电动球阀详解：您需要了解的一切

在现代工业中，流体（液体、气体和蒸汽）的精确控制至关重要。在复杂或危险的环境中，手动操作阀门既低效又不实用。因此，自动系统应运而生，自动球阀就是其中之一。它们构成了流体控制自动化的支柱，是工业管道系统中的智能脉冲。

什么是电动球阀？

电动球阀由电动、气动或液压装置控制的执行机构操作。传统的球阀需要繁琐的手动操作来控制阀杆旋转内部的球体，而驱动球阀则不同，无需人员在现场操作。它们可以进行远程控制，并对预先设置的信号做出响应，根据需要改变流体的流量。球阀也可以是一片式、两片式、三片式或顶入式。这些结构设计决定了阀门的易维护性和保压能力。

电动球阀的工作原理

电动球阀的操作基于球阀的四分之一圈特性。阀体内有一个带孔的球体。如果执行器将球体旋转 90 度，且孔与管道对齐，则阀门打开，球体可允许介质顺利通过。相反，如果孔与管道垂直，阀门则完全关闭，流体无法通过。执行机构接收电力、气压或流量控制信号，甚至液压信号，并将这些能量转化为一定的旋转力，驱动与球体相连的阀杆。这些类型的球阀只能执行简单的自动开/关动作。但如果与调制执行器配合使用，则可以精确地控制流体流量，堪比控制流体运动节奏的节拍器。

气动球阀 vs 电动球阀 vs 液压球阀

根据能量来源的不同，电动球阀主要分为气动、电动和液压三类。每种类型都具有特定的功能，适合不同的工业应用要求。了解它们之间的区别有助于选择最适合特定操作条件的阀门。

气动球阀

气动球阀的动力源是清洁、干燥的压缩空气。气压引起的旋转运动通常通过执行机构中的活塞或齿轮齿条系统启动。气动执行器可分为单作用（弹簧复位）和双作用类型。对于单作用类型，打开和关闭周期简化为一个动作。如果失去气压，阀门将在内部弹簧的作用下恢复到安全位置；对于双作用类型，一个完整的循环需要气压来实现打开和关闭功能。

• 优点响应速度非常快，结构简单，故障率低，非常适合需要紧急关闭或快速循环的应用。在处理易燃易爆危险环境的行业中，由于不使用电力，因此更加安全。对于高扭矩需求，气动助推器通常比同等扭矩的电动执行器更便宜、更紧凑。维护也很简单。
• 缺点：它们需要一个可靠的供应系统，如空气压缩机、储气罐和管道，这使得系统在初始设置时更加复杂和昂贵。与电动系统相比，这些系统通常精度较低；精确控制也需要定位器。消耗量也会受到供气压力的影响。

电动球阀

电动球阀通过电力获得动力，从而启动电机，产生旋转扭矩。该扭矩通过齿轮组件传递，从而激活阀杆。根据控制方法的不同，设备可分为开/关型和调节型。开/关执行器通常只在全开或全关位置起作用。调制执行器可根据标准电信号（例如：4-20mA 电流信号或 0-10V 电压信号）精确控制阀门的开启角度，从而更好地调节流体量。

• 优点控制精度高，易于进行有效的流量调节。通过 PLC 或 DCS 系统实现自动化和远程控制，易于集成。由于无需气动或液压气源，安装时只需连接电源和控制信号线即可。还可以执行更先进的控制操作，如延时控制或慢速开/关功能。它们是缺乏压缩空气或液压动力地区的理想选择。
• 缺点：与气动系统相比，反应速度较慢，因此这些阀门不适合用于对时间高度敏感的功能。在潮湿、多尘或易爆的环境中，这些阀门需要保护性执行器，从而增加了总成本。大扭矩电动执行机构通常体积庞大，重量较重。在运行过程中，必须考虑电机的热量管理，尤其是在长时间使用时。

