化工儀表及其自動(dòng)化控制課件_第六章_執(zhí)行器

1、氣動(dòng)薄膜直通單座閥氣動(dòng)薄膜直通雙座閥氣動(dòng)蝶閥氣動(dòng)球閥氣動(dòng)切斷閥電動(dòng)直通單座閥電動(dòng)隔膜閥電動(dòng)三通閥氣動(dòng)薄膜角形閥電磁閥手動(dòng)截止閥執(zhí)行器是指：閥門(mén)調(diào)節(jié)閥執(zhí)行器是指：閥門(mén)調(diào)節(jié)閥( (連續(xù)的連續(xù)的) )、開(kāi)關(guān)閥、開(kāi)關(guān)閥( (過(guò)程控制范疇過(guò)程控制范疇) ) 電機(jī)連續(xù)的、開(kāi)關(guān)的電機(jī)連續(xù)的、開(kāi)關(guān)的( (屬于流體機(jī)械的范疇，起執(zhí)行器的作用屬于流體機(jī)械的范疇，起執(zhí)行器的作用) )執(zhí)行器是控制系統(tǒng)必不可少的環(huán)節(jié)執(zhí)行器是控制系統(tǒng)必不可少的環(huán)節(jié)。執(zhí)行器工作，使用條件惡劣，執(zhí)行器工作，使用條件惡劣，它也是控制系統(tǒng)最薄弱的環(huán)節(jié)它也是控制系統(tǒng)最薄弱的環(huán)節(jié)原因：執(zhí)行器與介質(zhì)（操作變量）直接接觸原因：執(zhí)行器與介質(zhì)（操作變量）直

2、接接觸 ( (強(qiáng)強(qiáng)) )腐蝕性、腐蝕性、( (高高) )粘度、粘度、( (易易) )結(jié)晶、結(jié)晶、 高溫、深冷、高壓、高差壓高溫、深冷、高壓、高差壓 執(zhí)行器在自控系統(tǒng)中的作用：接收調(diào)節(jié)器（計(jì)算機(jī)）輸出的控制信號(hào)，執(zhí)行器在自控系統(tǒng)中的作用：接收調(diào)節(jié)器（計(jì)算機(jī)）輸出的控制信號(hào)，使調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度產(chǎn)生相應(yīng)變化，從而達(dá)到使調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度產(chǎn)生相應(yīng)變化，從而達(dá)到調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)操作變量流量操作變量流量的目的。的目的。 圖6-2 氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)1薄膜 2平衡彈簧 3閥桿 4閥芯 5閥體 6閥座PO氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)123456輔助裝置：閥門(mén)定位器 和 手動(dòng)操作機(jī)構(gòu) 根據(jù)控制信號(hào)產(chǎn)生推力(薄膜、活塞、馬達(dá))

3、。 它是執(zhí)行器的推動(dòng)裝置，它按控制信號(hào)的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力，推動(dòng)控制機(jī)構(gòu)動(dòng)作，所以它是將信號(hào)的大小轉(zhuǎn)換為閥桿位移的裝置 根據(jù)推力產(chǎn)生位移或轉(zhuǎn)角，改變開(kāi)度。 它是執(zhí)行器的控制部分，它直接與被控介質(zhì)接觸，控制流體的流量。所以它是將閥桿的位移轉(zhuǎn)換為流過(guò)閥的流量的裝置 手輪機(jī)構(gòu)的作用是當(dāng)控制系統(tǒng)因停電、停氣、控制器無(wú)輸出或執(zhí)行機(jī)構(gòu)失靈時(shí)，利用它可以直接操縱控制閥，以維持生產(chǎn)的正常進(jìn)行。 在過(guò)程控制領(lǐng)域應(yīng)用很少在過(guò)程控制領(lǐng)域應(yīng)用很少氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠穩(wěn)定、輸出力大、安裝維修方便、價(jià)格便宜和防火防爆優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠穩(wěn)定、輸出力大、安裝維修方

