Z型多回轉閥門電動執行機構
上海申弘閥門有限公司
多回轉閥門電動執行機構，通稱為Z型。適用于啟閉件做直線運動的閥門，如閘閥、截止閥、隔膜閥、閘門、水閘閥等。用于閥門的開啟、關閉或調節。是對閥門實現遠控、集控和自控的*的驅動裝置。他們具有功能全、性能可靠、控制系統、體積小、重量輕、使用維護方便等特點。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導式減壓閥,空氣減壓閥,氮氣減壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調節閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。廣泛用于電力、冶金、石油、化工、造紙、污水處理等行業。
多回轉電動執行機構有：戶外型、隔爆型、整體型、整體調節型、隔爆整體型、隔爆整體調節型等。按連接型式，還分為轉矩型和推力型。
本產品的性能符合JB/T8528-1997《普通型閥門電動裝置技術條件》的規定。隔爆型的性能符合GB3836.1-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備第1部分：通用要求》，GB3836.2-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備第2部分：隔爆型“d"》及JB/T8529-1997《隔爆型閥門電動裝置技術條件》的規定。并經國家防爆電氣產品質量監督檢驗測試中心檢定，取得了全系列的防爆合格證。經中華人民共和國批準取得全國工業產品生產許可證。
型號示例：
1. 30I-18/50W：表示電動執行機構為多回轉,輸出轉矩300N·m（30kgf·m），電站型接口，輸出轉速18r/min，大轉圈數50，戶外型。
2. Z45T-24/120BS：表示電動執行機構為多回轉,帶手動二級減速裝置,輸出轉矩450N·m（45kgf·m），推力型接口，輸出轉速24 r/min，大轉圈數120，隔爆型。
3. Z120-24/80T：表示電動執行機構為多回轉,輸出轉矩1200N·m (120kgf·m)，輸出轉速24 r/min，大轉圈數80圈，整體調節型。
3.1 電源：常規：單相220V、三相380V，遠程DC24V （50Hz）
特殊：單相110V、三相415V、660V，（50Hz、60 Hz）
3.2 工作環境：
3.2.1 環境溫度：-20~+60℃ (特殊訂貨-60~+80℃)。
3.2.2 相對濕度：95%（25℃時）。
3.2.3.1戶外型用于無易燃/易爆和無腐蝕性介質的場所；
3.2.3.2隔爆型產品有dⅠ和dⅡBT4兩種，dⅠ適用于煤礦非采掘工作面；dⅡBT4用于工廠，適用于環境為ⅡA、ⅡB級T1~T4組的爆炸性氣體混合物。（詳見GB3836.1）
3.2.4 防護等級：戶外型和防爆型為IP55 、IP65、IP67。
3.3 工作制：為短時10分鐘 (特殊訂貨15-60分鐘) 。
3.4 型號規格和主要性能參數見表1。
表1
型號 規格 | 轉矩 (N·m) | 推力 (KN) | 大閥桿 直徑(mm) | 手動 速比 | 輸出轉速 (r/min) | 電機功率 (KW) | 電流 (A) | 參考重量(Kg) |
Z5 | 50 | 20 | 28 | 1:1 | 12/36 | 0.12/0.18/0.18 | 0.57/0.83 | 28 |
Z10 | 100 | 40 | 28 | 1:1 | 18/36 | 0.25/0.37 | 1.03/1.38 | 45 |
Z15 | 150 | 40 | 28 | 1:1 | 18/36 | 0.37/0.55 | 1.38/2.2 | 46 |
Z20 | 200 | 100 | 40 | 1:1 | 18/36 | 0.37/0.75 | 1.38/2.62 | 56 |
Z30 | 300 | 100 | 40 | 1:1 | 18/36 | 0.55/1.1 | 2.2/4 | 58 |
