電動(dòng)套筒調(diào)節(jié)閥ZAZM 上海申弘閥門有限公司 之前介紹高壓減壓閥，現(xiàn)在介紹ZAZM系列型電動(dòng)套筒調(diào)節(jié)閥，接受調(diào)節(jié)儀表來的直流電流信號(hào)，改變被調(diào)介質(zhì)流量，使被控工藝參數(shù)保持在給定值。廣泛應(yīng)用于電力、冶金、化工、石油、輕紡、制藥、造紙等工業(yè)部門的生產(chǎn)自動(dòng)化控制。本系列產(chǎn)品公稱通徑由20至200mm，公稱壓力有1.0、1.6、4.0、6.4MPa，使用溫度范由-40℃~450℃，接受信號(hào)為0~10mA.DC或4~20mA.DC。其中電動(dòng)單座調(diào)節(jié)閥適用于壓差較小，介質(zhì)粘度較大或稍有顆粒雜質(zhì)場合。電動(dòng)套筒調(diào)節(jié)閥適用于壓差較大場合。按閥內(nèi)件密封部分材質(zhì)分又有金屬-金屬和非金屬-金屬密封兩種，后者閥關(guān)閉時(shí)泄漏量可達(dá)VI級(jí)（零泄漏）標(biāo)準(zhǔn)。按填料不同可分為一般填料密封和波紋管密封兩種，前者用一般場合，而后者用至不允許外漏的重要場合。流量特性為線性或等百分比。配用不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分為普通型和電子型兩種。多種多樣的品種規(guī)?？晒┻x擇。
1電動(dòng)套筒調(diào)節(jié)閥ZAZM系統(tǒng)工作原理和功能
閥門的控制量為閥門開度，在應(yīng)用場合往往會(huì)根據(jù)實(shí)際需要將閥門開或關(guān)，或者開到一定程度，甚至動(dòng)態(tài)的以某種規(guī)律開關(guān)。在傳統(tǒng)的模擬控制方式中用時(shí)間、電流的大小來表示閥門的開啟角度。由于影響時(shí)間、電流(電壓)等參數(shù)的因素很多，因此顯示的開啟角度與閥門的實(shí)際位置不易達(dá)到同步，經(jīng)常出現(xiàn)明顯的誤差。同時(shí)，簡單的模擬量控制提供的信息極為有限，不利于系統(tǒng)的調(diào)試和檢修。筆者設(shè)計(jì)的智能型控制系統(tǒng)采用數(shù)字化的方法來控制電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行。
采用MOTOROLA公司單片微處理器和外圍芯片組成智能化的位置控制單元，接收統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)(如4～20mA的電流信號(hào))，經(jīng)信號(hào)處理及A/D轉(zhuǎn)換送至微處理器，微處理機(jī)將處理后的數(shù)據(jù)送至顯示單元顯示調(diào)節(jié)結(jié)果，運(yùn)算處理后產(chǎn)生的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)。此外，系統(tǒng)帶通訊功能，可以接收上位機(jī)的指令，進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)字控制。同時(shí)也可以在智能控制器本地的人機(jī)界面上通過菜單和按鈕實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場手動(dòng)控制。 電動(dòng)執(zhí)行器的原理，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理
通俗習(xí)慣說法：電動(dòng)執(zhí)行器=電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
教課書等教材上指：電動(dòng)執(zhí)行器=電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)+閥體
因?yàn)殚y體的種類較多：直通閥、蝶閥、球閥、閘閥等等。
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)+各種閥體就形成了另一類產(chǎn)品——電動(dòng)調(diào)節(jié)閥（還可細(xì)分成：電動(dòng)調(diào)節(jié)直通閥，電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥，電動(dòng)調(diào)節(jié)球閥等等）。
所以習(xí)慣上電動(dòng)執(zhí)行器就指電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，不含閥體。
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)本機(jī)由電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、限位機(jī)構(gòu)、過力矩保護(hù)機(jī)構(gòu)及位置反饋裝置等組成。
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是以電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)源、以直流電流為控制及反饋信號(hào)。
