电动开关阀的结构设计需兼顾驱动效率、密封性能、工况适应性及操作便利性,其核心由阀体、电动执行器、传动机构、密封组件四大系统构成,各部分特点如下:
一、阀体系统:承载介质与形成流道
结构形式多样化
根据流通路径和密封方式,阀体主要分为以下类型,适配不同场景:
球阀:阀芯为球体,流道直通(阻力系数小,≤0.5),适合高粘度、含颗粒介质(如泥浆),开关迅速(全关到全开仅需 90° 旋转),密封面不易磨损。
闸阀:阀芯为闸板,通过上下平移启闭,流道平滑(全开时几乎无阻力),适合大口径管道(DN300 以上)和高压场景(如油气输送),但启闭时间较长(需多圈旋转)。
蝶阀:阀芯为圆盘,结构紧凑(体积仅为同口径闸阀的 1/3),成本低,适合低压大口径场景(如通风管道、水处理),但密封性能略逊于球阀。
截止阀:阀芯垂直于流道,通过升降启闭,密封性能好(泄漏率低),但流阻大(阻力系数 3-5),适合小口径高精度控制(如仪表管道)。
材质适配性强
阀体材质根据介质特性选择:普通水 / 空气用球墨铸铁;酸碱腐蚀介质用 304/316 不锈钢;高温高压(如 300℃以上、10MPa 以上)用铬钼钢(WC6/WC9);超低温(如 LNG)用 9Ni 钢;强腐蚀(如氯气)用哈氏合金、钛合金。
内壁处理:食品医药行业采用镜面抛光(Ra≤0.4μm);含颗粒介质采用喷砂硬化(硬度≥HRC60);耐磨场景采用陶瓷内衬或堆焊硬质合金。
二、电动执行器:提供动力与控制核心
驱动单元
电机类型:常规用交流异步电机(AC220V/380V),高精度场景用直流伺服电机(定位精度 ±0.1%),防爆场景用隔爆型电机(Ex dⅡCT4),低温场景用耐低温电机(-60℃以下正常工作)。
功率匹配:小口径阀门(DN≤50)用 50-100W 电机;大口径阀门(DN≥300)用 500-1500W 电机,确保足够扭矩输出。
控制单元
常规控制:通过继电器接收开关量信号(开 / 关指令),内置限位开关(机械 / 电子)控制行程,输出无源触点反馈位置。
智能控制:配备 PLC 模块或单片机,支持 Modbus/Profibus 通信,可通过上位机设定参数(如启闭速度、扭矩阈值),德特森部分高端产品内置 4G/5G 模块,支持云端远程控制。
减速机构
作用:将电机高速低扭矩转化为低速高扭矩,适配阀门启闭需求。
类型:小扭矩用行星齿轮减速器(效率≥90%);大扭矩用蜗轮蜗杆减速器(自锁性好,防止介质压力推动阀芯反转);高精度场景用谐波减速器(传动误差≤1 弧分)。
三、传动与密封组件:保障运行稳定
传动结构
直行程阀门(如截止阀):电机通过丝杠 / 螺母机构将旋转运动转化为直线运动,驱动阀芯升降。
角行程阀门(如球阀、蝶阀):通过齿轮箱将电机旋转运动传递给阀芯,实现 0-90° 旋转(部分蝶阀可 360° 旋转)。
关键要求:传动间隙≤0.1mm(避免定位误差),润滑采用高温润滑脂(适应 - 40℃~200℃)。
密封系统
阀座密封:软密封(PTFE、氟橡胶)用于低压常温、零泄漏场景(如食品医药);硬密封(金属对金属、陶瓷对金属)用于高温高压(如 300℃以上、10MPa 以上),泄漏率控制在 API B 级以内。
阀杆密封:采用 V 型组合填料(石墨 + PTFE)或波纹管密封,防止介质外漏,其中波纹管密封适用于剧毒、强腐蚀介质(如氯气、氟化氢)。
端盖密封:通过 O 型圈或垫片(丁腈橡胶、金属包覆垫片)密封,确保执行器内部不受外部环境(如水、粉尘)侵蚀。
四、辅助结构:提升安全性与适用性
应急操作机构:配备手轮或扳手,断电时通过机械传动手动启闭,确保紧急情况下的系统可控(如燃气管道抢修)。
防护外壳:采用铸铝或不锈钢材质,表面喷塑处理(防腐蚀),防护等级 IP65(常规)或 IP68(水下),防爆外壳需通过水压试验(1MPa,30 分钟无泄漏)。
安装接口:法兰连接(符合 GB/T 9113 或 ANSI B16.5)、螺纹连接(NPT 或 G 螺纹)、焊接连接(对焊或承插焊),适配不同管道系统。
福建德特森阀门有限公司的电动开关阀结构特点为:阀体适配多样工况、执行器实现智能驱动、传动密封保障可靠、辅助结构提升安全。这种模块化设计既满足了工业控制对精度、可靠性的核心需求,又通过材质与功能的灵活组合,适配从普通市政到高端核电的全场景应用。