崗前培訓(xùn)--執(zhí)行器(調(diào)節(jié)閥)基礎(chǔ)知識

1、海南基地崗前培訓(xùn)班一、基本理念一、基本理念目錄 2、氣動氣動薄膜調(diào)節(jié)閥薄膜調(diào)節(jié)閥的的主要結(jié)構(gòu)由下列主要結(jié)構(gòu)由下列零部件組成：零部件組成： 1. 1.膜片膜片 2. 2.彈簧彈簧 3. 3.推桿推桿 4. 4.閥芯閥芯 5. 5.閥座閥座1、調(diào)節(jié)閥的工作原理 當(dāng)來自控制器的信號壓力通入到薄膜氣室時，在膜片上當(dāng)來自控制器的信號壓力通入到薄膜氣室時，在膜片上產(chǎn)生一個推力，并推動推桿部件向下移動，使閥芯和閥座之產(chǎn)生一個推力，并推動推桿部件向下移動，使閥芯和閥座之間的空隙減小間的空隙減小( (即流通面積減小即流通面積減小) )，流體受到的阻力增大，流，流體受到的阻力增大，流量減小。推桿下移的同時，彈簧受

2、壓產(chǎn)生反作用力，直到彈量減小。推桿下移的同時，彈簧受壓產(chǎn)生反作用力，直到彈簧的反作用力與信號壓力在膜片上產(chǎn)生的推力相平衡為止，簧的反作用力與信號壓力在膜片上產(chǎn)生的推力相平衡為止，此時，閥芯與閥座之間的流通面積不再改變，流體的流量穩(wěn)此時，閥芯與閥座之間的流通面積不再改變，流體的流量穩(wěn)定，可見，調(diào)節(jié)閥是根據(jù)信號壓力的大小，通過改變閥定，可見，調(diào)節(jié)閥是根據(jù)信號壓力的大小，通過改變閥芯的芯的行程行程來改變閥的阻力大小，達到控制流量的目的來改變閥的阻力大小，達到控制流量的目的 。 氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)主要用作包括氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)主要用作包括一般一般調(diào)節(jié)閥的推動調(diào)節(jié)閥的推動裝置，分有彈簧和無彈簧兩種。無彈簧的

3、氣動薄膜執(zhí)裝置，分有彈簧和無彈簧兩種。無彈簧的氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)常用于雙位式控制。行機構(gòu)常用于雙位式控制。有彈簧的氣動薄膜執(zhí)行機有彈簧的氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)按作用形式分為正作用和反作用兩種構(gòu)按作用形式分為正作用和反作用兩種。正作用式氣正作用式氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)當(dāng)來自控制器或閥門定位器的信號壓動薄膜執(zhí)行機構(gòu)當(dāng)來自控制器或閥門定位器的信號壓力增大時力增大時，推桿向下動作的叫正作用執(zhí)行機構(gòu)；當(dāng)信，推桿向下動作的叫正作用執(zhí)行機構(gòu)；當(dāng)信號壓力增大時，推桿向上動作的叫反作用執(zhí)行機構(gòu)。號壓力增大時，推桿向上動作的叫反作用執(zhí)行機構(gòu)。正作用機構(gòu)的信號壓力是通入波紋膜片上方的薄膜氣正作用機構(gòu)的信號壓力是通入波紋膜片上方的

4、薄膜氣室，而反作用機構(gòu)的信號壓力是通人波紋膜片下方的室，而反作用機構(gòu)的信號壓力是通人波紋膜片下方的薄膜氣室。通過更換個別零件，兩者便能互相改裝薄膜氣室。通過更換個別零件，兩者便能互相改裝。2、執(zhí)行機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)的工作原理的工作原理 當(dāng)閥芯下移時閥關(guān)小叫正裝，反之叫反裝當(dāng)閥芯下移時閥關(guān)小叫正裝，反之叫反裝。這樣閥芯有正裝和反裝兩種，加之執(zhí)行機構(gòu)。這樣閥芯有正裝和反裝兩種，加之執(zhí)行機構(gòu)有正作用和反作用。有正作用和反作用。 因此，調(diào)節(jié)閥的作用形式有四種，這四種因此，調(diào)節(jié)閥的作用形式有四種，這四種形式的調(diào)節(jié)閥如果從信號的控制作用來看，分形式的調(diào)節(jié)閥如果從信號的控制作用來看，分為兩種，即氣開和氣關(guān)形式，