液压驱动球阀

液压驱动球阀使用液压油作为工作介质，通过液压缸或液压马达产生强大的扭矩。液压执行器通常用于需要非常大的力或扭矩的应用场合，例如控制大型管道中的高压阀门。

• 优点它们能够产生非常大的扭矩，因此非常适合用于指挥高压额定值的大型阀门和克服巨大的流体推力。平滑有力的运动有利于执行关键定位和保持设定位置的应用。
• 缺点：控制阀、过滤器、燃油泵、油箱以及控制阀和管道都构成了一个非常复杂的系统，由于复杂性高，需要一个泵和一个功能齐全的液压站系统，因此初始投资巨大。油的温度和清洁度需要与其他维护任务一起进行监控，这就增加了系统的复杂性。由于液压油有渗漏、污染环境或引起火灾的风险，再加上监控这些问题所需的开支，因此这种投资是不明智的。

特点	气动球阀	电动球阀	液压球阀
电源	压缩空气	电力	液压油
响应速度	快速	相对较慢	平滑、快速
控制 Acc.	中等（可通过定位器改进）	高	高
扭矩范围	中型至大型	从小到大	非常大
费用	相对较低（无空气系统）	中到高	高
安全	高（危险环境）	需要保护（危险环境），无泄漏风险	需要保护，存在泄漏风险
系统需求	空气系统（压缩机、管道）	电源	液压站和管道
典型用途	快速开关、紧急关闭、危险区域	精确控制，远程控制，无气源	大尺寸、高压、高扭矩需求

探索电动球阀的常见应用

 

由于具有自动化和适应性，电动球阀在某些行业中至关重要：

• 工业自动化： 这些阀门可在生产线和制造过程中以受控方式泵送、混合或分配流体。从而提高自动化程度和效率。
• 水处理和海水淡化： 这些阀门用于市政供水系统、废水处理厂、海水淡化厂和原水控制。在涉及腐蚀性海水的应用中，阀门必须由耐化学材料制成。
• 化工和石油天然气： 在石油和天然气的开采、管道运输和精炼过程中，这些阀门用于调节原油、天然气和各种化学品的流动。这些介质通常具有高压、易燃和易爆的特性。因此，阀门的安全性能和防爆等级必须符合严格的标准。
• 食品与制药： 在食品、饮料和药品生产过程中，卫生标准至关重要。为了保持适当的卫生条件，驱动球阀的构造必须能够实现快速清洁和消毒程序，以免污染介质。
• 暖通空调（HVAC）： 从公寓楼到机场，暖通空调系统控制着冷热水或蒸汽以及冷热空气的循环和流动。通过自动控制区域温度，可提高能源效率。
• 设备制造： 作为核心执行元件集成到各种工业设备、机械和系统中，实现设备内流体路径的自动切换和控制。
• 采矿业： 用于处理含有固体颗粒的矿浆或腐蚀性化学品。阀门需要具有出色的耐磨性和耐腐蚀性，结构坚固可靠。
• 电力行业： 用于发电厂，控制锅炉给水、蒸汽管道和冷却水回路等系统附属设备中使用的高压、高温蒸汽和水，确保发电厂安全稳定运行。

作为现代工业高效、安全运行的关键部件，球阀直接影响着工业的生产率，从而催生了一个巨大的电动球阀市场。

为什么选择电动球阀？

与手动阀门相比，电动球阀具有明显的优势，因此在许多现代工业中更受青睐。这些优势可提高效率、安全性和控制性。

其中一个主要优点是自动化。可根据条件或特定的时间表远程触发或设置驱动阀门的开启和关闭。不再需要人工操作，从而节省了时间，这在危险或不可行的区域极为重要。此外，还能提高工作效率。与人工操作相比，自动执行的流程更加快速可靠，而人工操作则会增加劳动力支出，降低人均生产率。

提高安全性是另一个关键优势。通过自动化阀门操作，工作人员不会暴露在危险环境、高温、高压或有害介质中。这最大限度地降低了风险，有助于维持更安全的工作环境。此外，电动阀门还能提供精确控制，尤其是调制型阀门，可以对流量进行微调。这种精确性对于需要精确流体量或特定流量曲线的工艺至关重要。

与其他设备类似，自动球阀也非常有效，其构造可以承受恶劣的应用和环境。这些设备可以长时间连续运行，只需很少的人工干预。它们配备了控制系统接口，可对流体系统进行高级监督和控制。

