导言
说到工业流程，您可能不会首先想到阀门执行机构，但它们绝对是必不可少的。请想象一下：阀门执行器可以控制流体通过阀门的流量，而无需每次都实际转动阀门。从大型发电厂到精细的实验室流程，这些设备可在各种环境下实现阀门操作自动化。不同的阀门执行器类型适用于不同的应用和控制需求。在今天的文章中，我们将介绍这些不同类型的执行器，并解释它们之间的主要区别以及如何根据您的具体要求选择合适的执行器。
如果您从事发电或流体控制行业，了解不同类型的阀门执行机构将有助于您做出明智的决定。毕竟，选择正确的阀门执行机构有助于提高可靠性、降低维护成本并确保系统运行良好。因此，让我们直接进入主题！
什么是阀门执行机构？
从本质上讲，阀门执行器是一种机械装置，可根据控制系统发出的信号自动将阀门移动到特定位置。想象一下，它就像一只机械手，无需动手就能调节控制阀。打开或关闭阀杆以控制液体或气体流动所需的力和运动。
每种类型的阀门执行机构都有自己的用途和优缺点。无论您是需要快速动作、高精度，还是需要在高温下工作，总有一款执行机构能满足您的需求。
阀门执行机构一般按运动类型和动力源分类。了解这些分类有助于您决定哪种执行器阀门类型最适合您的特定需求，是线性运动还是旋转运动，以及执行器是由电力、压缩空气还是液压流体提供动力。
按运动类型对阀门执行机构进行分类：旋转式与线性式
阀门执行器类型主要根据其运动类型进行分类：旋转式和线性式。这种分类是了解各种执行机构如何工作以及哪些阀门适合它们的基本方法。
旋转式执行机构提供旋转运动，主要用于球阀、蝶阀和旋塞阀。这些执行器用于将阀杆旋转到一定程度（通常为 90 度），以打开或关闭阀门。旋转执行器控制精细，体积小巧。
而线性执行器可提供直线运动，完全收缩时占用空间最小。这些执行机构通常与截止阀、闸阀和其他线性阀门一起使用。控制阀门开度需要阀杆的直线运动，而直线执行器可以提供这种运动。它们能够产生很高的压力，非常适合需要精确关闭的应用。
决定使用旋转式还是线性执行器取决于阀门的类型和应用。例如，旋转式执行机构适用于使用球阀控制管道中的流量，而线性执行机构则适用于操作水处理厂中的闸阀。
不过，必须指出的是，有一些更先进的阀门执行器类型可以同时产生旋转和线性运动。这些混合执行器具有更大的灵活性，在灵活性是主要考虑因素的系统中具有优势。
按动力源对阀门执行机构进行分类
执行器还可按其使用的动力源进行分类。让我们探讨一下气动、液压和电动执行机构这三大类别，从不同角度了解它们的优缺点和最佳使用场景。
气动执行器：快速、可靠、经济高效。
气动执行器使用压缩空气作为动力源。其基本原理是使用一个活塞或隔膜执行器，随着气压的变化而移动。当空气进入执行器腔体时，活塞移动，阀门也随之动作。双作用气动执行器在打开和关闭阀门时都使用气压，而单作用类型在一个方向上使用空气，在返回运动时使用弹簧。
气动执行器具有响应速度快、简单可靠的优点。快速执行使其成为高循环应用的最佳选择。这得益于其简单的设计和较少的活动部件，这意味着其使用寿命和维护时间都很长。就初始投资和长期运行费用而言，气动执行器的成本也很低。
不过，这些执行器也有其局限性。它们需要稳定的供气设施，因此需要可靠的压缩空气系统。在非常寒冷的环境中，空气管路中的水分有可能结冰，从而影响执行器的性能。
球阀、蝶阀和旋塞阀通常与气动执行器有关。特别是在食品和饮料加工、化学制造和制药行业，这些阀门的快速可靠运行至关重要。在石油和天然气设施、发电厂和水处理设施中也能看到它们的身影。
液压推杆：重型应用的动力和精度
液压致动器利用加压液压流体产生力和运动。其工作原理是液压泵将液压油加压，然后导入油缸。操作阀门时，油缸中的活塞在液体压力的作用下移动，从而通过连接活塞将活塞拉到阀杆上。由于液压油具有不可压缩性，因此可实现高力输出和精确控制。
液压执行器的主要优势在于能够以较小的体积产生较大的力。其功率密度高，可轻松操作较大的阀门或压力较高的阀门。流体的不可压缩性也使液压执行器在阀门定位方面具有出色的精度。在某些有利于提高能效的应用中，它们可以在不持续输入动力的情况下保持阀门位置。