4、便、價(jià)格便宜和防火防爆缺點(diǎn)：響應(yīng)時(shí)間大，信號(hào)不適于遠(yuǎn)傳缺點(diǎn)：響應(yīng)時(shí)間大，信號(hào)不適于遠(yuǎn)傳 采用電采用電/ /氣轉(zhuǎn)換器或電氣轉(zhuǎn)換器或電/ /氣閥門(mén)定位器，使傳送信號(hào)為電信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)操作為氣動(dòng)信號(hào)氣閥門(mén)定位器，使傳送信號(hào)為電信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)操作為氣動(dòng)信號(hào)電信號(hào)電信號(hào)氣信號(hào)氣信號(hào)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)作較快、能源獲取方便，特別適于遠(yuǎn)距離的信號(hào)傳送優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)作較快、能源獲取方便，特別適于遠(yuǎn)距離的信號(hào)傳送缺點(diǎn)：輸出力較小、價(jià)格貴，缺點(diǎn)：輸出力較小、價(jià)格貴， 且一般只適用于防爆要求不高的場(chǎng)合且一般只適用于防爆要求不高的場(chǎng)合直通雙座調(diào)節(jié)閥直通雙座調(diào)節(jié)閥直通單座調(diào)節(jié)閥直通單座調(diào)節(jié)閥

5、籠式（套筒）調(diào)節(jié)閥籠式（套筒）調(diào)節(jié)閥 角型調(diào)節(jié)閥角型調(diào)節(jié)閥 三通調(diào)節(jié)閥三通調(diào)節(jié)閥 高壓調(diào)節(jié)閥高壓調(diào)節(jié)閥隔膜調(diào)節(jié)閥隔膜調(diào)節(jié)閥波紋管密封調(diào)節(jié)閥波紋管密封調(diào)節(jié)閥超高壓調(diào)節(jié)閥超高壓調(diào)節(jié)閥小流量調(diào)節(jié)閥小流量調(diào)節(jié)閥低噪音調(diào)節(jié)閥低噪音調(diào)節(jié)閥直直行行程程式式調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)角角 行行程程式式調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu) 同一類(lèi)型的氣動(dòng)同一類(lèi)型的氣動(dòng)/電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，分別采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，分別采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)蝶閥蝶閥凸輪撓曲調(diào)節(jié)閥凸輪撓曲調(diào)節(jié)閥V型球閥型球閥O型球閥型球閥 反作用：當(dāng)輸入信號(hào)增大時(shí)，流過(guò)執(zhí)行器的流量減小 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥通常稱(chēng)為氣關(guān)閥 正作用：當(dāng)輸入信號(hào)增大時(shí)，執(zhí)行器的開(kāi)度增大，

6、即流過(guò)執(zhí)行器的流量增大 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥通常稱(chēng)為氣開(kāi)閥從安全生產(chǎn)的角度來(lái)確定正反作用從安全生產(chǎn)的角度來(lái)確定正反作用H如果，介質(zhì)是由強(qiáng)腐蝕性的，再生產(chǎn)過(guò)程中不允許溢出，調(diào)節(jié)閥的作用形式？如果后面的環(huán)節(jié)不允許沒(méi)有物料，調(diào)節(jié)閥的作用形式？根據(jù)控制信號(hào)的大小，產(chǎn)生相應(yīng)的輸出力F和位移M(直線位移l或角位移)輸出力F用于克服調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中流動(dòng)流體對(duì)閥芯產(chǎn)生的作用力或作用力矩，以及摩擦力等其他各種阻力；位移(l或)用于帶動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)閥芯動(dòng)作 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要分為兩大類(lèi)：薄膜式與活塞式薄膜式與活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)又可分為：有彈簧和無(wú)彈簧兩種 氣源 PO氣源PO氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的