5、在使用中，大口為兩種，即氣開和氣關(guān)形式，在使用中，大口徑的閥門一般都用正作用形式，而用改變閥芯徑的閥門一般都用正作用形式，而用改變閥芯的安裝方向來獲得氣開或氣關(guān)特性。氣開、氣的安裝方向來獲得氣開或氣關(guān)特性。氣開、氣關(guān)的選擇與生產(chǎn)安全有關(guān)，其原則是：一旦信關(guān)的選擇與生產(chǎn)安全有關(guān)，其原則是：一旦信號中斷，調(diào)節(jié)閥的狀態(tài)能保證人員和設(shè)備的安號中斷，調(diào)節(jié)閥的狀態(tài)能保證人員和設(shè)備的安全。全。上圖中(b)和(c)為氣開式，(a)和(d)為氣關(guān)式氣開式與氣關(guān)式的選擇 氣動調(diào)節(jié)閥在氣壓信號中斷后閥門會復(fù)位。 無壓力信號時閥全開，隨著信號增大，閥門逐漸關(guān)小的稱為氣關(guān)式。反之，無壓力信號時閥全閉，隨著信號增大，閥門

6、逐漸開大稱的為氣開式。 如氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的氣開式與氣關(guān)式：氣開氣關(guān)的氣開氣關(guān)的選擇原則選擇原則是：是： 信號壓力中斷時，應(yīng)保證信號壓力中斷時，應(yīng)保證設(shè)備和操作人員的安全，如閥設(shè)備和操作人員的安全，如閥門處于打開位置時危害性小，門處于打開位置時危害性小，則應(yīng)選用氣關(guān)式；反之，則用則應(yīng)選用氣關(guān)式；反之，則用氣開式。氣開式。 給水閥給水閥燃氣閥燃氣閥蒸汽蒸汽例如： 選擇蒸汽鍋爐的控制閥門時，為保證失控狀態(tài)下鍋爐的安全： 給水閥應(yīng)選氣關(guān)式 燃氣閥應(yīng)選氣開式 閥門閥門要想實現(xiàn)定位，事故狀態(tài)全開、全關(guān)或者保位，要想實現(xiàn)定位，事故狀態(tài)全開、全關(guān)或者保位，以及跳車時閥門回到安全閥位等等功能時，需要與不同以及跳

7、車時閥門回到安全閥位等等功能時，需要與不同種類的閥門附件配合，才能夠滿足工藝的不同需求。下種類的閥門附件配合，才能夠滿足工藝的不同需求。下面，我將對幾種常用的閥門附件做講解。面，我將對幾種常用的閥門附件做講解。1、電氣、電氣閥門定位器閥門定位器 閥門閥門定位器是調(diào)節(jié)閥的主要附件，為了保證從調(diào)節(jié)器定位器是調(diào)節(jié)閥的主要附件，為了保證從調(diào)節(jié)器來的控制信號與調(diào)節(jié)閥閥桿的行程位置相聯(lián)系，提高調(diào)節(jié)來的控制信號與調(diào)節(jié)閥閥桿的行程位置相聯(lián)系，提高調(diào)節(jié)特性的品質(zhì)，必須利用閥門定位器。特性的品質(zhì)，必須利用閥門定位器。在什么情況下需要使用閥門定在什么情況下需要使用閥門定位器？位器？ 來自調(diào)節(jié)器或輸出安全柵送來的來自

8、調(diào)節(jié)器或輸出安全柵送來的420mA DC420mA DC電流輸入線圈時，使位于電流輸入線圈時，使位于線圈中的可動鐵芯（即杠桿線圈中的可動鐵芯（即杠桿2 2）磁化，因為可動鐵芯位于永久磁鋼）磁化，因為可動鐵芯位于永久磁鋼1 1所產(chǎn)所產(chǎn)生的磁場中，因而，兩磁場相互作用，使杠桿生的磁場中，因而，兩磁場相互作用，使杠桿2 2產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)力矩。它以中產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)力矩。它以中心支點為中心發(fā)生偏轉(zhuǎn)，固定在杠桿心支點為中心發(fā)生偏轉(zhuǎn)，固定在杠桿2 2上的擋板上的擋板1313靠近或遠離噴嘴靠近或遠離噴嘴1515，使放大器使放大器1414背壓增大或減小，經(jīng)放大后的輸出氣壓作用于調(diào)節(jié)閥的膜頭背壓增大或減小，經(jīng)放大后的輸出氣壓

