第11章執(zhí)行器

1、化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化第十一章第十一章 執(zhí)行器執(zhí)行器 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 內(nèi)容提要內(nèi)容提要n 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器n氣動(dòng)執(zhí)行器的組成與分類氣動(dòng)執(zhí)行器的組成與分類n控制閥的流量特性控制閥的流量特性n控制閥的選擇控制閥的選擇n氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝和維護(hù)氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝和維護(hù)n 閥門定位器與電閥門定位器與電- -氣轉(zhuǎn)換器氣轉(zhuǎn)換器n電電- -氣閥門定位器氣閥門定位器n智能式閥門定位器智能式閥門定位器n電電- -氣轉(zhuǎn)換器氣轉(zhuǎn)換器1化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 內(nèi)容提要內(nèi)容提要n 電動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器n概述概述n角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)n直

2、行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)直行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)2化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 概述概述3作用作用 接受控制器的輸出信號(hào),直接控制能量或物料等調(diào)節(jié)介質(zhì)的輸送量,達(dá)到控制溫度、壓力、流量、液位等工藝參數(shù)的目的。 按能源形式分類按能源形式分類p 氣動(dòng)執(zhí)行器p 電動(dòng)執(zhí)行器p 液動(dòng)執(zhí)行器執(zhí)行器執(zhí)行器從結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)從結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)p 執(zhí)行機(jī)構(gòu)p 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 概述概述氣氣-電轉(zhuǎn)換器電轉(zhuǎn)換器電電-氣轉(zhuǎn)換器氣轉(zhuǎn)換器電電-氣閥門定位器氣閥門定位器氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)控制儀表氣動(dòng)控制儀表電動(dòng)控制儀表電動(dòng)控制儀表圖圖11-1 轉(zhuǎn)換單元的使用簡(jiǎn)圖轉(zhuǎn)換單元的使用簡(jiǎn)圖4化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)

3、工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器5結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)氣動(dòng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)氣動(dòng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)控制閥控制閥n 一、氣動(dòng)執(zhí)行器的組成與分類一、氣動(dòng)執(zhí)行器的組成與分類1.1.組成組成化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器常用輔助設(shè)備常用輔助設(shè)備閥門定位器閥門定位器手輪機(jī)構(gòu)手輪機(jī)構(gòu)圖11-1 氣動(dòng)薄膜控制閥外形圖6化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器72.2.執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分類執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分類 薄膜式薄膜式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、維修方便，應(yīng)用廣泛。 活塞式活塞式推力較大，用于大口徑、高壓降控制閥或蝶閥的推動(dòng)裝置。 長(zhǎng)行程長(zhǎng)行程行程長(zhǎng)、轉(zhuǎn)矩大，適于輸出轉(zhuǎn)角（

4、6090）和力矩。氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)有正作用和反作用兩種形式。氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)有正作用和反作用兩種形式。 根據(jù)有無(wú)彈簧可分為有彈簧的及無(wú)彈簧的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。根據(jù)有無(wú)彈簧可分為有彈簧的及無(wú)彈簧的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 圖11-3 正作用式氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu) 1上膜蓋； 2波紋膜片； 3下膜蓋 ；4支架；5推桿；6彈簧；7彈簧座；8調(diào)節(jié)件；9連接閥桿螺母； 10行程標(biāo)尺第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器圖11-4 反作用式氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu) 1上膜蓋； 2波紋膜片；3下膜蓋；4密封膜片；5密封環(huán)；6填塊；7支架；8推桿；9彈簧；10彈簧座；11襯套；12調(diào)節(jié)件；13行程標(biāo)尺