7、動(dòng)態(tài)特性為一階滯后環(huán)節(jié)。其時(shí)間常數(shù)的大小與薄膜氣室大小及引壓導(dǎo)管長(zhǎng)短粗細(xì)有關(guān)，一般為數(shù)秒到數(shù)十秒之間。 基本部件：活塞和氣缸活塞在氣缸內(nèi)隨活塞兩側(cè)壓差而移動(dòng)兩側(cè)可以分別輸入一個(gè)固定信號(hào)和一個(gè)變動(dòng)信號(hào)，或兩側(cè)都輸入變動(dòng)信號(hào)。它的輸出特性有比例式及兩位式兩種。兩位式是根據(jù)輸入執(zhí)行活塞兩側(cè)的操作壓力的大小，活塞從高壓側(cè)推向低壓側(cè)，使推桿從一個(gè)位置移到另一極端位置比例式是在兩位式基礎(chǔ)上加有閥門(mén)定位器后，使推桿位移與信號(hào)壓力成比例關(guān)系。 P1P2構(gòu)成原理構(gòu)成原理 輸輸入入信信號(hào)號(hào)伺服放大器伺服放大器伺服電機(jī)伺服電機(jī)減速器減速器輸輸出出位置發(fā)生器位置發(fā)生器調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的調(diào)節(jié)部分，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力和輸

8、出位移作用下，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)閥芯的運(yùn)動(dòng)，改變了閥芯與閥座之間的流通截面積，即改變了調(diào)節(jié)閥的阻力系數(shù)，使被控介質(zhì)流體的流量發(fā)生相應(yīng)變化。1執(zhí)行機(jī)構(gòu)2閥桿3閥芯4閥座5閥體6轉(zhuǎn)軸7閥板 主要構(gòu)成：閥體、閥座、閥心、和閥桿或轉(zhuǎn)軸v閥體內(nèi)只有一個(gè)閥芯和一個(gè)閥座。v結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、泄漏量?。ㄉ踔量梢酝耆袛啵?.允許壓差?。p導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的允許壓差較單導(dǎo)向結(jié)構(gòu)大）。 它適用于要求泄漏量小，工作壓差較小的干凈介質(zhì)的場(chǎng)合。在應(yīng)用中應(yīng)特別注意其允許壓差，防止閥門(mén)關(guān)不死。 v閥體內(nèi)有兩個(gè)閥芯和閥座 。v因?yàn)榱黧w對(duì)上、下兩閥芯上的作用力可以相互抵消，因此雙座閥具有允許壓差大1.上、下兩閥芯不易同時(shí)關(guān)閉，因此泄漏量較大的特點(diǎn)。 它

9、適用于閥兩端壓差較大，泄漏量要求不高的干凈介質(zhì)場(chǎng)合，不適用于高粘度和含纖維的場(chǎng)合。 v閥體為直角形v流路簡(jiǎn)單、阻力小，適用于高壓差、高粘度、含有懸浮物和顆粒狀物質(zhì)的調(diào)節(jié)。v角形閥一般使用于底進(jìn)側(cè)出，此時(shí)調(diào)節(jié)閥穩(wěn)定性好，v在高壓差場(chǎng)合下，為了延長(zhǎng)閥芯使用壽命，也可采用側(cè)進(jìn)底出。但側(cè)進(jìn)底出在小開(kāi)度時(shí)易發(fā)生振蕩。1.角形閥還適用于工藝管道直角形配管的場(chǎng)合。 v閥體有三個(gè)接管口，適用于三個(gè)方向流體的管路控制系統(tǒng)，大多用于熱交換器的溫度調(diào)節(jié)、配比調(diào)節(jié)和旁路調(diào)節(jié)。v在使用中應(yīng)注意流體溫差不宜過(guò)大，通常小于是150，否則會(huì)使三通閥產(chǎn)生較大應(yīng)力而引起變形，造成連接處泄漏或損壞。1.三通閥有三通合流閥和三通分流

