服务热线:
18201998116
上海陆贡阀业有限企业
中台合资企业
阀门常识

电动阀门手动操作的常见问题及解决方法

2020-06-04

电动阀门


电动阀门摘要

先容了电动阀门装置手动机构的型式和特点,对电动阀门手动操作的常见问题进行了归纳、分析并提出相应的处理方法。强调了电动阀门装置手动机构正确使用的重要性,并就规范电动装置手动机构的相关技术参数提出建设性意见。

电动阀门前言

电动阀门是阀门和阀门电动装置(电动装置)的组合形式,广泛应用于各类工业管道系统。电动阀门兼具电动控制和手动操作功能,其手动操作通过电动装置的手动机构实现。电动阀门手动操作的可靠性和安全性是电动装置设计、制造、检验的主要性能指标。低速轴手电动切换机构

电动阀门手动操作的条件是:(1)电动控制失效,包括电动装置的电气控制、电机拖动、机械传动等故障;(2)紧急状态,如使用环境暂不允许进行电动控制,包括断电等情况;(3)电动装置与阀门的组合调试以及电动阀门的现场安装。

虽然电动装置的手动机构很少使用但却具有不容忽视的重要性。另外,电动装置的手动机构要比一般手动阀门的结构复杂,所以其手动操作的方法也与手动阀门不完全相同。实践证明,一些电动阀门的使用问题也与电动装置手动机构及其操作有一定关系。

电动阀门装置手动机构的型式及其特点

在GB/T24923-2010《普通型阀门电动装置技术条件》中将手动机构分为手电动却换机构和手动操作机构(操作机构,即手轮与手轮轴部分),用于手动操作阀门,却换机构的作用是实现电动操作与手动操作之间的转换。本文中凡使用手动机构处均包括上述2个部分。

①电动阀门装置切换机构的型式

(1)半自动电动优先切换型式,其原理是手动操作前需要先完成从电动操作状态向手动操作状态的切换,再进行电动操作时,切换机构会自动复位到电动操作状态,这时一种zui常用的切换机构。

(2)全自动转换型式多运用行星减速机构的差动原理,电动操作和手动操作之间自动转换的。这种结构主要用于独立式部分回转电动阀门装置,只有极少多回转电动阀门装置采用,如法国BERNARD的SR系列多回转电动阀门装置。

(3)完全手动切换机构型式,即电动操作状态与手动操作状态之间的转换完全由人力完成,目前只有少数电动装置仍采用这种结构型式(主要是经济型产品)。

②电动阀门装置切换机构的位置

由于全自动转换型式无需进行切换,所以仅用多回转电动装置中zui常用的半自动电动优先切换机构进行说明。

根据电动阀门装置的设计需要,切换机构所处的位置有低速轴切换和高速轴切换之分。

③低速轴切换型式

低速轴切换是指在电动阀门装置的输出轴上进行手电动操作状态的转换,其结构如图1所示。

从图中可见,当需要手动操作阀门时按箭头所示方向压下切换手柄使位于输出轴上的离合器与蜗轮脱开并与手轮结合体进入啮合,转动手轮将直接驱动电动阀门装置的输出轴实现阀门的手动操作(保持离合器在手动状态以及返回电动状态的机构在图中并未给出)。高速轴手、电动切换机构

低速轴手电动切换机构的特点是:由于操作机构(手轮)直接驱动电动阀门装置的输出轴,所以手动操作的速度较快。但是,当图中的蜗杆轴与蜗轮传动自锁时则会出现切换手柄的切换力较大。另外,当电动装置的输出转矩规格较大时其手轮的操作力也随之增大。所以图1所示结构一般比较适合输出转矩规格400N.m以下的电动阀门装置。

④高速轴切换型式

高速轴切换是指在电动阀门装置的蜗杆轴上进行手电动操作状态的转换,其结构如图2所示。从图中可见,当需要手动操作阀门时按箭头所示方向推动切换手柄可使位于蜗杆轴上的离合齿轮与蜗杆齿轮脱开并与手动齿轮进入啮合,转动手轮将通过蜗杆轴、蜗轮、输出轴实现阀门的手动操作(保持离合齿轮在手动状态以及返回电动状态的机构在图中并未给出)。