Z45 | 450 | 150 | 48 | 1:1/20:1 或20:1 | 24/36 | 1.1/1.5 | 4/4.12 | 110 |
Z60 | 600 | 150 | 48 | 1:1/20:1 或20:1 | 24/36 | 1.5/2.2 | 4.12/5.25 | 112 |
Z90 | 900 | 200 | 60 | 1:1/25:1 或25:1 | 24/36 | 2.2/3 | 5.25/7.9 | 140 |
Z120 | 1200 | 200 | 60 | 1:1/25:1 或25:1 | 24/36 | 3/4 | 7.9/8.87 | 142 |
Z180 | 1800 | 325 | 70 | 22.5:1 | 18/36 | 4/7.5 | 8.87/15.6 | 250 |
Z250 | 2500 | 325 | 70 | 22.5:1 | 18/36 | 5.5/10 | 12.05/20.5 | 255 |
Z350 | 3500 | 700 | 80 | 20:1 | 18/24 | 7.5/10 | 15.6/20.5 | 330 |
Z500 | 5000 | 700 | 80 | 20:1 | 18/24 | 10/15 | 20.5/26.6 | 350 |
注：如用戶需要，本廠可提供其它的轉速:12/18/24/30/36/42/48/60( r/min)
常規按三排計數器供貨,如轉圈數大定貨時注明,可按四排計數器供貨。
4. 外形及連接尺寸
4.1 外形和外形尺寸(見圖1和表2)
表2 外形尺寸
型號 | H | H1 | L1 | L2 | L3 | F | F1 | F2 | F3 | F4 | ΦD |
Z5 | 271 | 96 | 158 | 226 | 249 | 158 | 259 | - | 310 | - | 316 |
Z10/Z15 | 282 | 113 | 150 | 238 | 287 | 150 | 236 | 313 | 332 | 354 | 300 |
Z20/Z30 | 316 | 130 | 200 | 238 | 295 | 200 | 255 | 317 | 349 | 374 | 400 |
Z45/Z60 | 415 | 195 | 277 | 277 | 394 | 230 | 275 | 391 | 369 | 394 | 460 |
Z90/Z120 | 453 | 195 | 281 | 281 | 412 | 278 | 310 | 426 | 404 | 429 | 556 |
Z180/Z250 | 585 | 250 | 320 | 320 | 474 | 295 | 360 | 476 | 455 | 476 | 320 |
Z350/Z500 | 717 | 280 | 399 | 399 | 1076 | 433 | 417 | 442 | 417 | 542 | 565 |
注：1) L1為戶外型/隔爆型 L2為整體型/隔爆整體型。 圖1 外形圖
2) F1為戶外型 F2為隔爆型 F3為整體型 F4為隔爆整體型/隔爆整體調節型。
4.2與閥門連接的結構示意圖及尺寸
轉矩型的連接尺寸見圖2和表3 推力型的連接尺寸見圖3和表3
表3 連接尺寸
型號 | 轉矩型JB2920 | 推力型GB12222 | ||||||||||||||||||||
法蘭號 | D | D1 | D2 (H9) | h1 | f | h | d1 | d2 | d | n | α | 法蘭號 | D | D1 | D2 (F8) | f | d1 max | d | L | n | α | |
Z5/10/15 | 2 | 145 | 120 | 90 | 2 | 4 | 8 | 30 | 45 | M10 | 4 | 45° | F10 | 125 | 102 | 70 | 3 | T28 | M10 | 40 | 4 | 45° |
2I | 115 | 95 | 75 | 6 | 26 | 39 | M8 | |||||||||||||||
