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拨叉式气动执行器是什么?

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拨叉式气动执行器”是否知道呢?本文收集整理了一些资料,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。

简介


拨叉式气动执行器(英文:Stcoch Yoke Pneumatic Actuator),是一种角行程活塞式执行机构,适用90°转角的阀门(如球阀、蝶阀、旋塞阀)的开关切断或计量控制。

拨叉式气动执行器,通常指的是结构为”单气缸双活塞-变扭矩拨叉式“气动执行器。意大利的OMAL公司是世界首台”单气缸双活塞-变扭矩拨叉式“气动执行器的生产者,拥有多项世界领先的专利技术,引领着世界拨叉式气动执行器发展的方向。

目前,生产”单气缸双活塞-变扭矩拨叉式“气动执行器这一技术,至今在世界上只有少数公司能够掌握。拨叉式气动执行器也是目前国内唯一没有被模仿的气动执行器。[1]
现今的流体控制设备应该经济实惠且具备高性能、长寿命、安全可靠、节能环保等特点。以更少的停机时间、更低的能源消耗显著减少工厂的总体拥有成本。拨叉式气动执行器,根据工况的高要求及行业发展需求而产生,未来,将是拨叉式占主导地位的时代。

工作原理


拨叉式气动执行器


压缩空气进入气缸,推动拨叉式活塞运动,通过拨叉将活塞的直线运动转为圆盘的旋转运动,圆盘带动输出轴转动,从而实现对阀门的控制。

齿轮齿条式气动执行器


压缩空气进入气缸,推动齿条式活塞直线运动,齿条与齿轮轴上的齿轮啮合带动齿轮轴旋转运动从而实现对阀门的控制。

结构特点


运动特性

拨叉式气动执行器


拨叉式气动执行器工作的时候,活塞运动过程中,拨叉盘和自润滑转动销之间为滚动摩擦,拨叉盘和转动销之间不受磨损,传动是二者摩擦助力较小。

齿轮齿条式气动执行器


齿轮齿条式执行器为齿合式平行结构,活塞运动过程中,齿条间为滑动摩擦,摩擦阻力大,齿条容易磨损断裂。

扭矩特性


1、小体积,大扭矩

拨叉式气动执行器的圆盘与拨叉、转动销与圆盘均通过销连接,圆盘尺寸可以趋近缸径,拨叉与圆盘连接的销接近圆盘边缘,因而能以较小的尺寸获得较大的输出扭矩。
在气源压力F相同,活塞的直径相同的情况下,拨叉式执行器可产生比齿轮齿条式执行器更长的力臂L,根据力矩M=F×L,可知,拨叉式在体积相同情况下,可产生比齿轮齿条式执行器更大的扭矩。

2、输出扭矩随角度变化而变化,满足阀门启闭时扭矩变化特性

拨叉式气动执行器的圆盘结构独特,其与销连接处有特殊曲线式设计,在工作时,输出扭矩能随着角度的改变而改变,并在开启和关闭点时达到最大值。输出扭矩的特性与蝶阀、球阀启闭所需扭矩最大的特性相符,是真正能够发挥阀门性能并延长阀门平均寿命的执行机构。

拨叉式气动执行器
设计特点

OMAL作为首台“单气缸双活塞-变扭矩拨叉式”的制造者,其拨叉式气动执行器拥有多项专利技术,代表了拨叉式气动执行器领域的领先水平。OMAL拨叉式气动执行器的主要设计特点:

1、PTFE+碳石墨密封(专利技术)

与传统的O形圈活塞密封不同的是,OMAL采用独特的PTFE(特氟隆)填充碳石墨的密封带。它可以有效减小活塞与缸体之间的摩擦,同时能防止气缸长时间不动而导致密封与缸体相粘结的情况。

(注:市场上的其他品牌拨叉式执行器和齿轮齿条式执行器的活塞密封多为O形圈结构)

2、多点导向密封&自润滑传动销系统

PTFE+碳石墨活塞密封带结合同样材质的拨叉臂导向点及酚醛树脂轴套共同构成了OMAL“多点导向密封”专利技术。多点导向密封使得密封性能大幅提高,摩擦大为降低,同时起支撑和固定作用,能使活塞及拨叉在运动过程中更加平稳,延长使用寿命。

