在暖通空調(HVAC)、工業自動化及樓宇控制系統中,閥門作為流體控制的核心部件,直接影響系統的能效與運行穩定性。搏力謀(Belimo)作為全球領先的執行器與閥門解決方案提供商,其產品以高精度、高可靠性和智能化著稱。本文將從搏力謀閥門的核心分類入手,深入解析不同類型閥門的工作原理,幫助行業從業者、工程師及采購人員全面掌握其技術特性,為系統設計與維護提供參考。
一、搏力謀閥門的核心分類:按功能與應用場景劃分
在解析工作原理前,需先明確搏力謀閥門的主要類型——不同結構的閥門對應不同的流體控制需求,其工作邏輯也存在本質差異。根據行業應用場景,搏力謀閥門可分為三大核心類別:
1. 電動蝶閥:大流量場景的高效控制選擇
搏力謀電動蝶閥以蝶板旋轉為核心控制方式,主要用于空調水系統、冷卻水循環系統等大流量流體輸送場景。其閥體采用球形通道設計,配合耐腐蝕的 EPDM 或 NBR 密封材料,可實現低流阻、零泄漏的控制效果,常見型號如搏力謀D611、D621系列。
2. 電動球閥:高精度調節的優選方案
電動球閥通過球體繞軸線旋轉90°實現流體通斷或調節,適用于冷媒、氣體及高粘度流體控制,如制冷系統、燃氣輸送管道。搏力謀電動球閥采用不銹鋼或黃銅閥體,搭配精密齒輪傳動結構,調節精度可達 ±1%,典型產品包括 V220、V230 系列。
3. 電動調節閥:動態流量的精準把控
電動調節閥(如搏力謀 MVG、MFT 系列)以閥芯線性位移為核心,通過改變閥芯與閥座的間隙調節流量,廣泛應用于空調風柜、新風機組的溫度與壓力控制。其核心優勢在于可根據系統信號(如溫度、壓力傳感器反饋)實現連續調節,適配變負荷運行場景。
二、搏力謀閥門核心工作原理:以 “執行器 + 閥體” 為核心
搏力謀閥門的工作邏輯圍繞 “執行器驅動閥體動作” 展開,不同類型閥門的差異主要體現在執行器動力形式與閥體運動方式上。以下分類型解析其核心原理:
1. 電動蝶閥工作原理:旋轉式通斷與調節
動力來源:搏力謀電動蝶閥搭載24V AC/DC 電動執行器,內置同步電機與減速齒輪組,可將電機的高速旋轉轉化為蝶板的低速轉動。
動作邏輯:當控制系統發出“開 / 關” 或 “調節”信號時,執行器電機啟動,通過齒輪傳動帶動閥桿旋轉,進而驅動閥體內的蝶板(圓形金屬板)旋轉:
當蝶板與閥體通道平行時,流體阻力最小,閥門處于 “全開” 狀態,流量達到最大值;當蝶板與閥體通道垂直時,流體被完全阻斷,閥門處于 “全關” 狀態;
當蝶板處于“平行 - 垂直”之間的任意角度時(如 30°、45°),通過改變通道截面積實現流量調節,調節范圍通常為 0-100%。
關鍵技術:搏力謀電動蝶閥執行器內置位置反饋裝置(如電位器或霍爾傳感器),可實時將蝶板位置信號傳回控制系統,形成 “指令 - 動作 - 反饋” 的閉環控制,確保調節精度。
2. 電動球閥工作原理:90°旋轉的精準通斷
結構特點:閥體內部設有一個帶圓形通孔的球體,球體通過閥桿與執行器連接,密封方式采用 “浮動球” 或 “固定球” 設計(搏力謀多采用浮動球結構,適配中低壓場景)。工作流程:
待機狀態:球體通孔與閥體進出口垂直,流體無法通過,閥門關閉;
開啟過程:執行器接收控制信號后,驅動閥桿帶動球體旋轉90°,使球體通孔與閥體進出口對齊,流體沿通孔順暢流通,閥門全開;
調節功能:部分搏力謀電動球閥(如 V230 系列)支持 “比例調節” 模式,可通過控制球體旋轉角度(如 0-90°范圍內的任意角度)改變通孔與閥體通道的重合度,實現流量的精細化調節(注:球閥調節精度略低于調節閥,更適合 “通斷為主、調節為輔” 的場景)。
密封優勢:球體與閥座采用PTFE(聚四氟乙烯)或PPS(聚苯硫醚)密封材料,旋轉過程中可形成緊密貼合,確保低壓下零泄漏,適配冷媒、腐蝕性流體等特殊介質。
3. 電動調節閥工作原理:線性位移的連續調節
核心結構:由 “閥體(含閥芯、閥座)+ 電動執行器(含伺服電機、絲桿機構)” 組成,閥芯通常采用“單座”或“雙座”設計(搏力謀 MVG 系列為單座閥芯,適配低壓差場景;MFT 系列為雙座閥芯,適配高壓差場景)。
調節原理:
信號接收:執行器接收來自控制系統的模擬信號(如0-10V DC或4-20mA),該信號對應目標流量或壓力值;
動力轉換:執行器內的伺服電機驅動絲桿機構旋轉,將旋轉運動轉化為閥芯的線性上下位移(絲桿順時針旋轉時,閥芯下降;逆時針旋轉時,閥芯上升);
流量控制:閥芯位移改變其與閥座之間的 “流通間隙”——閥芯下降時,間隙減小,流量降低;閥芯上升時,間隙增大,流量升高;通過持續調整閥芯位置,使系統實際流量 / 壓力與目標值一致,實現動態平衡。
智能特性:搏力謀電動調節閥執行器內置PID調節算法(比例 - 積分 - 微分),可自動補償系統滯后性,避免超調或振蕩,尤其適用于空調系統溫度控制(如回風溫度與冷水流量的聯動調節)。
