氣動球閥是閥體為單回轉90°的開關閥門,氣動執行器(氣動頭)在氣源壓力的作用下,推動活塞運動,帶動閥門實現開關動作。氣動閥門使用的氣源壓力一般為 0.3~0.8MPa,一般配置以下元件,過濾減壓閥、電磁閥、限位開關、氣動頭和其他元件。按照發生故障時,閥門的動作形式,將氣動閥門分為兩大類,單作用和雙作用球閥。
雙作用氣動球閥的工作原理,壓縮空氣(氣源)首先經過過濾減壓閥,清除其中含有的水分、油分以及固體粉塵顆粒,并調節系統壓力至設定值,以提供穩定的氣源壓力。然后,氣體流入電磁閥進氣口 a,從氣口 b 流入到氣動頭,推動活塞動作,排氣通道為 d~E,線圈得電以后,電磁閥換向,氣體從氣口 d 流入到氣動頭,推動活塞向相反方向動作,排氣通道為 b~c。
單作用氣動球閥的工作原理,同前,壓縮空氣首先通過過濾減壓閥,電磁閥線圈得電時,氣體流入電磁閥進氣口 a 口,從氣口 b 流入到氣動頭,推動活塞動作,同時氣動頭內彈簧被壓縮,當發生故障時(失氣或者失電),電磁閥恢復彈簧位,氣源被阻斷,氣動頭彈簧釋放壓縮力,推動活塞向相反方向運動,排氣通道為 b~c,可將閥門停留在設定的開啟或者關閉位置,防止發生事故。
為滿足不同類型的管道系統,需選擇對應的管路系統,以下為常見氣動元件的選型原則。
序號 | 要求 | 解決方案 |
1 | 普通型,發生故障時,閥門保位 | 雙作用氣動頭、過濾減壓閥、電磁閥、限位開關(通過電磁閥與氣動頭的不同連接,可實現斷電狀態下,閥門的開啟/關閉要求) |
2 | 普通型,故障位置開/故障位置關 | 單作用氣動頭、過濾減壓閥、電磁閥、限位開關 |
3 | 符合 NAMUR 結構標準 | 選用符合 NAMUR 接口的氣動頭、電磁閥、限位開關 |
4 | 手動操作功能 | 配氣動手輪或者液壓手動泵等 |
5 | 電磁閥帶手動操作 | 選用帶手動功能的電磁閥 |
6 | 閥門快速開啟/關閉 | 選用大流量的過濾減壓閥、電磁閥,加大鋼管直徑,在氣動頭出氣口增加快排閥1以及電磁閥控制大口徑氣控閥等 |
7 | 閥門開關時可調 | 增加調節閥(針閥)或者阻尼器 |
8 | 現場無電源或禁電 | 將電磁閥換成氣控閥 |
9 | 現場防爆、防水、防腐蝕等 | 選用相應等級的氣動頭、電磁閥、限位開關、連接件等 |
10 | 閥門/關度可調 | 選用定位器代替電磁閥、限位開關 |
11 | 雙作用氣缸實現單作用功能 | 增加氣罐、氣控閥等元件 |
12 | 現場禁銅 | 不選用含銅的氣動元件,如銅管、銅管接頭、銅電磁閥 |
13 | 增加電磁閥可靠性 | 選用兩個或者更多電磁閥控制 |
選擇氣動頭時,首先確定是單作用氣動頭還是雙作用氣動頭,然后,根據閥門工況、氣源壓力等參數,選用符合輸出扭矩要求的氣動頭。
電磁閥選型的時候,要注意電磁閥的特征參數是否滿足需要,如壓力范圍、流通介質、工作溫度、流通系數、電壓、防爆要求以及其他功能等。
過濾減壓閥選型的時候,要注意過濾減壓閥的壓力范圍、流通介質、工作溫度、排水裝置(自排、手排)及濾芯精度等。
限位開關選型的時候,要注意反饋方式(機械式、感應式)、位置指示的顏色是否符合要求,以及是否符合相應的防爆等級等。