活塞运动过程中,转动销和拨叉盘之间为滚动摩擦,OMAL的转动销采用自润滑专利技术,使得传动件之间的磨损非常小,寿命更长。

(注:齿轮齿条式执行器的齿轮齿条间为滑动摩擦,摩擦大,易磨损)

3、超高耐久性的内部组件,长寿命周期

OMAL拨叉式执行器的主要部件中,转动轴材质为不锈钢,拨叉盘、轴套、转动销的材质均为强化合金钢。OMAL使用钢制部件,而不是铝制部件,以确保内部组件拥有更高的耐磨性和更长的工作寿命周期。

OMAL生产的拨叉式气动执行器在测试过程中都经受了超过200万次的循环工作测试。

4、体积更小、重量更轻、节能环保

通过与市场上多款欧美品牌齿轮齿条式执行器进行对比,OMAL拨叉式气动执行器的平均耗气量少35%~60%,平均重量轻28%~37%,体积小50%以上。此外,OMAL使用高性能的密封材料和密封技术,避免对环境造成影响。

产品类型


产品分类


按照作用类型的不同,可分为单作用拨叉式气动执行器和双作用拨叉式气动执行器。执行器的开关动作都是通过气源驱动完成的,就是双作用拨叉式气动执行器;而只有开动作是由气源驱动完成,关动作为弹簧复位的就是单作用拨叉式气动执行器。
按照结构的不同,可分为单气缸活塞式和双气缸活塞式。

按主要材质的不同,可分为铝合金型、不锈钢型、碳钢型等。

产品介绍

标准型拨叉式气动执行器

扭矩:8Nm~8000Nm(双作用)15Nm~4000Nm(单作用)

转角:90°(0~10°或80°~90°可调)

气源:正常情况下5.6bar,最大8.4bar

温度:0℃至+80℃(可选:低温型-40℃,高温型150℃)

通过ATEX94/9/EC认证,经认证适用SIL3(IEC61508)

计量型拨叉式气动执行器


执行器旋转行程分两段,分段关闭或开启阀门,能使同一球阀或蝶阀实现不同的两个开度值,从而具有不同流量值。可替代流量计精确计量。用于食品饮料、医药、油漆、化妆品、石化等行业的定量灌装球阀、蝶阀或分段灌装球阀、蝶阀。

扭矩:30Nm~480Nm

调节角度:45°~90°

气源:正常情况下5.6bar,最大8.4bar

温度:0℃至+80℃

集成手轮型气动执行器

巧妙的将紧急操作手轮机构集成于执行器上,节省安装空间,通过螺杆的移动作用于执行器活塞,实现紧急状况下手动控制效果。

扭矩:60Nm~960Nm(双作用)60Nm~480Nm(单作用)

转角:90°(0~10°或80°~90°可调)

钢制拨叉式气动执行器


市场对钢制执行器(而不是铝合金制执行器)的需求越来越大,特别是石油天然气领域,这个领域铝合金制的执行器很多场合不适用。

钢制拨叉式气动执行器可分为不锈钢型气动执行器和碳钢型气动执行器。不锈钢执行器的铸造成本(特别是小尺寸),与碳钢执行器相比,具有一定的竞争优势,且不需要进行表面处理。

其中,OMAL不锈钢气动执行器分为铸造型不锈钢气动执行器和锻造型不锈钢气动执行器。OMAL碳钢气动执行器表面可根据客户需求进行喷涂处理。


拨叉式气动执行器
大功率拨叉式气动执行器

高于7000Nm的扭矩要求时,齿轮齿条式执行器往往不符合成本效益。由于这个原因,在选用气动执行器一般建议选择大功率拨叉式气动执行器,它可以提供更高的扭矩输出。

目前,世界上主要的大功率拨叉式气动执行器品牌有Biffi、OMAL、Procontrol、Rotork等。大功率拨叉式气动执行器对称和倾斜的钢拨叉机构允许两种类型的扭矩输出特性。其中,倾斜式的钢拨叉机构,具有非常高的启动扭矩,较低的运行扭矩,适合于蝶阀的控制;对称式的钢拨叉机构,具有更加平衡的扭矩曲线,主要适用于球阀、旋塞阀的控制。

综上所述,本文已为讲解拨叉式气动执行器,相信大家对拨叉式气动执行器的认识越来越深入,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。

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