當(dāng)上位儀表或計(jì)算機(jī)發(fā)出控制信號(hào)后，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照信號(hào)大小比例地動(dòng)作，通過輸出軸使閥門或風(fēng)門開到相對(duì)應(yīng)的開度，并將系統(tǒng)開度信號(hào)反饋回控制室內(nèi)，從而完成系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能。
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)還可配操作器、伺服放大器等儀表一起使用。
操作器作用是：
A. 傳遞信號(hào)，在控制室內(nèi)為操作者提供可視的輸入及反饋信號(hào)值，便于觀察現(xiàn)場閥位。
B. 在控制信號(hào)失靈或檢修系統(tǒng)時(shí)，可用其直接操作電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成事故檢修情況下的人工手動(dòng)操作。
伺服放大器（即位置定位器）作用是：
信號(hào)放大，它接受4-20mA的控制信號(hào)，將信號(hào)放大為可控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的強(qiáng)電信號(hào)，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。
伺服放大器有兩種模式可供客戶選擇:
A. 一種為執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身的控制板上帶有伺服放大器功能，結(jié)構(gòu)緊湊，不需占有儀表盤后空間，安裝及調(diào)試較為簡單（即電子一體化）。
B. 另一種為單獨(dú)放置的位置定位器，安裝于儀表盤后，這是一種較為傳統(tǒng)的應(yīng)用方法，檢修及更換較為容易（即分立式比例調(diào)節(jié)型）。 
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動(dòng)截止閥電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)接上各種閥體，就形成了各種調(diào)節(jié)閥。
電動(dòng)套筒調(diào)節(jié)閥ZAZM 主要功能描述：
1)一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，直接接收4～20mA/4～12mA/12～20mA/0～5V/1～5V等控制信號(hào)，輸出隔離的4～20mA閥位反饋信號(hào)；
(2)具有仿真運(yùn)行功能，并可根據(jù)用戶設(shè)定的流量特性曲線運(yùn)行；
(3)控制信號(hào)斷路故障判斷、報(bào)警及保護(hù)功能。斷路故障時(shí)可使執(zhí)行機(jī)構(gòu)或開、或關(guān)、或保特、或在0～100%之間預(yù)置的任意值；
(4)數(shù)字顯示，顯示控制信號(hào)值、閥位值、故障類別；
(5)RS485遠(yuǎn)程通訊功能，通過通訊協(xié)議在上位機(jī)進(jìn)行編程組態(tài)，對(duì)過程量、開關(guān)量作數(shù)據(jù)或圖形處理。
(6)閥門行程自整定，輸入輸出模擬信號(hào)自校準(zhǔn)。
2系統(tǒng)硬件組成
智能控制器根據(jù)智能化、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、成本低等原則，控制核心采用8位微處理器MC68HC908SR12(SR12)，電機(jī)控制的主電路采用電力電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
SR12具有速度快、功能強(qiáng)和價(jià)格低等特點(diǎn)。其zui高工作頻率可達(dá)8MHz，有512字節(jié)的片內(nèi)RAM、12K字節(jié)的片內(nèi)FLASH存儲(chǔ)器，14路10位A/D，及SCI、I2C、SPI等通訊接口［1，4］。
系統(tǒng)應(yīng)用SR12內(nèi)部的A/D進(jìn)行閥門位置信號(hào)及輸入控制信號(hào)的采集，利用PWM輸出經(jīng)過濾波后的位置信號(hào)，利用I2C總線與外部存儲(chǔ)器AT24C08進(jìn)行通訊存儲(chǔ)設(shè)置值，利用SCI接口通過MAX485與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，充分利用了該芯片的內(nèi)部資源，節(jié)約了成本。
2.1號(hào)輸入部分
利用SR12內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換，將輸入的模擬信號(hào)和閥門位置反饋的模擬信號(hào)進(jìn)行量化。采用REF02作為A/D的基準(zhǔn)電壓，其溫度漂移系數(shù)為3PPM/℃。