Z20/30 | 3 | 185 | 160 | 125 | 10 | 42 | 58 | M12 | F14 | 175 | 140 | 100 | 4 | T36 | M16 | 55 | ||||||
3I | 145 | 120 | 90 | 8 | 30 | 45 | M10 | |||||||||||||||
Z45/60 | 4 | 225 | 195 | 150 | 5 | 12 | 50 | 72 | φ18 | F16 | 210 | 165 | 130 | 5 | T44 | M20 | 70 | |||||
Z90/120 | 5 | 275 | 235 | 180 | 14 | 62 | 82 | φ22 | F25 | 300 | 254 | 200 | T60 | M16 | 90 | 8 | 22.5° | |||||
5I | 230 | 195 | 150 | 12 | 50 | 72 | φ18 | |||||||||||||||
Z180/250 | 7 | 330 | 285 | 220 | 3 | 6 | 16 | 72 | 98 | φ26 | F30 | 350 | 298 | 230 | T70 | M20 | 110 | |||||
Z350/500 | 8 | 380 | 340 | 280 | 3 | 6 | 20 | 83 | 118 | φ22 | 8 | 22.5° | F35 | 415 | 356 | 260 | T80 | M30 | 150 | |||
5. 結構
Z型電動執行機構由電動機、減速器、力矩控制器、行程控制器、開度指示器、手—電動切換機構、手輪及電氣部分組成。普通型為平面密封；戶外型采用了圓止口和O型圈密封；隔爆型與戶外型的密封結構相同，并增加了隔爆面結構，采用了隔爆型接線盒和YBDF系列戶外、防腐、隔爆型電動閥門用三相電動機。其傳動原理如圖4所示。
圖4
5.1電動機：戶外型采用YDF型，隔爆型采用YBDF型閥門三相異步電動機。
5.2減速器：由一對直齒輪和蝸輪副組成。電動機的動力經減速器傳遞給輸出軸。
5.3力矩控制器：
力矩控制器分戶外型系列和隔爆型系列，其結構見圖5。
5.3.1戶外型系列：當輸出軸上受到一定轉矩后，蝸桿除旋轉外還產生軸向位移，帶動曲拐、曲拐動作時帶動軸和凸輪壓迫微動開關、切斷電機電源、使電機停轉，從而實現對電動執行機構輸出轉矩的控制、達到保護電動閥門的目的。
5.3.2隔爆型系列: 當輸出軸上受到一定轉矩后，蝸桿除旋轉外還產生軸向位移，帶動曲拐、使撞塊產生角位移，從而壓迫凸輪，使支架上抬。當輸出軸上的轉矩增大到整定轉矩時，則至微動開關動作，切斷電機電源，使電機停轉，從而實現對電動執行機構輸出轉矩的控制，達到保護電動閥門的目的。
戶外型
隔爆型
5.4行程控制器：
采用十進制計數器原理，控制精度高。為全系列通用部件，其結構見圖6。其工作原理為：由減速箱內的一對大小傘齒輪帶動主動小齒輪（Z=8），再帶動行程控制器工作。如果行程控制器按閥門開、關的位置已調整好，當控制器隨輸出軸轉動到預先調整好的位置（圈數）時，則凸輪將轉動90°，迫使微動開關動作，切斷電機電源，使電機停轉，從而實現對電動執行機構行程（轉圈數）的控制。
圖6
5.5開度指示器：
為全系列通用部件，其結構見圖7。輸入齒輪由計數器個位齒輪帶動，經減速后，指示盤隨閥門的開關過程同時轉動，以指示閥門的開啟或關閉。電位器的軸和指示盤同步轉動，供遠傳開度指示用，移動轉圈數調整齒輪可以改變轉圈數。開度指示器內設一微動開關和凸輪，當電動執行機構運轉時，旋轉凸輪周期性地使微動開關動作，其頻率為輸出軸轉動一圈動作一次或二次，可供閃光信號等使用。
圖7
5.6手—電動切換機構：
為半自動切換，其結構見圖8。它由手柄、凸輪、框架、直立桿、中間離合器、壓簧等組成。用手輪操作時，先把切換手柄向手動方向推動，凸輪隨手柄軸一起轉動，使支撐在凸輪面上的框架抬起，同時使支撐在框架上可在輸出軸上作軸向移動的中間離合器也抬高，并壓迫壓簧。當手柄推到一定位置時，中間離合器即脫離蝸輪而與手輪嚙合，則可使手輪上的作用力通過中間離合器傳到輸出軸上即成為手動狀態。當框架抬高到一定高度時，安裝在框架上的直立桿在扭簧作用下直立于蝸輪端面，支撐住框架使中間離合器不致下落，手柄推到手動位置時即可放開，用手輪操作。當電機帶動蝸輪轉動時，直立桿即倒下，在壓簧作用下中間離合器迅速向蝸輪方向移動，并與蝸輪嚙合，同時與手輪脫開，則成為電動狀態。（如手動切換、切不到手動位置時，請邊切換手柄，邊轉動手輪）