5、8化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器93.3.控制閥的分類控制閥的分類根據(jù)不同的使用要求，控制閥的結(jié)構(gòu)形式主要有以下幾種。（1）直通單座控制閥）直通單座控制閥閥體內(nèi)只有一個(gè)閥芯與閥座。特點(diǎn)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、全關(guān)時(shí)泄漏量少。 直通單座閥缺點(diǎn)缺點(diǎn)在壓差大的時(shí)候，流體對(duì)閥芯上下作用的推力不平衡，這種不平衡力會(huì)影響閥芯的移動(dòng)。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器10（2）直通雙座控制閥）直通雙座控制閥 閥體內(nèi)有兩個(gè)閥芯和兩個(gè)閥座。 特點(diǎn)特點(diǎn)流體流過(guò)的時(shí)候，不平衡力小。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)容易泄漏直通雙座閥化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n

6、第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器（3）角形控制閥）角形控制閥 角形閥的兩個(gè)接管呈直角形。 特點(diǎn)特點(diǎn) 流路簡(jiǎn)單、阻力較小，適于現(xiàn)場(chǎng)管道要求直角連接，介質(zhì)為高黏度、高壓差和含有少量懸浮物和固體顆粒狀的場(chǎng)合。流向一般是底進(jìn)側(cè)出。 11角形閥化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器（4）高壓控制閥）高壓控制閥 高壓控制閥的結(jié)構(gòu)形式大多為角形,閥芯頭部摻鉻或鑲以硬質(zhì)合金,以適應(yīng)高壓差下的沖刷和汽蝕。 為了減少高壓差對(duì)閥的汽蝕,有時(shí)采用幾級(jí)閥芯,把高差壓分開,各級(jí)都承擔(dān)一部分以減少損失。 12化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器（5 5）三通控

7、制閥）三通控制閥 共有三個(gè)出入口與工藝管道連接。 按照流通方式分按照流通方式分合流型和分流型兩種 13三通閥（A）（B）（A）分流型）分流型（B）合流型）合流型化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器14（6 6）隔膜控制閥）隔膜控制閥 采用耐腐蝕襯里的閥體和隔膜。 特點(diǎn)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、流阻小、流通能力比同口徑的其他種類的閥要大。不易泄漏。耐腐蝕性強(qiáng)，適用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的控制，也能用于高黏度及懸浮顆粒狀介質(zhì)的控制。注意執(zhí)行機(jī)構(gòu)須有足夠的推力注意執(zhí)行機(jī)構(gòu)須有足夠的推力 隔膜閥化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器（7 7）蝶閥）

8、蝶閥 特點(diǎn)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、價(jià)格便宜、流阻極小。缺點(diǎn)缺點(diǎn)泄漏量大。 15蝶閥化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器16（8）球閥）球閥 節(jié)流元件是帶圓孔的球形體（A）或是一種V形缺口球形體（B）。特點(diǎn)特點(diǎn)（A）轉(zhuǎn)動(dòng)球體可起到控制和切斷的作用（B）轉(zhuǎn)動(dòng)球心使V形缺口起節(jié)流和剪切的作用,其特性近似于等百分比型。 球閥（A）（B）化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器（9）凸輪撓曲閥）凸輪撓曲閥 閥芯呈扇形球面狀，與撓曲臂及軸套一起鑄成，固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上。 特點(diǎn)特點(diǎn)密封性好。重量輕、體積小、安裝方便，適用于要求控制和密封的場(chǎng)合。17凸輪撓

9、曲閥化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器18（10）籠式閥）籠式閥 特點(diǎn)特點(diǎn) 可調(diào)比大、振動(dòng)小、不平衡力小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、套筒互換性好，更換不同的套筒可得到不同的流量特性，閥內(nèi)部件所受的汽蝕小、噪聲小，是一種性能優(yōu)良的閥，特別適用于要求低噪聲及壓差較大的場(chǎng)合。 籠式閥缺點(diǎn)缺點(diǎn)不適用高溫、高黏度及含有固體顆粒的流體。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器n 二、控制閥的流量特性二、控制閥的流量特性 控制閥的流量特性控制閥的流量特性是指被控介質(zhì)流過(guò)閥門的相對(duì)是指被控介質(zhì)流過(guò)閥門的相對(duì)流量與閥門的相對(duì)開度（相對(duì)位移）間的關(guān)系，即流量與閥門的

