BIFFI气液联动球阀培训教材.docx

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BIFFI气液联动球阀培训教材

ＢＩＦＦＩ产品培训教材

一．气液联动执行器：

ＧＰＯ

1.1.拨叉机构简介

Biffi的气液连动执行机构GPO系列适用于-20℃~+80℃的环境温度，OGK系列适用于-60℃~+80℃的环境温度。

它们的驱动机构采用非对称或对称式拨叉机构，这种机构的输出扭矩最适合于驱动角行程阀，尤其是球阀。

图1为球阀的开关行程与所需扭矩的曲线和非对称型拨叉机构在一个行程（0°~90°）的扭矩输出曲线（见左图），以及和对称型拨叉机构在一个行程的扭矩输出曲线、衡定输出扭矩机构（如齿轮齿条机构和行星齿轮机构）输出扭矩的比较，这些曲线表明在同尺寸的活塞缸和拨叉情况下，非对称型拨叉机构是最有效最经济的驱动角行程阀门的机构。

但在某些情况下Biffi仍然可提供对称型拨叉机构的执行机构。

拨叉机构的行程为82°~98°可调，它的调整是靠安装在液压缸上的机械制动螺钉（调整关位）和安装在外壳左侧的机械制动螺钉（调整开位）进行调整的，如果执行机构具有二个液压缸，那么两个机械制动螺钉则全部安装在液压缸两侧。

拨叉机构

（2）在旋转时是包托在青铜的衬套（3）里，衬套一头安装固定在外壳的法兰里，而另一头则固定在上盖里，拨叉上有键槽用于和阀杆相连。

青铜制的滑块在拨叉槽滑动时，通过滑销（5）接受来自活塞缸的推力滑块销安装在导向块（7）上，活塞杆（11）用螺钉也固定在导向块上。

导向块通过衬套（9）在导向杆（8）上滑动，衬套为烧结青铜镀聚四氟乙烯构成，可将摩擦力降到最低。

气液连动执行机构的活塞缸是用于液压油的，经过搪磨的活塞缸（10）膛十份平滑，活塞杆（11）通过安装在外壳端法兰上的导向衬套（12）进行滑动。

同样该衬套为青铜表面上镀有聚四氟乙烯，可将摩擦力的影响降到最低，活塞（13）在活塞缸滑动，为了确保其滑动向，在活塞上装了导向聚四氟乙烯环（14），以保证滑动向并提高效率。

活塞和活塞杆的密封都是O形圈，外包聚四氟乙烯密封环，这种材质可适用于多种恶劣的环境

1.2工作原理

气液连动执行机构的动力源是高压天然气，天然气在过滤之后通过流量调节阀进入气液连动罐。

具体进入哪个罐取决于是开阀动作还是关阀动作。

气液连动罐的液压油被进入罐的高压气体压入相应的油缸，同时另一个油缸的液压油流回到第二个气液连动罐，活塞的行程使执行机构驱动阀门。

从油缸流入气液联动罐的油流量是可调的，通过调节油流量可调节执行机构的行程时间。

手动紧急操作时需先用向选择开关选择相应向然后用手操油泵进行操作。

.执行机构供气

Biffi的气-液联动罐可工作在7~105bar（100psi-1500psi）的压力围，当然Biffi也可提供在此压力工作围之外的气-液联动罐。

Biffi的气液联动执行机构的优点是用于操作的气源是直接取自管线中的工艺气体而无需其它气源。

气液连动执行机构还提供了一个与其它气源的接口，这样执行机构就可以接受来自气体贮藏单元或气瓶的气做为气源。

气液连动执行机构装配有气源过滤器以滤除气源中的颗料，以保证所有的气动元件工作正常，如果工艺气体较湿Biffi还将提供冷凝分离除湿过滤单元。

1.3控制系统

Biffi可生产各种气动和液动元件，也可按照用户各种要求，如控制要求、紧急事故要求、工作温度围、供气压力等进行特殊元件的加工，所有这些元件都具有紧凑和高可靠的设计和制造。

