對于熟悉流體控制系統(tǒng)和集成設備的能源行業(yè)工程師而言，使用執(zhí)行器和閥門有什么需要額外注意?首先，就現(xiàn)有使用情況來看，石油化工和天然氣等技術業(yè)界對于產品耐用性有很高的期望，一般需要保證20-25年的使用壽命，因此特別看重每種元件的可靠性。

    同時希望執(zhí)行器和閥門能夠提供持久的承壓能力與精確控制性，避免腐蝕性流體和'氣蝕的損害，在系統(tǒng)連接方面可保證長期的穩(wěn)定性，滿足能源行業(yè)對溫度、環(huán)境變化和振動的嚴格要求。

撥叉式氣動執(zhí)行器

    而另一個至關重要的方面，則是通過產品結構和性能的有機結合，使不同流量的介質得以精確控制，相對于常規(guī)系統(tǒng)，能源利用率可以大幅度提高。此外，它被要求可以在局促的場地內安裝，在最小的空間擁有最大的功能，這對大規(guī)模流體控制系統(tǒng)，特別是長周期高負荷運行、流通能力要求更高和需嬰確保管道容器密封的行業(yè)而言尤為重要。

    近年來，國際流體設備制造廠商(如意大利OMAL歐瑪爾公司)為能源行業(yè)提供了必要的服務支持，創(chuàng)新技術與系統(tǒng)能效優(yōu)化方案的高度融合，使流體設備的應用產生了極大的改變。作為世界上少數(shù)既生產執(zhí)行器又生產自控閥門的制造廠商之一，OMAL歐瑪爾對產品的技術性能、應用質量、工藝配套、能耗和技術支持、維修保養(yǎng)、環(huán)境和安全保障等方面予以整體考慮，特別是生產研發(fā)的以撥叉式結構技術為基礎的氣動執(zhí)行器，由于啟閉轉矩和動態(tài)響應靈敏、性能安全可靠、滿足惡劣環(huán)境應用等特點，在油氣管道行業(yè)的自控系統(tǒng)中占有較大優(yōu)勢。

撥叉式氣動執(zhí)行器

大力矩的撥叉式結構設計

    目前，角行程氣動執(zhí)行器主要有齒輪齒條式和撥叉式兩種，對比電動執(zhí)行機構均具有結構簡潔、動作響應速度快、安全防爆等優(yōu)點，隨著60年代的化工業(yè)發(fā)展需要，得到了越來越廣泛的應用。

    但具體到內部結構設計上，撥叉式氣動執(zhí)行器與齒輪齒條式執(zhí)行器之間有很大區(qū)別。齒輪內條式執(zhí)行器為嚙合式平行結構，通過輸出軸上的圓齒輪與直齒條嚙合傳輸動力，由齒合的位置是不變的，使往復輸出扭矩恒定。撥叉式氣動執(zhí)行器為嵌入式轉動結構，通過撥叉式活寒臂的轉銷推動“轉動軸上的撥叉盤”轉動來產生扭矩，轉動銷在核叉盤滾動槽內幾乎無阻力地相對滑動，有效力臂隨之改變，最終使輸出扭矩隨軸的轉角改變而改變，并在閥門開啟和關閉點時達到最大值，從而得到最優(yōu)化的輸出力矩來滿足蝶閥、球閥的控制需要。撥叉式嵌入結構增加了力臂有效長度，無須因為齒條的厚度浪費或減小力臂長度。在實際應用中發(fā)現(xiàn)，OMAL撥叉式氣動執(zhí)行器可產生比齒輪齒條式執(zhí)行器大50%的啟閉力矩。

撥叉式氣動執(zhí)行器

    撥叉式氣動執(zhí)行器的撥叉盤與自潤滑轉動銷的相互運動過程中不受磨損，傳動時二者幾乎沒有摩擦阻力，強化合金鋼制造的撥叉盤和轉動銷可以承受活塞往復運動時產生的沖擊力，并將其轉化成有效的輸出扭矩，一方面保證了更柔性的轉矩控制，另方面成為安全運轉的關鍵。而齒輪齒條式執(zhí)行器的直齒條為鋁合金材質，齒輪軸為鋼或不銹鋼，二者通過一對一的齒與齒之間咬合傳動，在承受載荷沖擊中，齒牙極易受損。在同類應用情況下，OMAL歐瑪爾氣動執(zhí)行器的耐用性比齒輪齒條式執(zhí)行器大5-10倍，同時降低了因材料脆性斷裂、設備故障和不可預測性事故帶來的風險(見圖3)。