10、閥兩種類(lèi)型。三通合流閥為介質(zhì)由兩個(gè)輸入口流進(jìn)混合后由一出口流出；三通分流閥為介質(zhì)由一入口流進(jìn)，分為兩個(gè)出口流出。 v蝶閥是通過(guò)擋板以轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)來(lái)控制流體的流量。v結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、成本低，流通能力大v特別適用于低壓差、大口徑、大流量的氣體形或帶有懸浮物流體的場(chǎng)合v泄漏較大v蝶閥通常工作轉(zhuǎn)角應(yīng)小于70，此時(shí)流量特性與等百分比特性相似1.多用于開(kāi)關(guān)閥v套筒閥的結(jié)構(gòu)比較特殊，閥體與一般的直通單座閥相似，但閥內(nèi)有一個(gè)圓柱形套筒，又稱(chēng)籠子，利用套筒導(dǎo)向，閥芯可在套筒中上下移動(dòng)。v套筒上開(kāi)有一定形狀的窗口（節(jié)流孔），套筒移動(dòng)時(shí)，就改變了節(jié)流孔的面積，從而實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。v套筒閥分為單密封和雙密封兩種結(jié)構(gòu)

11、，前者類(lèi)似于直通單座閥，適用于單座閥的場(chǎng)合；后者類(lèi)似于直通雙座閥，適用于雙座閥的場(chǎng)合。1.套筒閥具有穩(wěn)定性好、拆裝維修方便等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用，但其價(jià)格比較貴。v轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)閥芯偏心旋轉(zhuǎn)1.體積小，重量輕，使用可靠，維修方便，通用性強(qiáng)，流體阻力小等優(yōu)點(diǎn)，適用于粘度較大的場(chǎng)合，在石灰、泥漿等流體中，具有較好的使用性能。v閥芯為一球體v閥芯上開(kāi)有一個(gè)直徑和管道直徑相等的通孔，轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)球體旋轉(zhuǎn)，起調(diào)節(jié)和切斷作用。v該閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，密封可靠，流通能力大1.流量特性為快開(kāi)特性，一般用于位式控制。 v閥芯也為一球體v但球體上開(kāi)孔為V V形口，隨著球體的旋轉(zhuǎn)，流通截面積不斷發(fā)生變化，但流通截面的形狀

12、始終保持為三角形。v該閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，關(guān)閉性能好，流通能力大，可調(diào)比大1.流量特性近似為等百分比特性，適用于纖維、紙漿及含顆粒的介質(zhì)。 孔板流量計(jì)的公式？Q A 122()PP1210PPKQ調(diào)節(jié)閥的流量方程依據(jù)的原理：伯努利方程（能量守恒）3123/QmhPPkPag cm、流量系數(shù)是反映調(diào)節(jié)閥口徑大小的一個(gè)重要參數(shù)流量系數(shù)是反映調(diào)節(jié)閥口徑大小的一個(gè)重要參數(shù) 流量系數(shù)KV的定義 :在調(diào)節(jié)閥前后壓差為100KPa，流體密度為1g/cm3 （即540的水）的條件下，調(diào)節(jié)閥全開(kāi)時(shí)，每小時(shí)通過(guò)閥門(mén)的流體量（m3） 1210PPKQ把上述參數(shù)代入流量方程，即可算出實(shí)際工況的流經(jīng)閥門(mén)的流量把上述參

13、數(shù)代入流量方程，即可算出實(shí)際工況的流經(jīng)閥門(mén)的流量 事實(shí)上，這里提出流量系數(shù)的概念，用意不在流量的計(jì)算上，真正目的是事實(shí)上，這里提出流量系數(shù)的概念，用意不在流量的計(jì)算上，真正目的是根據(jù)工藝要求如何來(lái)選擇一臺(tái)合適的調(diào)節(jié)閥。根據(jù)工藝要求如何來(lái)選擇一臺(tái)合適的調(diào)節(jié)閥。 根據(jù)工藝要求，即流量Q、前后差壓P、介質(zhì)密度，可以用下式來(lái)計(jì)算調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)，并以此來(lái)作為閥門(mén)口徑選擇的依據(jù)之一：PQK10注意：上式中各參數(shù)的單位 上式只適用于一般的流體（如水或者類(lèi)似流體） 流體的種類(lèi)和性質(zhì)將影響KV的大小，因此對(duì)不同的流體必須考慮其對(duì)流量系數(shù)的影響 流體的流動(dòng)狀態(tài)也將影響K的大小可調(diào)比可調(diào)比R R反映調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)能