每个气路上的阀门都能满足高压要求，因此控制组无需配有减压阀，由此带来的好处是增加了系统的可靠性。

气动阀采用提升式可达到气泡级密封，采用Teflon的阀座可有效地防止化学腐蚀和粘连，使整个系统在任环境下都有很长的寿命和极高的可靠性。

Biffi气液连动机构的控制阀主要采用二个二位三通控制阀，它由二个电磁阀驱动进行远控制，一个用于关、一个用于开。

也可在现场用两个手操杆操纵，一个用于开、一个用于关。

所有从执行机构电动元件和从远来的控制线全部汇集在接线箱，接线箱上也可装就地/远选择开关。

带电磁阀的控制系统带高/低压力开关的控制系统

当差压和压力值超出了正常围时,ESD装置将自动将阀门打开或关上，压力开关可以是气动的也可是电动的。

防破管装置可在差压超过预设定值时自动将阀门关上，如果在电事故安全系统中或ESD装置中，在执行机构终点时仍存在控制信号，执行机构可提供气动限位开关，将用于操作执行机构终点的气放掉。

这样使气-液连动罐和所有的液动元件只在执行机构操作时才被压缩。

气源供气压力变化过大或对最大扭矩有限制（用于保护阀门）时，Biffi将提供一个减压阀或一个限扭矩装置（Biffi专利）

带爆管保护装置的控制系统限扭矩装置

压力减压阀是用于降低供气压力，使之满足预先设定压力值来降低扭矩，而限扭矩装置包括2个阀门，每台气-液连动罐用一个，在输出扭矩超过设定值时，用于切断气源所并将气-液连动罐的气体排放。

在气源气压力过低或没有时，Biffi将提供制造和设计满足应用规和标准和贮气罐。

该罐上将配有必要的附件如安全阀/压力表/截止阀和排放阀等。

流量控制阀带向控制阀的手泵

执行机构的速度是用二个阀门控制从油缸流回气液联动罐的流量来实现的，这两个阀门装在气液连动罐的底部管口，它们是双向阀，并可单独调节开和关的行程时间，调节油的速度而不是气的速度能更精确的调节速度，近而保证了执行机构操作的平稳性。

紧急液压手动操作

Biffi的气-液执行机构提供一个手泵和一个四位控制阀，用于在没有气源的时候对阀门进行操作，四位控制阀的位置为：

自动、开、关、旁路。

在自动时手泵不起作用，此时阀门由气源进行自动操作，在打到开或关位时，可用手泵对执行机构进行开或关的操作，在旁路时可平衡两个气液连动罐液位。

典型操作原理图

1.4常见故障处理

故障现象

可能原因

排除法

执行器不动作

无电源

检查电源

无气源

打开进气截止阀

阀门卡死

修理或更换

向控制阀位置不正确

向控制阀位置置于自动位置

控制系统故障

联系BIFFI服务人员

过扭矩保护动作

联系BIFFI服务人员

气源压力低

恢复气源压力值

执行器速度太低

气源压力低

恢复气源压力值

流量控制阀设置不正确

调整流量控制阀

阀门扭矩发生变化

修理或更换阀门

执行器速度太快

气源压力高

恢复气源压力值

流量控制阀设置不正确

调整流量控制阀

控制电路失败

密封故障

联系BIFFI服务人员

阀位不正确

机械限位设定错误

调整机械限位

位置信号开关设定不正确

调整位置信号开关

手泵不工作

向控制阀位置不正确

向控制阀位置置于开或关位

油量不足

补充液压油

液压止回阀故障

联系BIFFI服务人员

1.5电子控制系统ELBS10

二电动执行机构

1QTC一体化执行机构

1.1工作原理

QTC一体化执行器结构如上图所示，执行器的所有控制由控制室进行控制。

执行器反馈位置信号和扭矩信号。

通常使用3个控制按钮和两个指示灯完成操作。

1.2控制系统

阀门的限位:

松开机械限位螺钉,将阀门分别运行到全开和全关位置时,分别拎紧全开和全关的限位螺钉.

阀门的限位开关调整:

电动操作阀门接近开或关位时停止电动,使用手动将阀门完全运行到位,松动相应的锁紧螺钉,将凸轮旋转直至限位开关动作,锁紧螺钉,完成限位.完成后还应动作完全动作2~3次,验证限位正确.