选择合适的电动球阀

为应用选择合适的驱动球阀并不像看起来那么简单。选择阀门就像在复杂的阀门 "循环 "系统中选择理想的 "心脏"，需要系统地考虑许多因素。在这种情况下，阀门的故障也非常重要。这涉及控制信号或电源丢失时阀门应处于何种状态（故障打开、故障关闭或保持静止）。在许多情况下，这一点非常重要，因为系统安全是首要考虑因素。

关键选择因素：

• 介质类型和特征： 详细检查流体的化学成分及其物理属性，如腐蚀性、粘度、固体颗粒浓度、易燃性和爆炸性。
• 压力和温度： 从专业角度来看，应明确规定正常工作压力和温度的界限，以及可设想的最大压力和温度。这些数值对于选择阀体材料和密封件至关重要。
• 控制要求： 确定阀门是用于简单的开关还是精确的流量控制。这决定了执行机构的类型（开/关或调制）。限位开关等功能在此非常重要，可提供阀门开启或关闭位置的反馈信息。
• 安装环境： 考虑阀门的安装位置是在室内还是室外、环境温度和湿度、是否存在灰尘或腐蚀性气体，以及是否需要防爆等级。
• 可用能源： 确保在现场检查是否有稳定可靠的电源或压缩空气源（压力、清洁度）。
• 连接类型和尺寸： 根据现有管道系统标准（如法兰标准、螺纹标准和管道直径）选择阀门连接类型和尺寸。
• 阀体和密封件材料： 根据介质特性、温度、压力和环境，选择耐腐蚀、耐温、耐压且与介质相容的阀体材料（如不锈钢阀体、碳钢阀体、PVC 阀体）和密封材料（如 PTFE、EPDM、FKM）。

在考虑购买驱动球阀时，应选择一家能满足您需求的供应商。VINCER 在自动化阀门解决方案方面拥有十多年的经验。VINCER 专注于提供完整系列的驱动阀门，包括电动球阀、蝶阀、闸阀、调节阀、电磁阀和其他所需附件。一个可靠的供应商应努力成为 "一站式智能阀门解决方案供应商"，提供多样化的产品和完善的配套服务。例如，VINCER 可从介质分析、温度分析、控制方式、材料要求、介质压力分析、介质开/关时间、连接标准确定、安装位置和空间等八个方面为客户量身定制解决方案，确保所选阀门符合应用要求，避免复杂化，并长期降低成本。他们的产品通过了 ISO9001、CE、RoHS、SIL 和 FDA 等重要认证，符合国际标准。与国外品牌相比，这些产品具有价格竞争力和巨大的成本优势，使客户能够进一步压缩预算。此外，快速响应（12 小时内）和快速交货（标准产品 7-10 天内，定制产品 15-30 天内）大大减少了项目延误。选择具有这些优势的供应商，您得到的不仅仅是产品，更是一个致力于实现您的运营目标的合作伙伴。

安装和维护指南

有效的安装和定期的维护检查可确保驱动球阀具有最佳的长期性能、稳定性和可靠性。忽略任何一个步骤都会导致阀门出现故障，几乎肯定会影响系统运行。在进行任何安装或维修之前，应确保相关管道中的压力介质已完全排净，并采用安全隔离措施，如关闭上游阀门，并在隔离装置上贴上警告标签，以确保人员安全。

安装点

安装手册中的每一个步骤都需要按照制造商的指南认真执行。这样才能确保初始框架稳固，并正确执行所有后续结构活动。

1. 检查和准备： 确认收到的阀门型号和规格与订单相符，并检查阀门和执行机构在运输过程中是否有任何损坏。清除阀门和管道连接处的任何杂物。
2. 管道清洁和校准： 安装前彻底清洁管道系统，清除焊渣、灰尘和其他可能损坏阀门密封面的杂质。确保管道两端对齐，避免对阀门造成额外应力。
3. 安装方向： 大多数球阀都没有具体的流向要求，但如果阀体或产品手册上标明了流向，则一定要按该方向安装。对于某些特殊的球阀结构（如耳轴安装球阀），正确的安装方向可能会影响其性能。
4. 连接拧紧： 按照产品说明文件或相关标准（例如法兰或螺纹连接、焊接）的描述，使用适当的方法将阀门连接到管道上，并将执行机构连接到阀门上。检查用于连接执行机构和阀门的支架或接头是否正确安装并牢固固定。
5. 电气/气源连接：
   • 电动推杆： 请确保完全按照接线图中的指示连接电源线、控制信号线和反馈信号线。此外，还要确保接线牢固，防止进水、灰尘或腐蚀。如果执行机构有接地要求，请确保接地牢固。
   • 气动执行机构：在连接清洁干燥的压缩空气管路之前，确保空气压力符合执行机构的要求。目视检查所有空气管路接头，确保其紧闭且不漏气。
6. 功能测试： 设置完成后，在无介质或压力极低的情况下运行驱动球阀，进行多次全开和全关循环。确保阀门的运动是光滑的，执行器和阀门的连接是正确的。对于控制阀，评估对不同信号的开启响应。