2.2信號(hào)輸出部分
SR12有3通道8位高速PWM，每個(gè)通道有獨(dú)立的計(jì)數(shù)器，可選擇PWM輸入時(shí)鐘以產(chǎn)生各種PWM頻率，并有自動(dòng)相位控制。利用其中一路PWM作為模擬量輸出信號(hào)，其余兩路作為電機(jī)控制信號(hào)。同時(shí)選擇I/O口PTB6作為繼電器開關(guān)量輸出的控制信號(hào)。
2.3輸入輸出隔離
系統(tǒng)在工業(yè)現(xiàn)場使用時(shí)，涉及到各種儀表、傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，會(huì)由于各種原因引入信號(hào)干擾以及各種危險(xiǎn)的強(qiáng)電壓信號(hào)。為了保證系統(tǒng)的安全，保證檢測的正確性和運(yùn)行的可靠性，采用光耦LOC210對(duì)輸入輸出信號(hào)進(jìn)行隔離。
2.4通訊部分
為了完成工業(yè)現(xiàn)場遠(yuǎn)程控制和組網(wǎng)的需要，系統(tǒng)支持RS485通訊方式。電平轉(zhuǎn)換芯片采用MAX485。實(shí)際工作時(shí)，可以與上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊，進(jìn)行運(yùn)行方式設(shè)定并監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)。
產(chǎn)品特點(diǎn)
閥體按流體力學(xué)原理設(shè)計(jì)的等截面低流阻流道，額定流量系數(shù)增大30%。
可調(diào)節(jié)范圍大，固有可調(diào)比為50，流量特性有直線和等百分比。
電動(dòng)套筒調(diào)節(jié)閥閥塞設(shè)有上、下方的均壓孔，不平衡力小，閥穩(wěn)定性好，套筒互換性強(qiáng)，使用壓差大。
調(diào)節(jié)切斷型采用軟密封結(jié)構(gòu)閥芯，達(dá)VI級(jí)泄漏標(biāo)準(zhǔn)（零泄漏）。
伺服放大器采用深度動(dòng)態(tài)負(fù)反饋，可提高自動(dòng)調(diào)節(jié)精度。
電動(dòng)操作器有多種形式，可適用于4~20mA。DC或0~10mA.DC。
電子型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥可直接由電流信號(hào)控制閥門開度，無需伺服放大器。
波紋管密封型調(diào)節(jié)閥對(duì)移動(dòng)的閥桿形成*的密封，堵絕流體外漏。
零件材料
閥體、閥蓋：HT200、ZG230-450、ZG1Cr18Ni9Ti
閥芯：ZG1Cr18Ni9Ti、司太萊合金堆焊增強(qiáng)聚四氟乙烯
填料：聚四氟乙烯、柔性石墨
推桿、襯套：2Cr13
墊片：橡膠石棉板、10、1Cr18Ni9Ti 石棉纏繞墊片
波紋管：1Cr18Ni9Ti、
主要技術(shù)參數(shù) 公稱通徑DN(mm)
（閥座直徑dn） | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | | (10) | (12) | (15) | (20) | 額定流
量系數(shù) | 直線 | 1.8 | 2.8 | 4.4 | 6.9 | 11 | 17.6 | 27.5 | 44 | 69 | 110 | 176 | 275 | 440 | 690 | | 等百分比 | 1.6 | 2.5 | 4 | 6.3 | 10 | 16 | 25 | 40 | 63 | 100 | 160 | 250 | 400 | 630 | | 額定行程(mm) | 16 | 25 | 40 | 60 | | 公稱壓力PN(MPa) | 1.0 1.6 4.0 6.4 | | 固有流量特性 | 直線、等百分比 | | 固有可調(diào)比 | 50 | | 允許泄漏量 | 單座 | 硬密封：IV級(jí) 軟密封：VI級(jí) | | 套筒 | 硬密封：II級(jí) 軟密封：VI級(jí) | | 工作溫度t(℃) | -20~200 -40~250 -40~450 -60~450 | | 信號(hào)范圍（mA.DC） | 0~10 4~20 | | 作用方式 | 電關(guān)式 電開式 | | 使用環(huán)境溫度（℃） | 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥：-20~70℃ 伺服放大器：0~50℃ | | 使用環(huán)境濕度 | 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥：≤95% 伺服放大器：≤85% | | 電源電壓 | 220V 50Hz 380V 50Hz 24AC/DC |
本產(chǎn)品性能指標(biāo)貫徹GB/T4213-92。 
配套用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有關(guān)技術(shù)參數(shù) | 公稱通徑DN(mm) | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | | 電動(dòng)執(zhí)機(jī)機(jī)構(gòu) | 普通型 | ZAZ-60
