气动球阀是阀体为单回转90°的开关阀门,气动执行器(气动头)在气源压力的作用下,推动活塞运动,带动阀门实现开关动作。气动阀门使用的气源压力一般为 0.3~0.8MPa,一般配置以下元件,过滤减压阀、电磁阀、限位开关、气动头和其他元件。按照发生故障时,阀门的动作形式,将气动阀门分为两大类,单作用和双作用球阀。
双作用气动球阀的工作原理,压缩空气(气源)首先经过过滤减压阀,清除其中含有的水分、油分以及固体粉尘颗粒,并调节系统压力至设定值,以提供稳定的气源压力。然后,气体流入电磁阀进气口 a,从气口 b 流入到气动头,推动活塞动作,排气通道为 d~E,线圈得电以后,电磁阀换向,气体从气口 d 流入到气动头,推动活塞向相反方向动作,排气通道为 b~c。
单作用气动球阀的工作原理,同前,压缩空气首先通过过滤减压阀,电磁阀线圈得电时,气体流入电磁阀进气口 a 口,从气口 b 流入到气动头,推动活塞动作,同时气动头内弹簧被压缩,当发生故障时(失气或者失电),电磁阀恢复弹簧位,气源被阻断,气动头弹簧释放压缩力,推动活塞向相反方向运动,排气通道为 b~c,可将阀门停留在设定的开启或者关闭位置,防止发生事故。
为满足不同类型的管道系统,需选择对应的管路系统,以下为常见气动元件的选型原则。
序号 | 要求 | 解决方案 |
1 | 普通型,发生故障时,阀门保位 | 双作用气动头、过滤减压阀、电磁阀、限位开关(通过电磁阀与气动头的不同连接,可实现断电状态下,阀门的开启/关闭要求) |
2 | 普通型,故障位置开/故障位置关 | 单作用气动头、过滤减压阀、电磁阀、限位开关 |
3 | 符合 NAMUR 结构标准 | 选用符合 NAMUR 接口的气动头、电磁阀、限位开关 |
4 | 手动操作功能 | 配气动手轮或者液压手动泵等 |
5 | 电磁阀带手动操作 | 选用带手动功能的电磁阀 |
6 | 阀门快速开启/关闭 | 选用大流量的过滤减压阀、电磁阀,加大钢管直径,在气动头出气口增加快排阀1以及电磁阀控制大口径气控阀等 |
7 | 阀门开关时可调 | 增加调节阀(针阀)或者阻尼器 |
8 | 现场无电源或禁电 | 将电磁阀换成气控阀 |
9 | 现场防爆、防水、防腐蚀等 | 选用相应等级的气动头、电磁阀、限位开关、连接件等 |
10 | 阀门/关度可调 | 选用定位器代替电磁阀、限位开关 |
11 | 双作用气缸实现单作用功能 | 增加气罐、气控阀等元件 |
12 | 现场禁铜 | 不选用含铜的气动元件,如铜管、铜管接头、铜电磁阀 |
13 | 增加电磁阀可靠性 | 选用两个或者更多电磁阀控制 |
选择气动头时,首先确定是单作用气动头还是双作用气动头,然后,根据阀门工况、气源压力等参数,选用符合输出扭矩要求的气动头。
电磁阀选型的时候,要注意电磁阀的特征参数是否满足需要,如压力范围、流通介质、工作温度、流通系数、电压、防爆要求以及其他功能等。
过滤减压阀选型的时候,要注意过滤减压阀的压力范围、流通介质、工作温度、排水装置(自排、手排)及滤芯精度等。
限位开关选型的时候,要注意反馈方式(机械式、感应式)、位置指示的颜色是否符合要求,以及是否符合相应的防爆等级等。