14、力的大小反映調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)能力的大小 定義定義: :調(diào)節(jié)閥所能調(diào)節(jié)的最大流量和最小流量之比調(diào)節(jié)閥所能調(diào)節(jié)的最大流量和最小流量之比 minmaxQQR 調(diào)節(jié)閥前后壓差的變化，會(huì)引起可調(diào)比變化調(diào)節(jié)閥前后壓差的變化，會(huì)引起可調(diào)比變化，將可調(diào)比分為理想可調(diào)，將可調(diào)比分為理想可調(diào)比和實(shí)際可調(diào)比。比和實(shí)際可調(diào)比。 minmaxQQR 理想可調(diào)比由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定，通常理想可調(diào)比由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定，通常 R=30 或 50maxminPKPKminmaxKK串聯(lián)管道時(shí)的可調(diào)比 minmaxmaxmin()rPKRPK流量最大時(shí)閥門(mén)上的壓降最小設(shè) SPPSminR SminminmaxSPPRRPP并聯(lián)管道時(shí)的可調(diào)比

15、1max2max1min21min2rQQQRQQQQ1maxmaxQxQ) 1()1 (maxmaxmaxRRRQRQQRrR 1 2max11QQRr設(shè) 2max1maxQQQmax(1)x Q1min1max/QQR調(diào)節(jié)閥流量特性：介質(zhì)流過(guò)調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與相對(duì)位移（即閥的相對(duì)開(kāi)度）之間的關(guān)系 )(maxLlfQQ調(diào)節(jié)閥前后壓差的變化，會(huì)引起流量變化。流量特性分為調(diào)節(jié)閥前后壓差的變化，會(huì)引起流量變化。流量特性分為理想流量特性和實(shí)際流量特性理想流量特性和實(shí)際流量特性調(diào)節(jié)閥的固有特性，由閥芯的形狀所決定調(diào)節(jié)閥的固有特性，由閥芯的形狀所決定。1-1-快開(kāi)特性快開(kāi)特性2-2-直線特性直線特性3-

16、3-拋物線特性拋物線特性4-4-等百分比（對(duì)數(shù)）特性等百分比（對(duì)數(shù)）特性kLldQQd)()(maxLlRRQQ) 1(11max特點(diǎn)：特點(diǎn)：a.a.放大系數(shù)是常數(shù)放大系數(shù)是常數(shù) 調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與相對(duì)位移成直線關(guān)系，即單位位移變化所引起的流調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與相對(duì)位移成直線關(guān)系，即單位位移變化所引起的流量變化是常數(shù)量變化是常數(shù) LlRR)11 (1b. Q 流量相對(duì)變化值流量相對(duì)變化值 maxmax)()(QQkLldQQd特點(diǎn)：特點(diǎn)：a. a. Q 放大系數(shù)放大系數(shù)單位相對(duì)位移變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量成正比關(guān)系單位相對(duì)位移變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量成正比關(guān)系b.

17、 流量相對(duì)變化值是常數(shù)流量相對(duì)變化值是常數(shù) (1)maxlLQRQ單位相對(duì)位移的變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量值的平單位相對(duì)位移的變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量值的平方值的平方根成正比關(guān)系方值的平方根成正比關(guān)系 21maxmax)()()(QQkLldQQd2max) 1(1 1LlRRQQ為了彌補(bǔ)直線特性在小開(kāi)度時(shí)調(diào)節(jié)性能差的為了彌補(bǔ)直線特性在小開(kāi)度時(shí)調(diào)節(jié)性能差的缺點(diǎn)，在拋物線特性基礎(chǔ)上派生出一種修正缺點(diǎn)，在拋物線特性基礎(chǔ)上派生出一種修正拋物線特性，它在相對(duì)位移拋物線特性，它在相對(duì)位移30%30%及相對(duì)流量變及相對(duì)流量變20%20%這段區(qū)間內(nèi)為拋物線關(guān)系，而在此以上的這段