该机构的特点是:由于手动操作通过电动阀门装置的蜗轮传动副,所以其传动型式为减速,这时手动操作力较小但电动阀门的手动操作时间会较长。高速轴切换型式更适合400~10000N.m范围的多回转电动阀门装置。

⑤全自动转换型式

前面曾提到全自动转换型式多用于独立式部分回转电动阀门装置,目前实用型多回转电动阀门装置中只有BERNARD的SR系列采用了全自动手电动转换,其结构独具特点。以下仅用典型部分回转电动阀门装置的结构进行说明。

典型全自动手电动转换的独立式部分回转电动阀门装置机构如图3所示,其原理是:电动操作时,电动机的动力传递到电动蜗杆、电动蜗轮、偏心轴和二联齿轮。由于手动蜗杆轴与精内齿轮外圈上的蜗轮自锁,所以二联齿轮带动动内齿轮(输出轴)转动,从而实现对阀门的电动控制。手动操作时,旋转手轮和与之连接的手动蜗杆轴使静内齿轮随之转动。由于电动蜗杆轴与电动蜗轮自锁,所以偏心轴保持固定。此时静内齿轮带动二联齿轮和动内齿轮(输出轴)转动,从而实现对阀门的手动操作。

手动机构的常见问题与正确使用全自动手电转换机构

电动阀门手动机构的实际使用问题分为电动装置手动机构本身存在的问题和使用不当产生的问题两类。

①切换时离合器(或离合齿轮)的手动状态位置不能保持。

这种现象无论在低速轴切换还是高速轴切换结构型式上都存在,通常称为手电动结构切不上,具体表现为2种。一种是切换手柄向手动状态的切换操作能够到位,但转动手轮后手动状态断开。另一种是切换手柄的切换操作能够到位,但松开切换手柄时手动钻头马上断开。这2种情况均属于电动装置的手动机构出现了故障,应进行维修。应该注意,有时出现了类似上述第2种现象时却属于使用问题。从(图1)的低速轴切换型式可见,离合器与手轮结合体的啮合是凹凸牙嵌,如果切换时两者未能进入正确啮合其手动状态是无法保持的。从图2中的高速轴切换型式可见,切换到位时离合齿轮和手动齿轮也应正确进入啮合,如果仅是2个齿轮的端面接触而齿轮并未进入啮合也是无法保持手动状态的。所以,进行手电动切换时应随手转动手轮,以使切换机构的结合零件能够真正进入啮合。

②切换手柄需要的切换力过大

这种现象仅在低速轴切换结构型式上出现,实际应用中称之为手电动机构切不开。在阀门电动操作时,蜗轮上的牙嵌于离合器下部的牙嵌承受与电动阀门装置输出转矩相等的载荷。如果蜗轮传动副自锁且阀门的入座为转矩控制,即使在静止状态下其蜗轮与离合器牙嵌侧面的正压力也依然存在,所以进行手电动切换比较困难。目前它仍是低速轴半自动电动优先手电动切换机构设计中需要注意的一个问题。

手电动切换困难会严重影响电动阀门的正常使用,尤其在紧急情况下。当遇到上述问题时,可按如下方法处理。

(1)部分电动阀门装置运行在切换手柄上增设加力杠杆,然后逐渐施加切换力使离合器与蜗轮上的牙嵌脱开。但必须注意避免在瞬间施加过大的切换力,以免内部构件损坏。

(2)可考虑适当松动电动阀门装置箱体上紧固蜗杆轴压盖的螺钉,以使蜗杆轴与蜗轮的自锁状态得到缓解,此时再进行切换则相对容易。但此种方法只适合紧急情况下使用,并由专业维修人员完成为宜。因为它需要判断载荷状态下蜗杆轴的受力方向,而且在完成切换后应将松动的螺钉紧固。