定期维护

必须采取积极主动的维护方法，以确保设备长期可靠运行。因此，应制定系统的检查和维护计划。

1. 目视检查：检查执行机构和阀的外表面是否有泄漏迹象（介质或液压油）、腐蚀、油漆剥落、连接螺栓松动或机械损坏。
2. 清洁： 定期清理阀门和执行机构外部的灰尘、油污和碎屑，保持设备表面清洁。
3. 润滑： 按照制造商的说明润滑执行机构或阀杆的活动部件。结块过多会导致污染物堆积，因此在润滑时应小心谨慎。
4. 性能检查： 定期测试阀门的开启和关闭操作，检查操作时间是否正常，是否有粘滞现象。对于调节阀，应检查其控制精度是否符合要求。
5. 能源供应检查：
   • 电 检查电源电压是否稳定，控制信号是否正确。
   • 气动 检查气压是否稳定、空气是否清洁干燥以及是否需要更换过滤器。检查空气管路和接头是否泄漏。
   • 液压 检查液压油的油位和质量。检查液压站工作是否稳定，管接头是否漏油。
6. 紧固件检查： 每隔一段时间，检查连接阀门和管道以及执行机构和阀门的螺栓是否松动；如果松动，应拧紧。

故障排除

当驱动球阀出现异常行为时，请保持冷静并遵循以下步骤：

1. 收集信息： 全面收集问题的详细信息（不动、部分打开/关闭、泄漏、怪声等）、发生时间、当时的具体工作条件（如介质、压力、温度）以及控制信号状态。
2. 请查阅《手册》： 请务必仔细阅读产品手册的故障排除部分。根据您对问题的观察，检查可能的原因和提供的解决方案。
3. 检查能源供应： 确认提供给执行机构的电源、气源或液压源正常、稳定并符合要求的参数。
4. 检查控制信号： 确认从控制系统输出到执行机构的信号正确无误（如电压、电流或气压信号）。
5. 检查机械连接： 检查执行机构和阀门之间的连接是否牢固，联轴器是否损坏或松动，阀杆是否弯曲或卡住。
6. 初始行动： 对于简单的问题，如连接松动或供气不足，可以尝试进行调整或补充。
7. 联系专业支持： 在最初的故障排除步骤中，如果遇到比简单问题更复杂的内部阀门部件或执行机构系统的重要部件，请立即停止工作。请联系阀门供应商（无论是 VINCER 还是其他公司）的技术支持部门，告知相关细节，以便他们的专家建议采取必要的措施。在没有完全查明根本原因的情况下，不要尝试在任何条件下进行操作，否则会导致情况进一步复杂化，并对安全造成威胁。

电动球阀的未来趋势

驱动球阀技术的发展与自动化技术的进步是一致的，在先进性、准确性、效率和集成度方面都取得了进步。其中一些重点包括：智能系统的实施与人工智能的监控诊断和预先维护、更高的精度和敏捷的响应能力、以能耗为导向的具有竞争力的运营成本、模块化合成、对环境因素更强的适应性、物联网和无线实施。这些创新将为制造业的工业自动化和智能系统做出更大贡献。

结论

使用带驱动球阀的自动化流体控制装置提高了当代各行业和日常生活中自动化流程的效率。这些 "智能管道控制器 "的精确性和可靠性使其能够毫不费力地实现众多流体系统的流体指令自动化。从简单的开关控制系统到复杂的调制系统流量控制，电动球阀提高了各行业操作和流程的安全性和效率。随着工业自动化技术的不断进步，智能驱动球阀将变得更加精细、更加智能、更加节能，从而能够建造出更复杂、更安全的流体控制系统。