蒸汽控制閥(二) – 驅動器

概論:

驅動器為閥體提供動力做閥門的開關,而驅動器的動力需要多大這與閥門的隘口面積以及流體壓力有直接的關係,可以簡單的公式來說明之間的關係。


F(力) = P(壓力) x A(面積)

因此驅動器的選型必須條件是閥門尺寸(依各廠牌的設計會有所不同)以及流體壓力,此外驅動器復歸彈簧方向與閥門配合即造成閥門 Failure Close(錯誤關-大多數情況與Normally Close”常關”相同) or Failure Open(錯誤開-大多數情況與Normally Close”常開”相同)不同的特性。


一般以安全性考量-

使用流體為蒸汽或其他高熱介質(如熱媒油)做製程加熱時,會使用Failure Close的組合,當系統故障時控制閥會全關以策安全;反之,使用流體為冷卻水或其他冷卻流體(如空氣)做製程冷卻時,會使用Failure Open的組合,以確認安全無虞。

另外,在較為複雜的製程裡,有時單單就Failure Open 或 Failure Close無法完全確保安全性時,可再加裝配件,如電磁閥、計時器….等等,

甚至另外再增加一組控制閥或是增加其餘安全迴路來確保安全,這等情況就必須針對性的對該製程系統做些特殊設計。



驅動器型式介紹:


常見的驅動器為電動驅動器 以及 氣動驅動器 兩種


電動驅動器 –


電動驅動器其內部機構為一電動馬達,配合齒輪箱減速增加扭力,最後經螺桿將扭力轉變為線性力後來驅動閥門。


如上述說明,驅動器動力的需求需與閥門隘口以及流體壓力所計算出來的力來做驅動器的選型,電動驅動器一般會標示驅動器的輸出力為多少,一般標示為kN(千牛頓) 電動驅動器的動力來源於電力。

一般在台灣,常見電力的選擇有220Vac、110Vac、24Vac 以及 24Vdc 四種。

另外,控制閥的比例式控制功能基本上皆為選配功能,就電動驅動器來說,大部分電動驅動器的比例式功能是在驅動器的內部加裝一電路板以及一部份的機械結構做感測回饋以及控制,於外觀上並無法辨別有無比例式功能,必須由該驅動器的型號或是內部的電路圖來辨別。


建議應用:

優點:在無壓縮空氣源的地點,也可以安裝使用。

缺點:大多數的電動驅動器作動的速度相較氣動驅動器來說較為緩慢,因此不適合使用在大多數變化較為頻繁的製程上。



氣動驅動器 –


氣動驅動器的內部結構又分為兩種,膜片式 以及 活塞式,膜片式為一軟質橡膠片與閥門相連結,膜片(Diaphragm)一面為覆歸彈簧,一面通入壓縮空氣,令壓縮空氣與彈簧力做力平衡來達到閥門控制的效果。

活塞式為一活塞於缸內做活塞運動,與膜片式同理,活塞與閥門相連結,活塞(Piston)一面為覆歸彈簧,一面通入壓縮空氣,令壓縮空氣與彈簧力做力平衡來達到閥門控制的效果。


力平衡 –

覆歸彈簧側 F(力) = K(彈簧係數) x S(彈簧壓縮行程)

壓縮空氣側 F(力) = P(壓縮空氣壓力) x A(驅動器軸向截面積)

由上公式可得知氣動驅動器的選型除閥門因數以外,與現實可提供的壓縮空氣壓力(覆歸彈簧的彈簧係數為配合壓縮空氣壓力做選型)有最直接的關係。


氣動驅動器的比例式功能取決於有無安裝 定位器(Positioner),一般為外部加裝,該產品將於下個章節做介紹。


建議應用:

優點:作動的速度相較電動驅動器來說反應極為快速,因此適合使用在大多數的製程。

缺點:現場須有壓縮器源供應方可作動。


推薦產品:

氣動驅動器(100 cm² to 2400 cm²) PA 系列

電動驅動器 (1.2 kN - 25 kN) EL 系列


有應用上的相關問題,請發信洽詢

索能小編



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