進口氣動與電動球閥：您應該使用哪個？

作者：中鼎閥門 時間：2024-12-06 14:22:08 閱讀：

進口氣動與電動球閥：您應該使用哪個？

氣動執行器與電動執行器——哪個最適合您的應用？一般來說，氣動球閥的作用與電動球閥相同：控制介質的流動。

一、關于球閥的注意事項

如果您不熟悉球閥的工作原理，那很簡單。球閥是一種四分之一轉閥，它使用一個帶有一個孔的球來控制介質的流動。該孔被稱為端口或孔口，當打開時，它與閥體對齊以允許流動。球包含在一個主體內，并使用一個連接到輸出軸的桿 - 在這種情況下，是氣動或電動執行器。從關閉位置，逆時針旋轉 90° 打開，順時針旋轉 90° 關閉。

什么是氣動執行器？

氣動執行器依靠壓縮空氣或氣體作為主要動力源。這些執行器不需要電機，但與通常稱為先導閥的集成電磁閥配對時需要電力。

利用供氣口也可以實現遠程駕駛。電磁（先導）閥接收電信號，該信號為其線圈通電并允許空氣流入或流出氣動執行器，隨后打開/關閉球閥。

有兩種類型的氣動執行器可供選擇：雙作用和彈簧復位。兩者都采用齒輪齒條設計，該設計以其可靠性和耐用性而聞名。

• 雙作用氣動球閥
  雙作用使用空氣在兩個方向上移動內部活塞（齒條），從而使執行機構小齒輪旋轉 90°。小齒輪與球閥桿相連，并在其旋轉時打開或關閉球閥。雙作用執行器將在斷電時返回正常位置，并可配置為常開或常閉。如果空氣供應中斷，雙作用執行器將保持在當前位置。

• 彈簧復位氣動球閥
  彈簧復位使用空氣使內部活塞朝一個方向移動，彈簧朝另一個方向移動。這些執行器通常以空氣打開、彈簧關閉操作的形式提供，但也可以作為空氣關閉、彈簧打開。機械彈簧易受彈簧疲勞的影響，使雙作用成為高循環應用的更好選擇。在電源故障或空氣供應中斷的情況下，彈簧復位執行器將無法回到正常位置。

• 雙作用帶故障保護
  Gemini 閥現在提供業界首個帶故障保護功能的雙作用氣動執行器。這將雙作用執行器的耐用性與通常僅由彈簧復位型號提供的故障保護相結合。執行器以雙作用配置運行，直到失去動力或氣壓，彈簧自動接合以將閥門返回到正常位置。

 

氣動執行器的優缺點
優點	缺點
低成本 高耐久性 快速循環時間 彈簧復位故障保護可用 耐過熱和潮濕 與行業標準電動執行器相比，雙作用型號最多可小 70%	更高的運營成本 需要壓縮空氣 快速循環時間

什么是電動執行器？

電動執行器（有時稱為電動或旋轉球閥）由電機和齒輪系提供動力。這些是球閥自動化最受歡迎的選擇。如果沒有可用于驅動氣動裝置的空氣供應，則使用電動執行器。

最常見的電機采用 120AC、24DC 和 12DC 電壓供電。電機在通電時與齒輪系嚙合，該齒輪系產生使球閥循環所需的扭矩。

在 Gemini Valve 的電動球閥的情況下，該扭矩使連接到球閥閥桿的軸旋轉。外部 SPDT（單刀雙擲）開關或設備與電動球閥一起使用，以控制打開或關閉的位置。

對于 Gemini 600 型，從處于關閉位置的球閥開始并向內部執行器接線板上的“端子 2”通電，執行器軸旋轉 90°，此時內部凸輪開關關閉電機。球閥現在處于打開位置。使用外部 SPDT 開關，然后將電源施加到“端子 3”，使執行器軸旋轉 90°，此時另一個內部凸輪開關關閉電機。球閥現在處于關閉位置。此循環過程大約需要 6 秒。Gemini 的電動執行器還具有折疊式手動操作手柄，可在斷電時操作閥門。

 

電動執行器的優缺點
優點	缺點
運行不需要壓縮空氣 低運營成本 最小的噪音 靈活的運動控制  比氣動驅動更慢的循環時間	故障安全選項未廣泛使用 一般成本較高 比氣動驅動更慢的循環時間