DKZ-310 | ZAZ-60
DKZ-310 | DKZ-410 | DKZ-410
DKZ-510 | | 電子型 | JHZAZ1 | JHZAZ1 | JHZAZ3 | JHZAZ3 | 電動(dòng)執(zhí)行
機(jī)構(gòu)推力（N) | 普通型 | 400
4000 | 400
4000 | 6400 | 6400
16000 | | 電子型 | 2000 | 4000 | 6000 | 8000 | | 全行程時(shí)間（S） | 普通型 | 12.5 | 20 | 32 | 48 | | 電子型 | 30 | 30 | 48 | 60 | | 消耗功率（N） | 普通型 | 28 | 35 | | 電子型 | 6 | 15 | 25 | 40 |
表中數(shù)據(jù)僅為常規(guī)配置，具體選用根據(jù)主要參數(shù)及用戶要求而定。 允許壓差 
電動(dòng)套筒調(diào)節(jié)閥允許壓差表 單位：MPa 公稱通徑(mm)
推力(N) | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | | 400 | 1.94 | 1.62 | 1.31 | 1.08 | 0.88 | | | | | | | | 2000 | 6.40 | 6.40 | | | | | | | | | | | 4000 | 6.40 | 6.40 | 6.40 | 6.40 | 6.40 | | | | | | | | 6000 | | | | | | 6.40 | 6.40 | 6.40 | | | | | 6400 | | | | | | 6.40 | 6.40 | 6.40 | 6.40 | 6.40 | 6.40 | | 8000 | | | | | | | | | 6.40 | 6.40 | 6.40 | | 16000 | | | | | | | | | 6.40 | 6.40 | 6.40 |
允許壓差值若大于公稱壓力，則取公稱壓力值。 產(chǎn)品特點(diǎn) 
尺寸重量 普通型 單位：mm | 公稱通徑DN | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | | A | 460 | 530 | 630 | | B | 230 | 230 | 260 | | H1 | 490 | 540 | 625 | | L | 150 | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 | 400 | 480 | 600 | | H2 | 175 | 180 | 215 | 218 | 230 | 280 | 285 | 315 | 400 | 460 | 540 | | H3 | 53 | 57.5 | 70 | 75 | 82.5 | 92.5 | 100 | 110 | 125 | 142.5 | 170 | | 重量 | PN1640 | 50 | 5254 | 56 | 58 | 75 | 87 | 95 | 132 | 135 | 155 | | | PN64 | 53 | 56 | 58 | 65 | 68 | 84 | 110 | 129 | 177 | 180 | 210 |
電子型 單位：mm 
| 公稱通徑DN | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | | D | φ155 | φ162 | φ170 | | H4 | 290 | 325 | 380 | | L | 150 | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 | 400 | 480 | 600 | | H5 | 175 | 180 | 215 | 218 | 230 | 280 | 285 | 315 | 400 | 460 | 540 | | H6 | 53 | 58 | 70 | 75 | 82 | 92 | 100 | 110 | 125 | 142 | 170 | | 重量 | PN1640 | 10 | 12 | 15 | 17 | 18 | 34 | 46 | 54 | 76 | 79 | 100 | | PN64 | 13 | 16 | 19 | 26 | 27 | 43 | 69 | 85 | 120 | 125 | 150 |
調(diào)節(jié)閥的配管設(shè)計(jì)要考慮許多因素。這些因素的基本要求是：在調(diào)節(jié)閥的使用期間，調(diào)節(jié)閥的總費(fèi)用zui小而性能。因此，從調(diào)節(jié)閥的經(jīng)濟(jì)性和使用上，應(yīng)認(rèn)真考慮下面列舉的一系列問題是非常有用的：
（1）怎樣設(shè)計(jì)閥門的入口和出口配管？ （2）應(yīng)當(dāng)用多長的直管段？ （3）應(yīng)當(dāng)使用多大的管線尺寸？ 調(diào)節(jié)閥的配管設(shè)計(jì)首先要研究總體的配管設(shè)計(jì)。配管設(shè)計(jì)一般要滿足壓力規(guī)范、腐蝕和磨損的要求、噪音級(jí)的要求以及工廠發(fā)展的要求。下述的流體流動(dòng)速度是典型的：液體―1.5米／秒，蒸氣—30～37.5米／秒，氣體—70～120米／秒。管材價(jià)格以及制造費(fèi)用對(duì)選擇管線大小的影響很大。高壓不銹鋼配管系統(tǒng)要求焊接、進(jìn)行應(yīng)力消除和射線檢查，可以容許選擇更高的管線流速。據(jù)文獻(xiàn)記載，高壓高溫的蒸氣流速大于120米／秒，給水流速12米／秒。 
