǎn)品應(yīng)檢查其控制箱蓋、透明部件等。
   (2)電控原理圖和接線圖是否與設(shè)計(jì)要求相同。
   (3)產(chǎn)品的防護(hù)防爆等級是否符合合同要求。
   (4)隨機(jī)文件是否齊全，產(chǎn)品型號規(guī)格和銘牌扭矩是否符合合同要求。
   (5)輸出軸、法蘭類型和尺寸是否與閥門連接部分相對應(yīng)。
   (6)確認(rèn)產(chǎn)品的扭矩推力型或扭矩型，確認(rèn)是否適用于成套閥門。
   (7)與閥門的合理可靠連接(本項(xiàng)可詳細(xì)閱讀隨機(jī)文件)。
   (8)電動閥終端行程位置與其他電氣控制功能的精確調(diào)試。
   (9)電動閥帶壓檢測應(yīng)保證閥門的密封性能，閥門在使用壓力下應(yīng)可靠打開或關(guān)閉，不得過載(過載體現(xiàn)在電動裝置的扭矩開關(guān)動作中)。
   (10)電動閥出廠前，應(yīng)將電動裝置控制箱蓋和接線箱蓋緊固牢固，確保整機(jī)密封。
   3.2 電動閥現(xiàn)場安裝調(diào)試
   (1)部分閥門主體比電動裝置重，起吊電動閥門時要注意不要在電動裝置上選擇受力點(diǎn)，以保證安全。
   (2)打開接線箱蓋，控制箱蓋時不得丟失密封件和緊固螺釘(注:雨天室外不允許此操作)。
   (3)電纜進(jìn)線部分應(yīng)密封可靠，以保證產(chǎn)品的室外性能。防爆產(chǎn)品應(yīng)按照隨機(jī)文件的要求對電纜進(jìn)線部分進(jìn)行壓縮和密封，以保證產(chǎn)品的防爆性能。
   (4)根據(jù)產(chǎn)品端子接線對照表，將電纜芯線可靠地連接到端子板上，接線應(yīng)牢固，不得裸露。電氣設(shè)備內(nèi)外接地必須可靠。
   （5）無論電氣設(shè)備的控制類型和功能如何，在通電試驗(yàn)前手動操作閥門閥門離開終端位置，然后檢查電源相序是否正確（控制方向與閥門實(shí)際運(yùn)行方向一致），避免控制錯誤損壞閥門。
   (6)檢查電動閥的性能和控制功能。必要時應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試。
   (7)確定電動閥性能滿足設(shè)計(jì)要求后，安裝控制箱蓋、接線箱蓋和密封件，保證產(chǎn)品的室外性能。防爆產(chǎn)品的上述外殼零件應(yīng)緊固可靠，以防爆性能。
   3.使用3 電動裝置
   (1)不得撞擊產(chǎn)品上的現(xiàn)場開關(guān)、指示窗玻璃、手/電動切換手柄、手輪等。
   (2)在工藝允許的前提下，長期處于閥門終端位置的電動裝置應(yīng)建立定期啟動檢查系統(tǒng)，以確保電動閥在需要移動時工作可靠。
   (3)電氣裝置的轉(zhuǎn)矩控制機(jī)構(gòu)不得任意調(diào)整。
   (4)手動操作電動閥時，電動裝置手輪上不允許加力臂，因?yàn)槭謩硬僮鳑]有保護(hù)，容易損壞電動閥。
   (5)電動裝置減速器中的潤滑脂一般不需要更換，但應(yīng)定期檢查。如果發(fā)現(xiàn)油脂變質(zhì)或減少，應(yīng)更換或灌注，潤滑脂的性能應(yīng)與使用相同。
   (6)電氣裝置拆下閥門后，應(yīng)重新校準(zhǔn)電源參數(shù)，并重新調(diào)整或設(shè)置行程控制和位置指示機(jī)構(gòu)。
   （7）防爆零件損壞應(yīng)向產(chǎn)品生產(chǎn)廠家索取，合格零件未裝上之前產(chǎn)品不具備防爆功能，不允許進(jìn)行電動操作。
   (8)隨機(jī)文件和產(chǎn)品銘牌應(yīng)妥善保管，以便在產(chǎn)品維修或更換時提供參考。
   4 結(jié)語
   閥門電動裝置與管道系統(tǒng)的其它重要設(shè)備相比，雖然價值和技術(shù)含量較低，但該產(chǎn)品具有其特殊性，選用的合理與否會直接影響管道系統(tǒng)的正常運(yùn)行和可靠。因此，電動閥門用戶應(yīng)當(dāng)深刻了解電動裝置的基本參數(shù)、選型程序和使用要求，對保證管道系統(tǒng)的安全性有所幫助。