獨特的密封和潤滑技術

    與傳統(tǒng)的O形圈話塞密封不同的是,OMAL采用其獨特的PTFE(特氟龍)填充碳石墨的密封環(huán)，結合同樣材質的撥叉臂導向點及酚醛樹脂軸套，構成多點導向密封，轉動銷采用自潤滑專利技術，使密封性能大幅提高，摩擦系數(shù)有效降低，讓話塞的運動更加平穩(wěn)。傳統(tǒng)0形活塞密封利用NBR ( T晴橡膠)或VITON (氟橡膠)的柔軟特性，通過與缸筒內表面擠壓變形達到密封作用，但摩擦阻力和磨損同時也隨之產生，一旦氣源中含有雜質會加劇密封圈和缸筒的磨損，高溫和導致結冰的極低氣候對其也會產生致命破壞。PTFE (特氟龍)填充固體潤滑劑碳石基后具有耐磨損、耐腐蝕、摩擦力小、無須潤滑等優(yōu)點，能夠在高溫，污染，腐蝕等環(huán)境下使用，但由于其材質較硬，通常無法直接作為活塞密封圈。在獨特的工藝和高精度加工保證下，OMAL歐瑪爾使其變?yōu)榭赡堋?/span>

撥叉式氣動執(zhí)行器

體積更靈巧

    齒輪齒條式氣動執(zhí)行器的齒條厚度加大了尺寸紅筒內徑，但無法增加有效力臂長度，在產生同樣啟閉扭矩時，OMAL歐瑪爾拔叉式氣動執(zhí)行器的嵌人式結構可以更有效利用缸筒內部空間，僅須更小的缸筒直徑。加上拔叉式活塞比齒條式活塞重量更加輕盈，使執(zhí)行器體積和重量大幅減少50%。在如今力求精簡項目投資的趨勢下，OMAL歐瑪爾的執(zhí)行器在這點上體現(xiàn)出了巨大優(yōu)勢。設備和管線的重量增加，造成了整個組塊更龐大，對結構強度和能耗要求更高，這些直接造成工程投資增長，所以追求“瘦身”一直是石油化工工程設計和產品選型的重要指標之一。

    盡管一組執(zhí)行器或閥門]所降低的能耗井不像單一的生產設備那樣可以直觀衡量，但系統(tǒng)的優(yōu)化往往更能顛覆性地實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能。在同等承壓下，體積更小的設備能很好地滿足油氣管道企業(yè)盡情使生產設備少占用生產場地的需要，而在耗氣量相比其他同類設備都少的情況下，每年可為工廠節(jié)省數(shù)百萬元因為要提供氣源而產生的能源浪費。某涂料廠在其化工工藝車間切斷閥的改造工程中，原計劃在些管線較密集的地方選用齒輪齒條式執(zhí)行器，但在安裝中發(fā)現(xiàn)管線密集且工祝要求較高的地方，齒輪齒條式執(zhí)行器無法滿足扭矩大而安裝空間狹小的需要。OMAL歐瑪爾為此量身定制了“撥叉式執(zhí)行器+平板球閥”的解決方案在共自控系統(tǒng)中發(fā)揮了重要作用。

堅持創(chuàng)新

    為了讓執(zhí)行器更具可靠性及對系統(tǒng)工況變化有更好適應性，OMAL歐瑪爾長期推進創(chuàng)新技術在其產品領城的應用，共創(chuàng)新性管理納客整個價值鏈從產品設計和開發(fā)，到產品生產、銷售和服務。在公司內部，可聯(lián)性研究工作從未間斷過，研發(fā)的每歌產品都制定了相應的可靠性規(guī)格和過程實施計劃，井成立了專門的研發(fā)團隊，在設計階段就為產品制定嚴格的可靠性要求。如特別針對產品實行專業(yè)的“效能測試“法，使設計人員以科學的評價標準和景化評價方法來測試產品的性能。以援叉武執(zhí)行器為例，在測武過程中經受超過130萬次的工作循環(huán)測試，在實際應用中，其至經受超過4500萬次的循壞工作。

    在生產領域，OMAL歐瑪爾全過程已實現(xiàn)高度的自動化。精密化和智能化，包括教字技術和三維空間檢測技術在內的智能系統(tǒng)對所有生產階段進行跟蹤和檢驗，生產過程中的每個環(huán)節(jié)都有完善的信息記錄，全部檢驗報告律保存5年，以此來確保OMAL撥叉式氣動執(zhí)行器所有產品的世界性水準。

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小結

    隨著全球能源計到的不斷推進，對流體設備的穩(wěn)定運行，高效傳輸和變換應用提出了更迫切的需求，傳統(tǒng)的閥門制造廠商也從簡單的流體設備供應商變成了綜合的能源，信息，解決方案服務商，除了為用戶提供優(yōu)質產品外，還需要利用先進的創(chuàng)新技術改進流體設備結構、實現(xiàn)系統(tǒng)升級換化、提高能源利用效率并降低能面消費量。對于石油、石化，天然氣等能源企業(yè)來說。如何逐步與產品質最好、企業(yè)信警高、綜合性價比合理的制造廠進立起長期的合作伙伴關系，根據生產對設備技術和功能的要求，了解各主要設備制造技術和國內外發(fā)展趨勢，落實新設備新技術，也正在日益成為一個新的研究課題。