三、搏力謀閥門工作的關鍵輔助系統:確保穩定運行的核心組件
除 “執行器 + 閥體” 的核心結構外,搏力謀閥門的穩定運行還依賴三大輔助系統,這些組件也是理解其工作原理的重要部分:
1. 控制信號系統:指令傳輸的 “神經中樞”
搏力謀閥門支持兩種主流控制信號:
開關信號(DO):用于通斷控制(如電動蝶閥全開/全關),信號電壓通常為24V AC/DC;模擬信號(AO):用于連續調節(如電動調節閥0-10V流量控制),可實現0-100%的精準調節。
控制系統(如PLC、DDC控制器)通過信號線纜將指令發送至執行器,同時接收執行器反饋的位置信號(如 4-20mA 電流信號),形成閉環控制。
2. 電源系統:執行器的 “動力源泉”
搏力謀閥門執行器電源類型分為:
交流電源:24V AC或 230V AC(常見于大型蝶閥、球閥,如 D621 系列);
直流電源:24V DC(常見于小型調節閥、風閥,如 MVG 系列)。
電源系統需具備過載保護功能——當執行器遇到卡阻(如閥芯被雜質卡住)時,內置的熱過載保護器會切斷電源,避免電機燒毀,這也是搏力謀產品可靠性的核心設計之一。
3. 密封系統:防止泄漏的 “防線”
不同閥門的密封結構不同,但核心作用均為阻斷流體泄漏:
蝶閥:采用“蝶板 + 閥座”軟密封(EPDM 材料),旋轉時蝶板與閥座緊密貼合,泄漏量≤0.1%(符合 ANSI Class VI 標準);
球閥:采用 “球體 + 閥座” 硬密封(金屬材質)或軟密封(PTFE 材料),適配不同介質壓力與溫度;
調節閥:采用 “閥芯 + 閥座” 迷宮式密封或 V 型密封,減少流體沖刷,延長使用壽命。
四、搏力謀閥門工作原理的實際應用:場景化效果驗證
理解工作原理的最終目的是指導應用,以下結合典型場景說明搏力謀閥門的工作效果:
1. 空調水系統:電動蝶閥的流量控制
O在大型商場空調水系統中,搏力謀D611電動蝶閥安裝于冷水機組出口管道:
當商場客流量增加,室內溫度升高時,DDC 控制器發送“開大”信號,執行器驅動蝶板旋轉至60°,冷水流量增加,制冷量提升;
當溫度降至設定值時,控制器發送“關小”信號,蝶板旋轉至30°,流量減少,避免能源浪費;
位置反饋信號實時傳回控制器,確保流量調節精度≤±5%,室內溫度波動控制在 ±1℃以內。
2. 制冷系統:電動球閥的冷媒通斷
在酒店中央空調制冷系統中,搏力謀V230電動球閥用于冷媒(R410A)管道控制:
當客房溫度達到設定值時,控制器發送“關閉”信號,執行器驅動球體旋轉90°,切斷冷媒供應;
當溫度回升時,執行器帶動球體反向旋轉90°,冷媒恢復流通,實現精準的制冷循環控制,泄漏量幾乎為零,避免冷媒浪費與環境污染。
3. 新風機組:電動調節閥的壓力調節
在醫院新風機組中,搏力謀 MVG 電動調節閥安裝于送風管道的靜壓控制回路:
當病房門窗開啟導致靜壓下降時,壓力傳感器發送信號至控制器,執行器驅動閥芯上升,增大送風量,靜壓回升至設定值(如50Pa);
內置PID算法確保調節無超調,避免送風噪音過大,符合醫院對環境舒適度的高要求。
五、搏力謀閥門選型與維護:基于工作原理的優化建議
結合工作原理,合理選型與維護可延長閥門使用壽命,提升系統能效:
1. 選型要點:匹配工作原理與場景需求
根據流量需求選類型:大流量場景(如空調水系統)選電動蝶閥,高精度調節場景(如冷媒控制)選電動球閥,連續調節場景(如靜壓控制)選電動調節閥;
根據介質選材質:水系統選鑄鐵閥體 + EPDM 密封,冷媒系統選黃銅閥體 + PTFE 密封,高溫系統(如熱水管道)選不銹鋼閥體;
根據控制需求選執行器:通斷控制選開關型執行器,連續調節選模擬量執行器,智能場景選帶通訊功能的執行器(如搏力謀BACnet協議執行器)。
2. 維護建議:基于工作原理的故障預防
定期清潔閥體:避免雜質卡住閥芯或蝶板(如每季度沖洗一次水系統閥門),防止執行器過載;
檢查密封件:軟密封材料(如EPDM)老化后需及時更換,避免泄漏(建議每年檢查一次);
校準控制信號:模擬量調節閥需定期校準信號與流量的對應關系(如每半年校準一次),確保調節精度。
總結:搏力謀閥門工作原理的核心邏輯
搏力謀閥門的工作原理可概括為 “信號驅動執行器,執行器帶動閥體動作,輔助系統保障穩定”——無論是蝶閥的旋轉通斷、球閥的90°調節,還是調節閥的線性位移,其本質都是通過精準控制流體通道的截面積,實現系統對流量、壓力、溫度的按需調節。
掌握這一核心邏輯,不僅能幫助從業者快速定位閥門故障(如執行器不動作可能是電源或信號問題,泄漏可能是密封件老化),更能在系統設計階段選擇最適配的閥門類型,最大化發揮搏力謀產品的能效與可靠性優勢。對于HVAC、工業自動化等領域而言,理解閥門工作原理是實現系統智能化、節能化運行的基礎,也是提升行業技術水平的關鍵一步。