18、區(qū)間內(nèi)為拋物線關(guān)系，而在此以上的范圍是線性關(guān)系。范圍是線性關(guān)系。 在開(kāi)度較小時(shí)就有較大的流量，隨著開(kāi)度的增大，流量很快就達(dá)在開(kāi)度較小時(shí)就有較大的流量，隨著開(kāi)度的增大，流量很快就達(dá)到最大；此后再增加開(kāi)度，流量變化很小到最大；此后再增加開(kāi)度，流量變化很小 有效位移一般為閥座直徑的有效位移一般為閥座直徑的1/41/4 適用于迅速啟閉的位式控制或程序適用于迅速啟閉的位式控制或程序控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 上述上述4 4種流量特性中：直線和等百種流量特性中：直線和等百分比最常用。分比最常用。(1)(1)串聯(lián)管道時(shí)串聯(lián)管道時(shí)* * 流量特性發(fā)生畸變流量特性發(fā)生畸變 直線特性直線特性快開(kāi)特性快開(kāi)特性 等百分比特性等

19、百分比特性直線特性直線特性 * * 可調(diào)比減小可調(diào)比減小 (2)(2)并聯(lián)管道時(shí)的工作流量特性并聯(lián)管道時(shí)的工作流量特性 通常一般通常一般X X 值不能低于值不能低于0.80.8，即旁路流量只能為總流量的百分?jǐn)?shù)之十即旁路流量只能為總流量的百分?jǐn)?shù)之十幾。幾。 可調(diào)比將大大下降可調(diào)比將大大下降執(zhí)行器的選用是否得當(dāng)，將直接影響控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量、安執(zhí)行器的選用是否得當(dāng)，將直接影響控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量、安全性和可靠性全性和可靠性 執(zhí)行器的選擇，主要是從以下三方面考慮：執(zhí)行器的選擇，主要是從以下三方面考慮：1.1.調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)形式；調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)形式；2.2.調(diào)節(jié)閥的流量特性；調(diào)節(jié)閥的流量特性；3.3.調(diào)節(jié)閥

20、的口徑。調(diào)節(jié)閥的口徑。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇 比較項(xiàng)目氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可靠性高（簡(jiǎn)單、可靠）較低驅(qū)動(dòng)能源需另設(shè)氣源簡(jiǎn)單方便價(jià)格低高輸出力大小剛度小大防爆好差工作環(huán)境大（4080）?。?055）可以根據(jù)實(shí)際使用要求，綜合考慮確定選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，還必須考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力（力矩）應(yīng)大于它所受到的負(fù)荷力（力矩） 負(fù)荷力（力矩）包括流體對(duì)閥芯產(chǎn)生的作用力（不平衡力）或作用力矩（不平衡力矩）閥桿的摩擦力、重量以及壓縮彈簧的預(yù)緊力 對(duì)于氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu):工作壓差小于最大允許壓差但當(dāng)所用調(diào)節(jié)閥的口徑較大或壓差較高時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求有更大的輸出力，此時(shí)可考慮用，也可選用再配上。 氣開(kāi)式調(diào)節(jié)閥

21、:有信號(hào)壓力輸入時(shí)閥打開(kāi) 無(wú)信號(hào)壓力時(shí)閥全關(guān)氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥:有信號(hào)壓力時(shí)閥關(guān)閉 無(wú)信號(hào)壓力時(shí)閥全開(kāi)氣開(kāi)氣關(guān)的選擇考慮原則是： 信號(hào)壓力中斷時(shí)，應(yīng)保證設(shè)備和操作人員的發(fā)全，如閥門(mén)處于打開(kāi)位置時(shí)危害性小，則應(yīng)選用氣關(guān)式；反之，則用氣開(kāi)式。 主要依據(jù)是：（1） 流體性質(zhì) 如流體種類(lèi)、粘度、腐蝕性、是否含懸浮顆粒（2） 工藝條件 如溫度、壓力、流量、壓差、泄漏量（3） 過(guò)程控制要求 控制系統(tǒng)精度、可調(diào)比、噪音 根據(jù)以上各點(diǎn)進(jìn)行綜合考慮，并參照各種調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及其適用場(chǎng)合，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)性，來(lái)選擇滿(mǎn)足工藝要求的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。實(shí)際上是指如何選擇直線特性和等百分比特性實(shí)際上是指如何選擇直線特性和等百分比特性 經(jīng)驗(yàn)