9、作用于調(diào)節(jié)閥的膜頭8 8上，使其閥桿下移或上移。閥桿的位移通過反饋桿上，使其閥桿下移或上移。閥桿的位移通過反饋桿9 9轉(zhuǎn)換為反饋軸和反轉(zhuǎn)換為反饋軸和反饋板饋板5 5的角位移，再通過調(diào)量程支點的角位移，再通過調(diào)量程支點7 7使反饋機體使反饋機體1010移動。固定在杠桿移動。固定在杠桿2 2上的彈簧上的彈簧1111被拉伸，產(chǎn)生了一個負的反饋力矩，使杠桿被拉伸，產(chǎn)生了一個負的反饋力矩，使杠桿2 2產(chǎn)生位移，當(dāng)產(chǎn)生位移，當(dāng)反饋力矩和輸入力矩相等時，使杠桿反饋力矩和輸入力矩相等時，使杠桿2 2平衡，同時，閥桿也穩(wěn)定在一個平衡，同時，閥桿也穩(wěn)定在一個相應(yīng)的位置上，從而實現(xiàn)了電流信號與乏味之間的比例關(guān)系。相

10、應(yīng)的位置上，從而實現(xiàn)了電流信號與乏味之間的比例關(guān)系。 電氣電氣閥門定位器工作原理閥門定位器工作原理舉例：舉例： I杠桿上端右移杠桿上端右移擋板擋板靠近噴嘴靠近噴嘴 P壓力壓力閥桿下移閥桿下移反饋凸輪反饋凸輪右轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn) 反饋彈簧右拉反饋彈簧右拉杠桿平衡杠桿平衡 閥閥桿位移和輸入信號之間的關(guān)系取決于桿位移和輸入信號之間的關(guān)系取決于轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換系數(shù)系數(shù)、力臂力臂長度以及長度以及反饋部分的反饋反饋部分的反饋系數(shù)，系數(shù)，而與執(zhí)行機構(gòu)的而與執(zhí)行機構(gòu)的時間常數(shù)和時間常數(shù)和放大系數(shù)，即執(zhí)行放大系數(shù)，即執(zhí)行機構(gòu)的膜片有效面積和彈簧剛度無關(guān)，因此閥門定位器能消除執(zhí)行機機構(gòu)的膜片有效面積和彈簧剛度無關(guān)，因此閥門定位器能消

11、除執(zhí)行機構(gòu)膜片有效面積和彈簧剛度變化的影響，構(gòu)膜片有效面積和彈簧剛度變化的影響，提高執(zhí)行機構(gòu)的線性度，提高執(zhí)行機構(gòu)的線性度，實實現(xiàn)準確定位?，F(xiàn)準確定位。 改變改變閥門定位器反饋凸輪的幾何形狀，即可改變反饋部分的反饋閥門定位器反饋凸輪的幾何形狀，即可改變反饋部分的反饋系數(shù)，系數(shù)，從而從而改變執(zhí)行機構(gòu)的特性，進而可以改變整個改變執(zhí)行機構(gòu)的特性，進而可以改變整個調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥的特性的特性。因此，可以。因此，可以通過改變反饋凸輪的幾何形狀來修正調(diào)節(jié)閥的流量特性。通過改變反饋凸輪的幾何形狀來修正調(diào)節(jié)閥的流量特性。 根據(jù)根據(jù)系統(tǒng)的需要，閥門定位器也能實現(xiàn)正反作用。正作用閥門定位器是系統(tǒng)的需要，閥門定位器也能

12、實現(xiàn)正反作用。正作用閥門定位器是輸入信號壓力增加，輸出壓力也增加；反作用閥門定位器與此相反，輸入輸入信號壓力增加，輸出壓力也增加；反作用閥門定位器與此相反，輸入信號壓力增加，輸出壓力則減小信號壓力增加，輸出壓力則減小。 空氣空氣過濾減壓器是過濾減壓器是最典型的附件。它用最典型的附件。它用于凈化來自空氣壓縮于凈化來自空氣壓縮機的氣源，并能把壓機的氣源，并能把壓力調(diào)整到所需的壓力力調(diào)整到所需的壓力值，具有自動穩(wěn)壓的值，具有自動穩(wěn)壓的功能。功能。2、空氣過濾減壓器、空氣過濾減壓器壓力壓力表表減壓閥減壓閥過濾器過濾器排放雜質(zhì)油污和排放雜質(zhì)油污和水分水分 當(dāng)來自空氣壓縮機的空氣輸入到減壓器的輸入當(dāng)來自空