圖8
5.7整體型和整體調節型：
整體型電動執行機構是在常規普通電動執行機構的基礎上派生而成，電氣元件安裝在一塊可翻轉的板上，以便對力矩控制器、行程控制器、開度指示器進行調整。按鈕盒上有三個按鈕，中間為現場/遠控轉換按鈕，其左邊為現場關閥按鈕，右邊為現場開閥按鈕，蓋上按鈕盒蓋為遠方控制，打開蓋子為現場操作。
電氣控制部分結構見圖9。
圖9
5.8電氣控制原理圖
5.8.1戶外型、隔爆型電氣控制原理見圖10
5.8.2整體開關型、隔爆整體型開關電氣原理圖見圖11。
5.8.3整體型調節型和隔爆整體調節型電氣控制原理圖見圖12。
圖12
5.9 接線
5.9.1 戶外型電動執行機構的接線圖見圖13。
5.9.2 隔爆型電動執行機構的接線圖見圖14
端子接線應牢靠，應按圖15所示的方法，用彎頭夾住電線。接線盒內的不同電位的導電
零件之間的電氣間隙應符合下列要求：
電壓220伏時不小于6 mm，電壓380伏時不小于8 mm。接線盒有兩個引入裝置，一個引入電機動力電纜，一個引入控制電纜，使用的動力線電纜必須有地線，并與接線盤上的接地端子相接。引入電纜直徑規格見圖16和表4。接好線后應裝好壓緊密封圈，密封圈的邵氏硬度應為45~55度，損傷及老化的應及時更換。
圖14 隔爆型端子接線圖
注：如端子數不夠，訂貨時必須提出。
表4 電纜直徑
密封圈同心槽內孔直徑 (mm) | Φ15 | Φ19 | Φ23 |
允許引入電纜公稱直徑 (mm) | Φ15±1 | Φ19±1 | Φ23±1 |
5.9.3整體型、隔爆整體型、整體調節型、隔爆整體調節型端子接線圖分別見圖17、18、19和20。
圖17 整體開關型電動執行機構瑞子接線圖 圖18 隔爆整體開關型電動執行機構端子接線圖
圖19 整體調節型開關型電動執行機構端子接線圖 圖20 隔爆整體調節型開關型電動執行機構端子接線圖
6. 調整
電動執行機構與閥門組裝后，必須對力矩控制器、行程控制器、開度指示器分別進行調整，方可使用；
調整前，必須檢查開度指示器上的電位器是否已脫開（把電位器軸上齒輪的緊定螺釘松開即可），以防損壞；檢查電機的旋向，控制線路是否正確，以防電機失控。
Z型電動執行機構的力矩控制器、行程控制器及開度指示器相同，故調整方法一樣。
6.1力矩控制器的調整（參見圖5）
出廠時已按用戶的要求調整好轉矩，一般不需再調整。如需改變整定值，可旋轉凸輪的調整軸至相應刻度，先調關向，后調開向。
6.2行程控制器的調整（參見圖6）
6.2.1全關位置的調整
6.2.2全開位置的調整
6.3 開度指示器的調整（參見圖7）
在調整好力矩、行程的基礎上調整現場開度指示器和遠傳電位器，調整方法如下：
電動操作閥門檢查閃光燈，閥門開的過程中紅燈閃光，全開時紅燈長亮；閥門關閉過程中綠燈閃光，關到位時綠燈長亮。
6.4 整體型、隔爆整體型、整體調節型、隔爆整體調節型電動執行機構的調整
6.4.1 力矩控制器、行程控制器、開度指示器的調整
打開電氣箱蓋，松開電器安裝板上的螺釘A（見圖9），把電器安裝板翻轉90°，即可對力矩控制器，行程控制器，開度指示器進行調整。調整方法見6.1、6.2、6.3。整體型開度表支架上裝有開度表調整電位器，用于調整開度表。
6.4.2 現場/遠控操作
整體型和整體調節型電動執行機構上設有按鈕盒，為用戶提供現場控制和遠程控制兩種控制方式。
6.4.3 模塊調試方法
6.4.3.1調節型模塊調試方法
a.、先通過執行器的手輪將電動閥門打到中間位置；
b、接通AC380電源，電源指示燈亮,若電源缺相，缺相指示燈亮；
c、拔碼開關的正作用和反作用不能同時拔為有效。