22、準(zhǔn)則經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則 :適當(dāng)?shù)剡x擇調(diào)節(jié)閥的特性，以閥的放大系數(shù)的變化來(lái)補(bǔ)償控制對(duì)象放適當(dāng)?shù)剡x擇調(diào)節(jié)閥的特性，以閥的放大系數(shù)的變化來(lái)補(bǔ)償控制對(duì)象放大系數(shù)的變化，使控制系統(tǒng)總的放大系數(shù)保持不變或近似不變大系數(shù)的變化，使控制系統(tǒng)總的放大系數(shù)保持不變或近似不變（1 1）考慮系統(tǒng)的控制品質(zhì)）考慮系統(tǒng)的控制品質(zhì)調(diào)節(jié)閥在串聯(lián)管道時(shí)的工作流量特性與調(diào)節(jié)閥在串聯(lián)管道時(shí)的工作流量特性與S S值的大小有關(guān)，即與工藝配管情值的大小有關(guān)，即與工藝配管情況有關(guān)。因此，在選擇其特性時(shí)，還必須考慮工藝配管情況。況有關(guān)。因此，在選擇其特性時(shí)，還必須考慮工藝配管情況。（2 2）考慮工藝管道情況）考慮工藝管道情況1.1.根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)選擇

23、所需要的工作流量特性根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)選擇所需要的工作流量特性2.2.考慮工藝配管情況確定相應(yīng)的理想流量特性考慮工藝配管情況確定相應(yīng)的理想流量特性P182 P182 表表5-55-5具體做法具體做法: :直線特性調(diào)節(jié)閥在小開(kāi)度時(shí)流量相對(duì)變化值大，控制過(guò)于靈直線特性調(diào)節(jié)閥在小開(kāi)度時(shí)流量相對(duì)變化值大，控制過(guò)于靈敏，易引起振蕩，且閥芯、閥座也易受到破壞，因此在敏，易引起振蕩，且閥芯、閥座也易受到破壞，因此在S S值小、值小、負(fù)荷變化大的場(chǎng)合，不宜采用。等百分比特性調(diào)節(jié)閥的放大負(fù)荷變化大的場(chǎng)合，不宜采用。等百分比特性調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)隨調(diào)節(jié)閥行程增加而增大，流量相對(duì)變化值是恒定不變系數(shù)隨調(diào)節(jié)閥行程增加而增大

24、，流量相對(duì)變化值是恒定不變的，因此它對(duì)負(fù)荷變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性。的，因此它對(duì)負(fù)荷變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性。 （3 3）考慮負(fù)荷變化情況）考慮負(fù)荷變化情況首先必須要合理確定調(diào)節(jié)閥流量和壓差的數(shù)據(jù)。首先必須要合理確定調(diào)節(jié)閥流量和壓差的數(shù)據(jù)。通常把代入計(jì)算公式中的流量和壓差分別稱(chēng)為計(jì)算流量和計(jì)算壓差。通常把代入計(jì)算公式中的流量和壓差分別稱(chēng)為計(jì)算流量和計(jì)算壓差。而在根據(jù)計(jì)算所得到的流量系數(shù)選擇調(diào)節(jié)閥口徑之后，還應(yīng)對(duì)所選調(diào)節(jié)閥開(kāi)度和可調(diào)節(jié)比進(jìn)行驗(yàn)算，以保證所選調(diào)節(jié)閥的口徑能滿(mǎn)足控制要求。 PQK10依據(jù)流量系數(shù)依據(jù)流量系數(shù)就是根據(jù)工藝參就是根據(jù)工藝參數(shù)計(jì)算出數(shù)計(jì)算出K K，然后，然后根據(jù)根據(jù)K K選取一個(gè)選取一

