作者：Cooper Etheridge

翻譯：Gordon

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閥門行業(yè)的大多數(shù)專業(yè)人員已經(jīng)熟悉使用線性執(zhí)行器操作截止閥。但是，許多人可能沒有意識到線性執(zhí)行器也可以用于帶有上升桿的閘閥。閘閥操作歷來是使用多回轉(zhuǎn)電動執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)自動化的，但是線性執(zhí)行器在需要更快的沖程速度，更高的推力，更精確的定位或特定的故障安全位置的應(yīng)用中可能是首選。

線性執(zhí)行器

與產(chǎn)生圓周運(yùn)動的常規(guī)電動機(jī)相比，線性執(zhí)行器可以是產(chǎn)生直線運(yùn)動的任何裝置。線性執(zhí)行器的主要優(yōu)點(diǎn)是，許多應(yīng)用需要線性運(yùn)動，包括閥門和阻尼器。線性執(zhí)行器最簡單的設(shè)計是在氣缸內(nèi)移動的活塞，這種配置只有一個運(yùn)動部件。詹姆斯·瓦特（James Watt）在1770年代制造了第一臺實(shí)用的蒸汽機(jī)，該發(fā)動機(jī)需要將活塞緊密安裝在氣缸中。盡管用于操縱閥的線性執(zhí)行器通常使用液壓或氣動動力源，但是現(xiàn)代線性執(zhí)行器可以以多種方式提供動力。

線性液壓執(zhí)行器提供了對活塞運(yùn)動的更精確控制，因為液體實(shí)際上是不可壓縮的。液壓油被泵入油缸，以向前推動活塞，然后將液壓流體抽出以將其向后拉?；钊奈灰苾H沿其軸線發(fā)生，從而使運(yùn)動線性化。液壓汽車千斤頂是線性液壓執(zhí)行器的最常見示例之一，通常由液壓泵控制。

氣動線性執(zhí)行器在原理上與液壓執(zhí)行器類似，不同之處在于它們由壓縮空氣而非液壓油驅(qū)動。結(jié)果，由于空氣是可壓縮的，它們的運(yùn)動不如液壓執(zhí)行器精確。因此，氣動線性執(zhí)行器通常不是移動重載的最佳選擇。另外，由于空氣壓縮機(jī)的尺寸而使其難以運(yùn)輸，并且在運(yùn)行時會產(chǎn)生大量噪聲。就是說，氣動執(zhí)行器的主要優(yōu)點(diǎn)是可以用壓縮空氣提供動力，這在許多工業(yè)環(huán)境中都很容易獲得。

閘閥

閘閥通過將障礙物或閘門抬離流體路徑而打開。澆口面通常為楔形，以增加抵靠密封表面的壓力，盡管它們也可以是平行的。與其他設(shè)計相比，閘閥的最大優(yōu)勢在于，當(dāng)閘門完全打開時，它幾乎不會對流體流動產(chǎn)生阻力。此外，閘閥沿管道軸線的空間很小。閘閥的主要缺點(diǎn)是，隨著閘門的移動，流路的大小會以非線性方式變化，因此流量與閥桿行程不一致。對于某些閘閥設(shè)計，當(dāng)閘門部分打開時，流體流動還會引起振動。

閘閥的最常見應(yīng)用是簡單地完全打開和關(guān)閉管道，而不是調(diào)節(jié)流體流量。它們通常用于直徑至少為2英寸的較大管道，因為它們的設(shè)計比其他類型的閥門更簡單。但是，由于流體壓力將閘門推向其導(dǎo)軌，閘門閥在高壓下變得越來越難操作。大型閘閥可能需要旁通控制器以在閘閥本身運(yùn)行之前降低閘板上的流體壓力。

對于泄漏不太嚴(yán)重的應(yīng)用，可以使用閘閥，而閘閥或閥座上通常沒有安裝密封圈，通常用于加熱或下水道。

閥桿

帶執(zhí)行器的閘閥使用帶螺紋的閥桿，通過圍繞螺紋的驅(qū)動螺母將執(zhí)行器連接到閘門，從而可以通過手輪或馬達(dá)旋轉(zhuǎn)螺母。取決于螺紋的一端，閥桿可分為上升型或非上升型。

上升型閥桿直接連接到閘門，允許它們隨閘門升高和降低。這種設(shè)計為操作員提供了閥門位置的視覺指示。線性執(zhí)行器使用的閘閥通常具有上升的閥桿。

非上升型閥桿固定在執(zhí)行器上，并旋入閘門，使閥桿隨執(zhí)行器一起旋轉(zhuǎn)。這種設(shè)計掩蓋了閘門在閥門內(nèi)的運(yùn)動，因此它可以使用擰在閥桿上的指針來指示閥門的位置。無立桿主要用于垂直空間有限的應(yīng)用中。

改造

將線性執(zhí)行器安裝到閘閥非常簡單。它需要卸下手輪和驅(qū)動螺母，露出螺紋桿。然后必須安裝一個聯(lián)軸器，以將閥桿連接到執(zhí)行器的活塞桿，使執(zhí)行器可以上下移動閥桿。圖1示出了手動閘閥；圖2顯示了安裝在地下閘閥上的線性執(zhí)行器。

規(guī)格

線性執(zhí)行器提供推力而不是扭矩，這是氣缸尺寸的直接函數(shù)，因為執(zhí)行器的推力是液壓流體或空氣施加的壓力與氣缸表面積的乘積。因此，更高的要求推力會增加執(zhí)行器的最小尺寸，而更高的供應(yīng)壓力會降低它。因此，執(zhí)行器應(yīng)使用現(xiàn)場可用的最高供應(yīng)壓力，以最大程度地降低成本，這主要是由氣缸尺寸決定的。

確定線性執(zhí)行器最小尺寸要求的最佳實(shí)踐是使用實(shí)際運(yùn)行條件下所需的推力。根據(jù)ANSI定義，從閥的最大壓差額定值計算所需推力通常會導(dǎo)致推力高于實(shí)際需要，從而不必要地增加了執(zhí)行器的成本。

總結(jié)

氣動和液壓線性執(zhí)行器已經(jīng)證明了其在閥門行業(yè)以外的許多應(yīng)用中的適應(yīng)性。其緊湊的外形非常適合緊湊的管道運(yùn)行，其簡單而堅固的設(shè)計使線性執(zhí)行器在一定范圍的工作條件下均可靠。線性執(zhí)行器為帶有立桿的閘閥提供了有效的自動化解決方案。

作者Cooper Etheridge 是Automation Technology, Inc.公司的CEO