多回转型电动执行机构是一种通过电能驱动实现阀门多次旋转控制的设备,主要用于需要多圈旋转才能完成启闭的阀门(如闸阀、截止阀、管夹阀、隔膜阀等)。其核心功能是将电动机的高速旋转转换为低转速、高扭矩的输出,以精确控制阀门的开闭和流量调节。以下是其关键结构与工作原理:
一、核心结构组成
电动机
类型:通常采用三相异步电动机或单相电动机,具有高启动力矩、低启动电流和较小的转动惯量,确保快速响应和精准控制。
保护功能:电动机定子内部装有热敏开关,当温度超过130℃时自动断电,防止过热损坏;冷却后自动恢复接通,保障设备安全。
减速器
设计:采用蜗轮蜗杆或齿轮传动机构,将电动机的高转速(如1500rpm)逐级降低至阀门所需的低转速(如几rpm至几十rpm),同时按传动比增大扭矩(可达数万N·m),以驱动大尺寸阀门。
特点:蜗轮蜗杆设计具有机械自锁特性,防止阀门在断电或故障时因介质压力自行开启或关闭。
位置传感器
类型:高精度导电塑料电位器、编码器或霍尔效应脉冲式传感器,与输出轴同轴连接。
功能:实时监测阀门开度,将机械位移转换为电信号(如4-20mA电流或数字信号),反馈给控制系统,实现闭环控制。
力矩限制机构
组成:包括过力矩保护装置和行程控制机构。
工作原理:当输出力矩超过设定值时,内齿轮偏转触发摆杆,切断控制电路使电动机停转,防止阀门卡涩或机械损坏;行程控制机构通过凸轮组和微动开关限定阀门行程,确保精准定位。
控制单元
功能:接收来自控制系统(如DCS、PLC)的4-20mA电流信号、0-10V电压信号或总线信号(如Profibus-DP、HART),与位置反馈信号比较后,控制电动机正转、反转或停止。
智能特性:支持参数遥控设定、动态监视、自动校准和故障诊断(如过热、过力矩、超限、超速等)。
手轮与机械限位
手轮:在故障状态或调试时,可通过手动操作实现阀门启闭。
机械限位:内置扇形涡轮限位(角行程)或挡块型限位(直行程),防止手动操作时超过极限位置,保护阀座、阀杆和阀芯。
二、工作原理
动力输出
电动机通电运转,输出高速旋转的机械能。
减速传动
高速旋转通过减速器(蜗轮蜗杆或齿轮组)逐级降速并增大扭矩,输出轴以低转速、高扭矩驱动阀门阀芯旋转。
闭环控制
位置传感器实时监测阀门开度,将信号反馈至控制单元;控制单元比较设定值与反馈值,调整电动机运转,实现阀门开度的精确控制。
保护机制
过载保护:当负载超过设定值时,力矩限制机构触发保护,电动机停转。
行程限位:凸轮组和微动开关限定阀门行程,防止超程。
过热保护:电动机定子热敏开关在温度异常时自动断电。
三、技术特点
高精度与稳定性
位移传感器误差率≤5%,采用12位AD/D-A转换器,确保阀门定位精度达1级标准。
智能保护功能
支持过热、过冷、过力矩、超限、超速等自诊断,通过微电子技术实现故障预警和保护。
模块化与灵活性
采用非侵入式双密封设计,防护等级达IP68,支持360度安装,适应潮湿、粉尘等恶劣环境。
支持就地控制、远程控制、条件控制保护等功能,满足不同应用场景需求。
操作简便性
配备液晶显示屏,支持中英文菜单;通过手持式红外线遥控器或旋钮完成参数设置,无需开启控制箱。
四、应用领域
多回转型电动执行机构广泛应用于以下行业:
电力行业:控制电站阀门的自动化调节,如锅炉给水阀、蒸汽调节阀。
石油化工:管道调节及安全系统,如原油输送阀、反应釜进料阀。
冶金建材:高炉、转炉的介质控制,如煤气切断阀、除尘阀。
水处理:污水处理厂的流量调节阀、排污阀。
环保设备:烟气脱硫、脱硝系统的阀门控制。