25、個(gè)K Kv v值差不多的調(diào)節(jié)值差不多的調(diào)節(jié)閥。閥。 最大計(jì)算流量是指通過(guò)調(diào)節(jié)閥的最大流量，最大計(jì)算流量是指通過(guò)調(diào)節(jié)閥的最大流量，其值應(yīng)根據(jù)工藝設(shè)備的生產(chǎn)能力、對(duì)象負(fù)荷的變其值應(yīng)根據(jù)工藝設(shè)備的生產(chǎn)能力、對(duì)象負(fù)荷的變化、操作條件變化以及系統(tǒng)的控制質(zhì)量等因素綜化、操作條件變化以及系統(tǒng)的控制質(zhì)量等因素綜合考慮，合理確定合考慮，合理確定。 避免兩種傾向：過(guò)多考慮余量避免兩種傾向：過(guò)多考慮余量 只考慮眼前生產(chǎn)只考慮眼前生產(chǎn) 選擇調(diào)節(jié)閥口徑的步驟選擇調(diào)節(jié)閥口徑的步驟計(jì)算壓差是指最大流量時(shí)調(diào)節(jié)閥上的壓差，計(jì)算壓差是指最大流量時(shí)調(diào)節(jié)閥上的壓差，即調(diào)節(jié)閥全開(kāi)時(shí)的壓差即調(diào)節(jié)閥全開(kāi)時(shí)的壓差確定計(jì)算壓差時(shí)必須兼顧調(diào)節(jié)性

26、能和動(dòng)力消確定計(jì)算壓差時(shí)必須兼顧調(diào)節(jié)性能和動(dòng)力消耗兩方面，即應(yīng)合理耗兩方面，即應(yīng)合理選定選定S S值值。2) 2) 在最大流量的條件下，分別計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)調(diào)節(jié)閥之外的各項(xiàng)局部在最大流量的條件下，分別計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)調(diào)節(jié)閥之外的各項(xiàng)局部阻力所引起的壓力損失，再求出它們的總和阻力所引起的壓力損失，再求出它們的總和P PF F 。 3) 3) 選取選取S值值 S值一般希望不小于值一般希望不小于0.30.3，常選，常選 5 . 03 . 0S4) 4) 求取調(diào)節(jié)閥計(jì)算壓差求取調(diào)節(jié)閥計(jì)算壓差P PV V VVFPSPP 計(jì)算壓差確定步驟如下：計(jì)算壓差確定步驟如下： 1) 1) 選擇調(diào)節(jié)閥前后最近的壓力基本穩(wěn)定的兩

27、選擇調(diào)節(jié)閥前后最近的壓力基本穩(wěn)定的兩個(gè)設(shè)備作為系統(tǒng)的計(jì)算范圍。個(gè)設(shè)備作為系統(tǒng)的計(jì)算范圍。 SPSPFV1根據(jù)已求得的根據(jù)已求得的Kmax，在所選用的產(chǎn)品，在所選用的產(chǎn)品 型式的標(biāo)準(zhǔn)系列中，選型式的標(biāo)準(zhǔn)系列中，選取大于取大于Kmax并與其最接近的那一擋并與其最接近的那一擋Kv 值值 （P.169,表表6-3)根據(jù)已決定的計(jì)算流量和計(jì)算壓差，求得最大流量時(shí)的流量根據(jù)已決定的計(jì)算流量和計(jì)算壓差，求得最大流量時(shí)的流量系數(shù)系數(shù)Kmax PQK10最大計(jì)算流量時(shí)的開(kāi)度不大于最大計(jì)算流量時(shí)的開(kāi)度不大于90%90%最小計(jì)算流量時(shí)的開(kāi)度不小于最小計(jì)算流量時(shí)的開(kāi)度不小于10%10% %10003. 011003. 1 22iVQPKSSk%1001110lg48.1122iVQPKSSk直線特性調(diào)節(jié)閥直線特性調(diào)節(jié)閥 等百分比特性的調(diào)節(jié)閥等百分比特性的調(diào)節(jié)閥 minmaxQQRrSRRr須滿(mǎn)足根據(jù)值決定調(diào)節(jié)閥的公稱(chēng)直徑根據(jù)值