13、氣壓縮機的空氣輸入到減壓器的輸入端后，進入過濾器室端后，進入過濾器室A A，由于旋風(fēng)盤，由于旋風(fēng)盤5 5的作用，使的作用，使氣流旋轉(zhuǎn)并將空氣中的水分分離出一部分，在殼氣流旋轉(zhuǎn)并將空氣中的水分分離出一部分，在殼體沉降下來。當(dāng)氣體流過過濾器件體沉降下來。當(dāng)氣體流過過濾器件4 4時，將進行時，將進行除水、除油、除塵得到進化后輸出。除水、除油、除塵得到進化后輸出。 當(dāng)調(diào)節(jié)手輪按逆時針方向擰到不動的時候過濾當(dāng)調(diào)節(jié)手輪按逆時針方向擰到不動的時候過濾器減壓器沒有輸出壓力，氣路被球體閥瓣器減壓器沒有輸出壓力，氣路被球體閥瓣3 3切斷。切斷。如果按順時針方向轉(zhuǎn)動手輪，則活動彈簧座把給如果按順時針方向轉(zhuǎn)動手輪，則

14、活動彈簧座把給定彈簧定彈簧1 1往下壓，彈簧力通過膜片往下壓，彈簧力通過膜片2 2，把球體閥瓣，把球體閥瓣打開，使氣流經(jīng)過球體閥瓣而流到輸出管路。于打開，使氣流經(jīng)過球體閥瓣而流到輸出管路。于此同時，氣壓通過反饋小孔一個向上的力。當(dāng)此此同時，氣壓通過反饋小孔一個向上的力。當(dāng)此力與給定彈簧所產(chǎn)生進入反饋氣室力與給定彈簧所產(chǎn)生進入反饋氣室B B，壓力作用在，壓力作用在膜片上，將產(chǎn)生的力相等是，過濾減壓器達到力膜片上，將產(chǎn)生的力相等是，過濾減壓器達到力平衡，輸出壓力就穩(wěn)定下來。給定彈簧的作用力平衡，輸出壓力就穩(wěn)定下來。給定彈簧的作用力越大，輸出壓力就越高。所以調(diào)節(jié)手輪就可以調(diào)越大，輸出壓力就越高。所以

15、調(diào)節(jié)手輪就可以調(diào)節(jié)給定值。節(jié)給定值?？諝膺^濾器工作原理空氣過濾器工作原理 氣動氣動繼動器本質(zhì)上是一種氣動放大器。它與氣動薄膜式或氣動活塞式繼動器本質(zhì)上是一種氣動放大器。它與氣動薄膜式或氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)配套使用，用以提高執(zhí)行機構(gòu)的動作速度。當(dāng)儀表遠距離傳送壓執(zhí)行機構(gòu)配套使用，用以提高執(zhí)行機構(gòu)的動作速度。當(dāng)儀表遠距離傳送壓力信號，或執(zhí)行機構(gòu)氣室容量很大時，由于將產(chǎn)生較明顯的傳遞時間滯后。力信號，或執(zhí)行機構(gòu)氣室容量很大時，由于將產(chǎn)生較明顯的傳遞時間滯后。因此，使用這種附件能夠顯著因此，使用這種附件能夠顯著提提執(zhí)行機構(gòu)響應(yīng)執(zhí)行機構(gòu)響應(yīng)特性。特性。3 3、氣動、氣動繼動器繼動器氣動氣動繼動繼動器工作原

16、理器工作原理 由由閥門定位器來的控制信號壓閥門定位器來的控制信號壓力輸入到氣室力輸入到氣室A A時，在膜組件時，在膜組件1 1上產(chǎn)上產(chǎn)生一個向下的推力，膜片組件生一個向下的推力，膜片組件1 1向向下轉(zhuǎn)動，打開閥芯下轉(zhuǎn)動，打開閥芯2 2。此時氣源壓。此時氣源壓力由閥芯、閥座之間的間隙流入到力由閥芯、閥座之間的間隙流入到反饋氣室反饋氣室B B，同時經(jīng)由輸出端被送，同時經(jīng)由輸出端被送到執(zhí)行機構(gòu)。當(dāng)上下兩側(cè)所產(chǎn)的作到執(zhí)行機構(gòu)。當(dāng)上下兩側(cè)所產(chǎn)的作用力相平衡時，輸入信號與輸出關(guān)用力相平衡時，輸入信號與輸出關(guān)系一定比例關(guān)系，一般為系一定比例關(guān)系，一般為1:11:1。輸。輸入信號端的氣流量較小，而輸出信入信號端的氣流量較小，而輸出信號測氣流量較大，控制信號與輸出號測氣流量較大，控制信號與輸出信號壓力相同，即實現(xiàn)了功率放大信號壓力相同，即實現(xiàn)了功率放大作用。作用。4、電磁閥、電磁閥 電磁閥電磁閥從原理上分三類（即直動式、分布直動式、先導(dǎo)式）。電磁從原理上分三類（即直動式、分布直動式、先導(dǎo)式）。電磁閥由電磁線圈和磁芯組成，是包含一個或幾個孔的閥體，當(dāng)線圈通電或閥由