当蜗轮传动副非自锁时,上述现象一般不存在。

在解决低速轴的切换力问题上Rotork早期A系列多回转电动阀门装置的结构设计比较合理。它在两处采用了对切换手柄的增力结构设计,一个是托起离合器的框架力臂结构,图4所示为切换凸轮结构。是Rotork A系列电动阀门装置的切换凸轮增力结构,由图中可见,施加于切换手柄上的力会在凸轮转动时放大,同时凸轮会推起位于框架上的滚轮使之上升到虚线位置,从而使离合器与蜗轮的牙嵌从紧密的啮合状态分离。

另外,BERNARD的SR系列多回转电动阀门装置采用了全自动手电动转换设计,所以不存在切换困难的问题,它体现了该产品独特的优点。不过多回转电动阀门装置采用全自动手电动转换的结构时其整机结构比较复杂。

③切换机构在手动位置上无法复位到电动位置

装置现象在低速轴切换和高速轴切换结构中都有发生,具体表现是接通电源后电动阀门装置的电动机工作而输出轴不动。此时说明,低速轴切换型式中的离合器在输出轴上卡住而不能落下,高速轴切换型式中离合齿轮的复位机构出现了问题。这些现象在实际使用中被称为手电动机构打不开,此类故障属于电动阀门装置自身问题,应由专业人员进行维修。

④阀门手动关闭后再进行电动时无法开启切换凸轮增力结构

这种现象多发生在电动楔式闸阀等需要转矩入座阀门上,具体表现是阀门用手动关闭后再电动开启时电动阀门装置的转矩开关显示过转矩。对于平板闸阀等非转矩入座阀门,此种现象一般不存在。

凸耳式蝶阀5所示为楔式闸阀和平板闸阀2种阀门闸板与阀座的局部结构。楔式闸阀的密封性能是通过阀杆的轴向推力使闸板两侧密封面与对应的阀座密封面紧密接触来保证的,所以一般需要电动阀门装置的转矩入座控制。当手动关闭楔式闸阀的操作力超过了电动阀门装置设定的控制转矩(即手动操作过转矩),再进行电动开阀时其开方向转矩开关会动作并发出过转矩报警。

平板闸阀的密封原理与楔式闸阀不同,它是通过阀门两侧管道压差产生的正压力作用在闸板上并紧密接触阀座来实现的,其关闭位置可用电动阀门装置的行程控制机构进行控制,所以不会出现手动过转矩的现象。

对于常规控制电动阀门装置,一般只能在控制室内观察到转矩开关的过转矩指示信号。对于智能型电动阀门装置可在其液晶屏上显示当前的输出转矩值,因而能够在电动开阀操作中观察到此前的手动关闭操作力是否过大,这也是智能型电动阀门装置具有的优点。

如果确认阀门的电动开启过转矩是手动关阀所致,解决的方法只能先用手动操作将阀门打开,然后再验证阀门的电动启闭性能。

电动阀门注意事项

(1)不允许人为将切换手柄强行复位。对于半自动电动优先型式的手电动切换机构,其电动状态是自动复位,即处于手动状态的切换手柄在电动控制时会自动回到电动位置。如果人为强行将其从手动位置搬回到电动位置则会造成内部结构损坏。虽然这种现象已很少发生,但仍有使用者对其原理不能完全理解,所以在此提出。

(2)切换手柄和手轮不允许碰撞或用于起吊阀门。在电动阀门的使用中经常发现电动阀门装置的手轮和切换手柄损坏或变形,原因多与电动飞, 成套过程中未能妥善保护有关。由于电动阀门装置的手轮与手动阀门的手轮比较相对薄弱,所以不允许碰撞或作为吊点起吊电动阀门。

高速轴手动机构的手轮轴直径较小,手轮侧面受力过大容易造成弯曲。手轮的平面方向(手轮轴外露部分的轴向)不应受到强烈撞击,以避免图2所示的手动齿轮和离合齿轮在电动状态下接触。因为手轮一旦随电动机高速旋转会严重影响操编辑的安全。

