蝶阀气动执行机构的选型需匹配蝶阀的扭矩需求、工况条件及控制要求,核心是扭矩核算,同时结合安装方式、控制精度、环境因素等综合判断。以下是分步选型指南,附关键计算和注意事项:
这是选型的基础,扭矩不足会导致阀门无法启闭,扭矩过大则造成成本浪费。蝶阀的需求扭矩分为启闭扭矩和稳态扭矩,需取最大值作为选型依据。
扭矩计算公式蝶阀的理论扭矩与口径、压力、阀座材质、介质特性相关,通用公式:T=K×ΔP×D3其中:
扭矩修正系数实际工况需叠加修正系数,避免选型偏差:
介质修正:含颗粒、高粘度介质,修正系数 f1=1.2∼1.5;
温度修正:高温(>150℃)或低温(<-20℃)工况,密封件刚度变化,修正系数 f2=1.1∼1.3;
安全系数:为应对工况波动,需乘以 1.2~1.5 的安全系数(优先选 1.5,用于易燃易爆、高压等危险工况)。最终选型扭矩 选型理论安全系数。
气动执行机构主要分单作用式和双作用式,需根据工况安全要求选择:
| 类型 | 结构与原理 | 优势 | 适用场景 | 注意事项 |
|---|
| 双作用式 | 气缸两端交替进气 / 排气,推动活塞驱动阀门启闭 | 扭矩大、响应快、动作稳定,行程可双向调节 | 常规工况,无特殊安全要求(如化工常规管路、水处理) | 失气时阀门保持原位,需额外配置保位阀 |
| 单作用式 | 单侧进气,另一侧靠弹簧复位;分常开型(失气开)和常闭型(失气关) | 失气自动复位,满足安全联锁要求 | 危险工况(如燃气、有毒介质),需紧急切断 / 放空 | 弹簧扭矩随行程变化,需校核启闭全程扭矩匹配 |
执行机构厂家会提供扭矩 - 气源压力曲线,需确认在额定气源压力下,执行机构的输出扭矩 ≥ 选型。
单作用执行机构需重点校核弹簧复位扭矩:阀门关闭 / 开启的末端扭矩最大,需确保弹簧扭矩在此位置仍能满足需求。
控制附件配置执行机构需搭配附件实现控制功能,根据控制精度选择:
基础控制:电磁阀(2 位 5 通用于双作用,2 位 3 通用于单作用)+ 消声器,实现阀门开关控制;
精准调节:定位器(电气阀门定位器,输入 4~20mA 信号),用于调节阀开度(如流量、压力调节工况);
保护附件:限位开关(反馈阀门启闭状态)、减压阀(稳定气源压力)、保位阀(失气锁位)、过滤减压阀(净化气源,防杂质损坏气缸)。
安装方式匹配
环境与介质适应性
腐蚀性环境(如化工、海洋):执行机构缸体选不锈钢或喷涂防腐涂层,附件选防爆型;
高温工况(>200℃):需选耐高温密封件(如氟橡胶),避免气缸漏气;
防爆要求(如油气、化工):电磁阀、定位器需符合防爆等级(如 Ex d II BT4)。
严禁仅按蝶阀口径选型:同口径蝶阀,高压工况的扭矩远大于低压工况,需以压差为核心计算依据。
单作用执行机构的弹簧疲劳寿命:频繁启闭工况需选择高寿命弹簧,避免弹簧失效导致复位失灵。
气源品质要求:压缩空气需干燥、无油、无杂质,否则会磨损气缸内壁和密封件,缩短寿命。