但是，液压系统需要单独的液压动力装置，因此在系统复杂性和成本方面都很昂贵。在对清洁度要求很高的环境中，液压油泄漏也是一个问题，而且还有可能发生泄漏。与其他类型的执行器相比，液压系统需要更多的维护。
大型闸阀、截止阀和球阀通常与液压执行机构配合使用。它们尤其适用于石油和天然气、采矿和重型制造业中的重型应用。在海上平台、炼油厂和大型水管理系统中，需要在苛刻的条件下使用高力来操作阀门时，都会用到液压执行器。
电动推杆：简单、干净，是精确控制的理想选择
电动机用于产生必要的力，通过电动执行器操作阀门。通常情况下，电机的旋转运动通过齿轮系统和导螺杆或类似系统转换为线性运动。然后通过这种运动来驱动阀杆，从而打开或关闭阀门。许多电动执行器都采用了先进的控制电子装置，以实现精确定位和反馈。
电动执行器的主要优点是能够提供精确的控制和位置，无需气路或液压油即可实现清洁操作，并且易于集成到现代控制系统中。一般来说，足够先进的自动化系统可实现远程操作，通常还能提供阀门位置和运行状态的详细反馈。电动执行器的功率要求也很灵活，有各种电压和额定功率的电动执行器可供选择。
不过，电动推杆也有一些局限性。在具有潜在爆炸性的环境中，可能需要专用的额定防爆执行器，从而增加了成本。对于大型阀门或需要高力的阀门，不应将电动执行机构视为最经济的选择。电动执行机构还取决于工作周期，有些执行机构会限制在不过热的情况下可循环的次数。
电动执行机构用途广泛，可用于所有类型的阀门，包括球阀、蝶阀、截止阀和闸阀。这些系统尤其适用于对清洁度要求特别高的行业，如制药、食品加工和水处理行业。在暖通空调系统、发电厂和化学处理设施中，精确的流量控制和与自动化系统的集成非常重要，因此电动执行器也得到了广泛应用。
下面简要介绍了三种主要阀门执行机构的主要特点、优势和应用：
| 致动器类型 | 工作原理 | 优势 | 缺点 | 常见阀门类型 | 工业 |
| 气动 | 压缩空气移动活塞/隔膜 | 快速、可靠、经济高效 | 需要持续供气 | 球、蝶形、插头 | 食品和饮料、化工、制药 |
| 液压 | 加压流体移动活塞 | 高输出力，精确 | 系统复杂，可能存在泄漏 | 门、球、球 | 石油和天然气、采矿、重型制造业 |
| 电动 | 电机驱动齿轮系统 | 精确控制，清洁操作 | 防爆型成本较高 | 球、蝴蝶、地球仪、门 | 制药、食品加工、暖通空调、水处理 |
如何为您的应用选择合适的阀门执行机构
为您的应用选择合适的阀门执行器也是选择合适的阀门执行器，但要考虑一些重要因素，以帮助确保最佳性能和效率。
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运动要求和阀门类型： 首先要了解阀门的类型及其运动。例如，带旋转阀的球阀或蝶阀需要能产生线性扭矩输出或旋转运动的执行机构。闸阀或截止阀等线性阀门的执行机构必须提供活塞的线性运动。无缝操作要求执行机构的运动与阀门所需的位置保持一致。
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电源 资料来源 可用性： 接下来要评估现场的可用电源。有些推杆需要外部电源，如交流电机或气动系统，而有些推杆则需要手动操作。如果现场没有可靠的电源，带手轮的手动推杆可能是最佳选择。对于自动系统，可根据供应压力和系统要求选择电磁阀或液压。
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扭矩 和部队需求： 您还需要计算出迫使阀门移动的扭矩或力的大小。执行器具有不同程度的力。例如，活塞式执行机构可以承受更高的压力，并为重型操作提供足够的扭矩。执行器必须提供足够的力来管理工艺流体的流速和阀门尺寸，阀门尺寸必须受流速控制，并且偏转程度必须最小。
只要注意这些关键点，就能选择到完全符合您的操作需求，并能提供长期可靠性和效率的阀门执行机构。
结论
了解阀门执行器的类型对于实现良好的过程控制和高效的设备运行至关重要。从气动执行器到动力液压执行器，再到精密的电动执行器，每种响应类型在特定应用中都有自己的优势。
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