文档介绍：电驱动气体换向阀设计说明书
第一章概述
在实际工业应用中,阀门广泛应用于气体、液体及粉状固体的开关状态的切换、流体的混合、换向等。一般情况下,对阀门的驱动控制有手动、气动、液动及电动四大类,也有两种以上驱动方式组合式。由于工业控制技术的发展及为了实现自动化操作,一般情况下采用手动方法来驱动阀门已很少应用,除非该阀门手动驱动方便及不常操作的情况下采用。而大部分采用气、液动或电驱动。由于气、液动需要有压缩气体或液体源,使系统复杂投资加大,故采用电驱动来控制阀门不失为一种投资省,操作方便的选择。
对于大气量的工业气体的控制,无论采用流体控制阀门还是电驱动控制阀门,一般情况下是一个驱动装置只能控制一个阀片的动作,而本设计采用曲柄连杆机构,用一个电驱动装置控制两个阀片的动作,由于两个阀片的两动作用,可实现气体的混合、分流、换向工作。
第二章应用
根据气体在阀门中的流向及阀片开关状态不同,可实现如下使用功能:
1、气体的混合:
当气体从阀体上端口及侧面口流入,两路气体阀门混合后由阀体下出口流出。调节不同的开关位置,可调节两种气体的混合比例,这在化工行业可用于两种不同性质的气体混合反应生产出新的产品。
气体的分流
气体从阀门下端口流入,分别由上端吸侧端口流出,可实现一种气体变或两个分支分别流出。通过调节阀门的开度,可以调节流出的两路气体的流出比例。这在工业中用于余热利用及气体调节方面。
气体的换向
气体的换向根据进、出气体方向的不同可分为三种情况:
两路气体分别流向一个方向
即两路气体可切换,分别由上口及侧口流入下口,通过驱动装置的行程达到远端及近端位置,可分别切关/开两个入口其中的一个。这在工业应用中可实现对不同气源进行取气。
一路气体向两个方向输送
气流从阀门下口流入,可分别从两个出口流出,也是利用驱动机构在最远/最近点来关/开两个阀片,使入流气体可向两个方向输送。这在工业应用中可实现对两个方向进行供气。
切换气流方向
当主气流需要从下口进入、上口流出、而侧口可以进气时,也是通过完全开/关两个阀片来实现的,即气体流向是逆向运动,这在工业应用中主要用在除尘设备的反吹清灰上。
第三章设计计算
原始条件
现拟设计一用于通风量4000 m3/h之阀门,根据工业实际应用时的经验,气体在管道内的流速太低不经济,太高又会造成气体流加剧,系统阻力过大,能耗加大,一般选取V=12~24m/s
确定气阀口经
4000 m3/h÷3600= m3/s
÷12= m2
÷24= m2
故本阀的口径为:(正方形边长):
=
=
拟采用两种口径,大口径选取320×320>304×304mm
***选取220×220>215×215mm
确定驱动装置:
由于本阀门为由柄连杆机构运动,故需驱动装置的传动方向为水平弧线,可考虑采用电动推杆作为驱动装置。
随着机械化自动化水平的不断提高,各工业部门迫切需要一种经济、方便、可靠的驱动执行机构。电动推杆可满足机械化、自动化水平不断提高的要求,它不但可作直线往复运动的执行机构,而且通过杠杆、摇杆或连杆等机构可转换成许多复杂的动作,由于这种特性,电动推杆可满足本驱动装置的使用要求。
电动推杆除适用远距离操纵,高空及危险地方操作外,还可供自控系统集中控制。与气动、液压等执行机构相比,不但选价可低数倍至数十倍,并可省去许多复杂管道。由于电动推杆只需在执行动作的数秒钟倒数十秒钟内耗用少量电力,功力消耗与气动、液压机构相比较,只达到上述机构的几十分之一,用时还可省去许多空压机、油泵等之类的辅助设备。所以电动推杆是一种经济效益很高的驱动设备。
由于在电动推杆上装有过载保护装置,使用时由于各种原因造成过载,即可自动切断电源,不至于损坏机件或造成其它事故。
电动推杆是一种往复运动的电力驱动装置,可以用于各种复杂的或简单的工艺流程中,尤其是当受力点的运动轨迹为以某点为圆心的弧状运动时,非常适合。电动推杆由驱动马达、减速齿轮、丝杆、螺母、导套、推杆、滑座、弹簧、外壳、连接头及行程开关等零件所组成,结构紧凑、动作灵活、安装维护方便。
电动机通过一对齿轮减速后,带动一对丝杆螺母,把电机的旋转运动变动为直线运动,利用电动机的正、反转完成推拉动作。推动和拉力相等。如通过改变杠杆力臂长度,可以增长行程。机构内设有过载自动保护装置,当推杆行程到极限位置或超过额定推动一定数值时,推杆自动停机。
驱动装置的选型
假定大阀门关闭紧时,每半个阀门所需推力为20kg则一个阀门所需推力为40kg,考虑非正常情况,,则所需推力为40×=100 kg
故选取电动推杆D