差異：電動與氣動執行器

能量源

電動執行器與氣動執行器的最大區別在于其運行的驅動力。 

氣動執行器需要 60 至 125 PSI 的氣源。電磁（先導）閥由交流或直流電壓控制。

當沒有空氣供應時，使用電動執行器。

元件尺寸

與電動執行器相比，雙作用氣動執行器的尺寸減小了 70%。

左：電動執行器；中：氣動雙作用執行器；右：氣動彈簧復位。所示尺寸以英寸為單位。

速度

要打開或關閉閥門，氣動執行器需要 1?2 秒到 1 整秒，具體取決于型號。Gemini 的電動執行器大約需要 6 秒，而其他制造商可能需要 25 秒或更長時間。

溫度

氣動執行器適用于各種環境溫度，額定工作溫度介于 -20°F 和 350°F 之間。電動執行器在高溫應用中可能存在過熱風險，通常額定溫度在 40°F 到 150°F 之間。但是，溫度限制將根據產品和公司對其產品評級的指南而有所不同。 

耐用性和壽命

在規格范圍內使用時，高質量的齒輪齒條式氣動執行器可以循環開啟或關閉多達 1,000,000 次 +/- 次。電動執行器的循環次數為 250,000 +/-，但取決于應用。

NEMA 評級

美國國家電氣制造商協會 (NEMA) 制定了在特定環境中使用執行器的指南，例如危險區域或受水和碎屑影響的位置。 

氣動執行器是防爆的，但在與嵌入式安裝電磁閥配對時必須小心。電動執行器的設計符合以下最常見的NEMA 等級：

• NEMA 4：防水，適合室內或室外使用。該等級設定了對污垢、水和冰的防護等級。 

• NEMA 4X：與 NEMA 4 類似，具有額外的防腐蝕保護等級。

• NEMA 6：潛水式，設計取決于指定的條件和時間。  

• NEMA 7：專為室內應用和某些危險環境而設計。能夠承受內部爆炸的壓力。

彈簧返回

閥門執行器的安全功能是彈簧復位或故障保護選項。在電源或信號故障的情況下，彈簧復位將閥門設置到操作員確定的“安全”位置。 

彈簧復位故障安全選項廣泛用于氣動執行器。然而，這個特性并不像電動執行器那樣容易實現。 

成本

氣動球閥的采購價格一般比電動球閥低。在規格范圍內使用時，它們具有更長的使用壽命，并且可以根據您的應用提供最佳的整體價值。

 

	氣動執行器	電動執行器
能量源	60 至 125 PSI 的空氣供應  由交流或直流電壓控制的電磁閥	電壓 120AC / 24DC / 12DC
常見組件尺寸	2.66” x 3.41” x 3.63”（雙作用） 2.86” x 8.11” x 3.63”（彈簧復位）	7.70” x 6.45” x 4.75”
開/關速度	1?2 秒至 1 秒	6 秒
溫度范圍	-20° 至 350° F	-40° 至 150° F
壽命/周期	1,000,000 +/- 在規格范圍內使用時	250,000 +/- 取決于應用程序
彈簧復位選項	貨源充足	未廣泛使用
行業示例	石油和天然氣 汽車 制藥 食品與飲料 電源處理 化學外加劑和處理	餐飲服務設備 灌溉 洗車系統 水處理設備 制造設施

如何選擇合適的執行器

氣動執行器

如果您的設施可以使用壓縮空氣，您可以探索以下氣動執行器： 

• 雙作用氣動驅動球閥

這些適用于需要斷電故障保護和緊湊型設計的低周期到高周期應用。

• 彈簧復位氣動球閥

此選項專為在發生壓縮空氣或斷電時需要故障保護的中等循環應用而設計。

• 雙作用氣動球閥（帶故障保護）

將這些執行器用于在壓縮空氣或斷電時需要故障保護的高循環應用。

電動執行器

如果您的設施或 OEM 設備無法使用加壓空氣，氣動執行器將不是一個選擇。電動執行器在需要較慢循環時間的應用中也很受歡迎。氣動執行器提供的快速 ? 秒循環時間在高流量應用中可能是不利的，因為在循環閥門時介質突然停止會導致水（或其他液體介質）錘擊。