(3)不推荐在手轮上增设杠杆进行手动操作。GB/T24923-2010《普通型阀门电动装置技术条件》中未对电动阀门装置的手动操作力作出规定,所以在产品的设计选用中对不同转矩规格的手动操作力尚无明确的要求。基于产品技术的发展和使用技术的规范,与之相关的技术参数应在该标准的修订中给予增补。在JB/T8531-2013《阀门手动装置技术条件》中规定了zui大手轮操作力一般应小于300N。参照该标准,手轮操作力较大的情况在图1中低速轴手动型式中会出现,而在图2的高速轴手动型式中此类现象并不明显,因为其手动速比较大。闸阀的局部结构

以手轮操作力300N计算(理解为作用在手轮单边上的力或力偶),当低速轴手动型式电动阀门装置的手轮直径为355mm时,作用在手轮上的转矩值约为53N.m,它显然已不适合常见输出转矩规格的多回转电动阀门装置操作。而如果此时电动阀门装置的输出转矩规格是300N.m,其手轮半径为1000mm才能满足手轮操作力的规定,显然任何电动阀门装置的手轮直径都不可能达到该尺寸。所以,实际使用中通常在手轮上增加杠杆以克服瞬间手动操作力过大的问题,但这种措施并不符合标准的操作要求。

电动阀门装置手动机构与手动阀门完全不同,所以不推荐在手轮上增设杠杆,尤其关闭阀门的手动操作。因为大多数电动阀门装置(包括智能型)的手动操作力是无法通过转矩控制机构进行观测控制,如果手动力过大则可能使阀门和电动装置受到损害。

为使电动阀门装置的手轮操作力合理,用户可以要求在一定转矩规格的低速轴手动机构电动装置上增设手动减速器以减小手轮操作力。图6示出一种增加了圆锥齿轮减速装置的手动机构,其减速比一般在4:1左右。除了圆锥齿轮减速外还有蜗轮减速结构,Rotork 400N.m以上规格多回转电动阀门装置就采用了蜗轮手动减速器,他们均能有效缓解手轮力过大的问题。

由于电动手动槽阀门的输入力因人而异,所以Limitorque电动阀门装置可在手轮与手轮轴之间加装一种手动输入转矩限制器,它可对手动操作力进行设定和限制,从而有效地保证电动阀门的手动操作安全。

电动阀门结论减速器低温低速轴手动机构

(1)手动机构由切换机构和操作机构两部分组成的,前者的功能是电动和手动状态的转换,后者用于手动操作。

(2)切换机构的型式有半自动电动优先、全自动、完全手动3种,zui常用的是半自动电动优先型式,全自动型式多用于独立式部分回转电动阀门装置。

切换型式的不同仅说明产品技术水平的一个方面,它与电动阀门装置的基本性能无关。

(3)手动机构的设置有低速轴和高速轴之分,前者适合400N.m以下小转矩电动阀门装置,后者适合400~10000N.m范围的中大转矩规格电动阀门装置。

低速轴手动机构的切换力和手轮力较大,而高速轴手动机构一般不存在该问题。

(4)转矩入座阀门手动关闭时操作力过大容易造成过载并且无法显示,其结果是电动开启时转矩开关动作,此时应以手动操作将阀门打开然后再进行电动操作。

(5)电动阀门装置的手动机构不同于手动阀门,因而其正确使用很重要,否则会影响电动阀门装置和电动阀门的性能,甚至造成相关零件损坏。

(6)在相关技术标准中对手动操作的技术参数给予明确规定很有必要,如一定转矩规格电动阀门装置的手动切换力、手轮直径、手轮操作力等。

随着电动阀门应用的普遍和电动装置技术的成熟,用户和产品制造单位将会更注重一些实际应用问题的研究、解决,手动机构与手动操作问题仅是其中一个方面,它会对电动阀门装置产品技术的发展和完善起到推进作用。

相关产品:电动阀门实行器图片? ?中央空调电动阀门安装技术? ?电动阀门常见的问题及产生原因

暂无评论!
我要评论 只有购买过该商品的用户才能评论。
网站导航
  • QQ咨询
  • QQ QQ
  • 电话咨询
  • 18201998116
您是第 52966 位访客!
XML 地图 | Sitemap 地图