（4）是否需要大小頭？下游側(cè)配管是否要擴(kuò)徑以滿足流體的膨脹？ （5）是否需要切斷閥?如果要，什么型號(hào)？尺寸多大？ （6）要不要旁路閥?如果要，什么型號(hào)？尺寸多大？ （7）調(diào)節(jié)閥應(yīng)當(dāng)安裝在與感測元件有關(guān)的管線的什么位置上？ （8）調(diào)節(jié)閥要安裝在什么高度上才便于操作人員操作？ （9）調(diào)節(jié)閥的安裝位置在維修和手動(dòng)操作時(shí)，人是否能過得去？在正常操作中是否可以看到閥桿位移指示？ （10）調(diào)節(jié)閥是否靠近手動(dòng)操作所需要的設(shè)備或指示器？ （11）在調(diào)節(jié)閥操作的任何階段是否會(huì)傷害人員和損壞設(shè)備？ （12）要不要放空和排放閥門?如果要，要幾個(gè)，什么型號(hào)，多大尺寸，要安裝在什么地方？這些閥門的配管是否需要接到一個(gè)安全的地點(diǎn)？ （13）要不要壓力表?如果要，要幾個(gè)，安裝在什么地方，如何配管？ （14）是否需要泄壓裝置?如果要，多大尺寸，安裝在哪里？ （15）是否需要管線過濾器?如果要，是在工廠建設(shè)時(shí)裝上，還是在裝置停工和停用待修之后再裝上？ （16）需要什么型號(hào)的管件？ （17）應(yīng)使用什么樣的結(jié)構(gòu)材料？ （18）安裝配管必須滿足什么規(guī)范？ （19）閥門是否需要保溫？ （20）閥門是否需要安裝伴熱管線？ （21）如果調(diào)節(jié)閥不能垂直安裝，要選擇什么方位安裝？ （22）調(diào)節(jié)閥應(yīng)當(dāng)如何支撐? （23）對(duì)于氣動(dòng)和液壓的管線和輔助設(shè)備有什么要求? （24）如果調(diào)節(jié)閥已被拆卸，有什么方法可以隔斷氣動(dòng)或液壓配管和輔助設(shè)備?這些配管和輔助設(shè)備是否要單獨(dú)支撐？與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥連在一起的電氣設(shè)備也必須有同樣的考慮。 （25）是否需要疏水器，如果要，裝在什么地方？ （26）是否需要取壓管嘴，如果要，取壓點(diǎn)將選在什么地方，取壓閥要多大，要什么型號(hào)的? （27）調(diào)節(jié)閥是否會(huì)受到運(yùn)輸車輛損壞，如果可能，將怎樣保護(hù)? （28）有什么防震和防火的措施？ （29）閥縮徑還是用大小頭？ 在許多情況下，選擇的管線要大一些以適應(yīng)將來工廠的發(fā)展。這樣，新建工廠的調(diào)節(jié)閥可以比安裝調(diào)節(jié)閥的管線尺寸小一級(jí)或兩級(jí)。此時(shí)，選擇調(diào)節(jié)閥有兩種方法：①選擇與管線同樣大小調(diào)節(jié)閥用小直徑的閥內(nèi)件。例如，DNl00的閥用dg50的閥內(nèi)件；②選擇計(jì)算所得的zui小的調(diào)節(jié)閥，再用大小頭與管道連接。 應(yīng)選擇哪一種方法一般是通過對(duì)閥門、配管和要求的費(fèi)用分析決定。壓力降關(guān)系到泵和動(dòng)力的費(fèi)用。 推薦選用與管線同徑的調(diào)節(jié)閥用小的閥內(nèi)件的方法。除非費(fèi)用的分析表明選用zui小直徑的調(diào)節(jié)閥的方法有很大的*性，對(duì)于DN50或更小的管線，習(xí)慣上在許多工業(yè)過程中都選擇與管線同徑的調(diào)節(jié)閥。 （30）切斷閥、旁路閥的推薦尺寸 在許多工業(yè)過程中，普遍的做法是安裝切斷閥的旁路閥，以適應(yīng)設(shè)備連續(xù)操作的需要。切斷閥用來隔離調(diào)節(jié)閥，而當(dāng)調(diào)節(jié)閥在維修時(shí)使用旁路閥。也有一些不使用切斷閥的例外，由于增加一個(gè)或多個(gè)切斷閥，就要增加一個(gè)或多個(gè)切斷閥的費(fèi)用：某些工藝配管可能只裝一個(gè)切斷閥就能起到在維修時(shí)隔離調(diào)節(jié)閥的全部作用。某些重要的工藝過程不能允許粗心大意打開旁路閥或關(guān)閉切斷閥。在大多數(shù)情況下考慮到費(fèi)用，都采用和表7-1建議相似的zui小的切斷閥和旁路閥尺寸。 
連接標(biāo)準(zhǔn) 法蘭標(biāo)準(zhǔn)：鑄鐵法蘭按GB4216-84、鑄鐵法蘭按GB9113-88
法蘭密封面型：PN10、PN16為凸面
PN40、PN64為凹凸面，閥體為凹面
結(jié)構(gòu)長度：GB12221-89
夾套保溫型夾套載熱體接口：對(duì)焊φ18×4
閥體法蘭及法蘭端面距離可以按用戶的標(biāo)準(zhǔn)制造。如ANSI、JIS、DIN等標(biāo)準(zhǔn)。 與本文相關(guān)的論文：調(diào)節(jié)閥流通能力Kv值 |