1.3常见故障及处理

故障现象

排除法

执行器不动作

检查电源电压与铭牌是否一致

检查接线是否按照接线图相符

检查电源相序

检查电源是否掉相

阀门不能到位

使用人工法

电机太热不能启动

冷却电机，检查热继电器

检查电机的每小时操作次数符合S2或S4

检查阀门的运行时间符合原始设定值

电机工作但不能驱动阀

检查电机至驱动轴的连接

扭矩过大

填料过紧，松动填料压盖

检查是否有附加力作用阀板上

检查减速齿轮是否损坏

阀门卡死于关闭位置

检查电源相序

使用手动功能使阀门脱离卡死位置

全开或全关时，阀门不能自动停止

检查限位凸轮在正确位置

检查限位凸轮是否固定良好

检查限位/扭矩开关

检查限位/扭矩开关接线于接线图相符

ICON2000智能型执行器介绍：

高标准：

主要功能

自动相位纠正

系统能自动识别并纠正相位，可防止转动传感器的任不可预料的错误，从而保护了阀门。

掉相纠正

当电源发生掉相时，该功能可防止电机过热，产生报警的最短时间为100毫秒，目的是为了防止系统产生短时振荡。

如果在电机运行时发生掉相，执行机构会在报警和切断电源供应之前先运行到行程终点。

电机热保护

在操作中如果电机温度超过了安全极限，调温器将报警，输入信号将被切断。

阀门防卡死保护

在信号输入（开阀/关阀）后，如果阀位在设定的时间无变化，系统会产生报警，输入信号被切断，时间可在2～100秒任意设定。

防冲击保护

该功能可以保护电机和阀门。

如果达到扭矩极限，该功能可防止阀门向增大力矩的向继续转动。

瞬间反向保护

当执行机构向一个向运动时，如果信号突然改变为反向信号，此时发生的不可预测的电涌冲击可能会损坏电机。

为了防止这种现象发生，执行两次向相反运动命令的间隔时间可在500毫秒到5秒间调整设定。

远程输出触点

共有8个无源的自锁式触点可以用作远程指示。

任一个触点都可以设定为常开或常闭，并可以任意设定为以下功能。

－全开－手轮操作

－全关－电机过热

－中间位置－扭矩报警

－阀位≥%－开阀中扭矩报警

－阀位≤%－关阀中扭矩报警

－开阀中－阀门卡死报警

－关阀中－开阀中阀门卡死报警

－选择器在“就地”位置－关阀中阀门卡死报警

－选择器在“遥控”位置－中间位报警

－就地按“停”按钮－警告

－紧急自保信号－低电池电压

监视继电器无源触点是固定的，无需设定。

紧急自保（ESD）

当在紧急状态时，执行机构会收到自保信号，并完成自保操作。

自保可超越以下任意状态（可选择）：

－选择开关在“LOCAL”位

－选择开关在“OFF”位

－电机温度报警

－就地“STOP”按钮

－扭矩报警

－二速定时器自保位置可设定为：

－保位－移动至开阀位置

－移动至关阀位置

－移动至预设位置

监视继电器

当执行机构无法遥控时会产生报警状态，触点为无源转换开关，以下状态可产生报警。

－失电－速度传感器

－接触器故障－组态错误

－电机温度报警－硬件错误

－位置传感器－中间位报警

以下条件可单独组态，触发监视继电器的动作：

－掉相－阀门卡死

－按下就地“停”按钮－执行器手轮操作

－就地显示开关在LOCAL/OFF位置－自保信号

－扭矩报警－电池低电压

接触器故障报警

作为执行机构部的一个关键部件，接触器状态被连续地监视着。

一旦检测到接触器发生故障，就会产生一个报警，运行操作随即被禁止。

最大扭矩报警

在操作中，如果当前的扭矩超过了有关设定值，执行机构的运行将被禁止，系统产生报警。

光电耦合遥控

通过对接线盒的不同连接式，可以对执行机构进行4、3、2、1线的遥控控制，接线盒可选择以下几种连接式：

自锁式、点动式。

扭矩报警旁路

在开阀时，可将阀位0%到20%这段行程设置为忽略扭矩报警，这个功能可以使执行机构获得一个最大的起始扭矩。

就地操作接口

就地操作接口的设计简捷便、易于操作，并可提供完整清晰的信息。

就地操作接口的构成

－一个可挂锁的三位选择器，用于选择“就地/关闭/远程”操作

－三个按钮用于“开/关/停”控制和菜单选择浏览

所有按钮都设在凹处，可防止误操作