d、正作用時位置反饋信號調節。將電動執行機構打到全關位置，判斷電裝內電位器的旋轉方向，（電位器的旋轉方向為開閥時GND對電位器滑動觸點的電壓是增大的，否則將電位滑動觸點外的兩根線對調），嚙合兩齒輪，將執行器關到位，調節“調零"電位器，使兩測試點的電壓小于2mV，然后調節“4mA"電位器使位置反饋信號為4mA，然后將電動執行機構打到全開位置，調節“20mA"電位器，使反饋信號為20mA.，如發現順時針旋轉上述電位器時，輸出信號減小，請將閥位電位器兩邊的線互換。
e、“調零"“4mA"“20mA"電位器均為順時針方向旋轉輸出信號增大，反之減小，
f、為了保證電動執行機構在自動控制中的定位精度，必須調節靈敏度。靈敏度小，定位精度高，但容易產生振蕩；靈敏度大，不容易振蕩，但定位精度差。調節“靈敏度"電位器可在二者之間取舍，使其不產生振蕩為*調整值；
g、輸入控制信號丟失后，丟信指示燈亮。
h、當出現開閥及關閥某一方向鎖死后，向另一方向運行3秒即可解鎖。
6.4.3.2整體型模塊調試方法
a、先通過執行器的手輪將電動閥門打到中間位置；
b、接通AC380電源，電源指示燈亮,若電源缺相，缺相指示燈亮；
c、常規控制時位置反饋信號調節。將電動執行機構打到全關位置，判斷電動執行機構內電位器的旋轉方向，磨合兩齒輪，調節“調零"電位器，使兩測試點的電壓接近零（≤2mV），然后調節“4mA"電位器使輸出信號為4mA，將電動執行機構打到全開位置，調節“20mA"電位器使輸出信號為20mA.上述調節只需一次即可完成；
d、“調零"“4mA"“20mA"電位器均為順時針方向旋轉輸出信號增大，反之減小，如發現順時針旋轉上述電位器時，輸出信號減小，請將閥位電位器兩邊的線互換。
6.4.4 數顯標定
a、以上調試工作完成后，將電動執行機構關到位，此時輸出電流為4mA，先按數顯后面的標定按鈕RESET，再按0%標定按鈕做記憶， 此時顯示屏上顯示L閃爍；
b、將電動執行機構開到位，此時輸出電流為20mA，先按數顯后面的標定按鈕RESET，再按99%標定按鈕做記憶， 此時顯示屏上顯示H閃爍，標定完成。
7. 安裝與拆卸
7.1本電動執行機構的安裝形式無原則要求，但電機處于水平狀態，電氣箱蓋處于水平或垂直向上狀態為安裝形式，這樣有利于潤滑、調試、維護和手動操作；
7.2安裝時應保證維修檢查人員拆卸各部件所需的空間；
7.3安裝與閥門連接的牙嵌軸向間隙不少于1~2mm；
7.4當用于明桿閥門時，應檢查閥桿伸出量與閥桿護套的長度是否相符；
7.5 安裝、拆卸、調試時不可損傷密封面、密封件和防爆型電動執行機構的防爆面，并應在隔爆面上涂防銹油；
7.6當需要拆卸時，應先將手動手輪旋轉數圈，在閥門稍開狀態下進行。
8. 故障及排除方法
序號 | 故 障 | 原 因 | 排除方法 |
1 | 電機起不動 |
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2 | 輸出軸旋向不符合規定 | 電源相序接反 | 調換任意兩電源線 |
3 | 電機過熱 |
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4 | 運行中電機停轉 |
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5 | 閥門到位后電機不停轉或燈不亮 |
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6 | 遠方無閥位信號 |
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9. 訂貨須知
9.1 請按型號表示方法寫明型號，開、關向所需轉矩必須分別說明，若不說明則按本公司規定提供。
9.2 環境具有爆炸性氣體必須說明，并必須符合本說明書中防爆標志的規定。
9.3 請寫明連接尺寸標準，閥桿直徑及伸出長度，若連接尺寸與本說明書不符，可與本公司協商解決。
9.4 手輪順時針旋轉為關閥，如與此相反必須說明。
9.5 推力型的閥桿螺母螺紋一般由用戶加工，本公司只留一預制孔。若需本公司加工，請提供螺紋的尺寸。
9.6 本公司還可按用戶要求，提供其他轉速的電動執行機構。本文相關的論文有：中國閥門產值遞增
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