10、相對(duì)開度（相對(duì)位移）間的關(guān)系，即 LlfQQmax19化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器201.1.控制閥的理想流量特性控制閥的理想流量特性 在不考慮控制閥前后壓差變化時(shí)得到的流量特性稱為理想流量特性。它取決于閥芯的形狀 （1 1）直線流量特性）直線流量特性 指控制閥的相對(duì)流量與相對(duì)開度成直線關(guān)系。KLldQQdmax（11-2）圖11-4 控制閥的理想流量特性( R= 30) 1直線；2等百分比(對(duì)數(shù)) ；3快開 ； 4拋物線化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器21CLlKQQmax將（11-2）積分可得（11-3）邊界條件邊

11、界條件：l=0時(shí)，Q=Qmin; l=L時(shí)Q=Qmax把邊界條件代入式（11-3），可分別得RQQKRQQC111,1maxminmaxmin（11-4）R R為控制閥的可調(diào)范圍或可調(diào)比。為控制閥的可調(diào)范圍或可調(diào)比。 Qmin不等于控制閥全關(guān)時(shí)的泄漏量，一般是不等于控制閥全關(guān)時(shí)的泄漏量，一般是Qmax的的2 24 4。注意！注意！化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器將式（11-4）代入式（11-3），可得LlRRQQ111max（11-5）注意：當(dāng)可調(diào)比注意：當(dāng)可調(diào)比R不同時(shí)，特性曲線在縱坐標(biāo)上的起不同時(shí)，特性曲線在縱坐標(biāo)上的起點(diǎn)是不同的。點(diǎn)是不同的。 22化學(xué)

12、工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器%100%10010102023舉例舉例當(dāng)當(dāng)R=30,=30,l/L=0=0時(shí)，時(shí)，Q/Qmaxmax=0.=0.0 03333假設(shè)假設(shè)R=,位移變化量為位移變化量為10%10%在在1010時(shí)，流量變化的相對(duì)值為時(shí)，流量變化的相對(duì)值為在在5050時(shí)，流量變化的相對(duì)值為時(shí)，流量變化的相對(duì)值為在在8080時(shí)，流量變化的相對(duì)值為時(shí)，流量變化的相對(duì)值為 %20100505060%5 .12%100808090 在流量小時(shí)，流量變化的相對(duì)值大；在流量大時(shí)，流量變化的相對(duì)值小?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行

13、器24（2 2）等百分比（對(duì)數(shù)）流量特性）等百分比（對(duì)數(shù)）流量特性 等百分比流量特性等百分比流量特性是指單位相對(duì)行程變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量成正比關(guān)系。maxmaxQQKLldQQd（11-6）CLlKQQmaxln將（11-6）積分RKRRQQCln,ln1lnlnmaxmin 將前述邊界條件代入 )1(maxLlRQQ（11-11）化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器25（4 4）拋物線流量特性）拋物線流量特性之間成拋物線關(guān)系。與LlQQmax（3）快開流量特性）快開流量特性 這種流量特性在開度較小時(shí)就有較大流量，隨開度的增大，流量很快就達(dá)到

14、最大。 快開特性的閥芯形式是平板形的，適用于迅速啟閉的切斷閥或雙位控制系統(tǒng)。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器26. .工作流量特性工作流量特性 在實(shí)際生產(chǎn)中，控制閥前后壓差總是變化的，這時(shí)的流量特性稱為工作流量特性。（1 1）串聯(lián)管道的工作流量特性）串聯(lián)管道的工作流量特性圖11-5 串聯(lián)管道的情形FVPPPmFnVnVnVPPPPPS工作流量特性工作流量特性化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器27圖11-6管道串聯(lián)時(shí)控制閥的工作流量特性化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器28（2）并聯(lián)管道的工

15、作流量特性）并聯(lián)管道的工作流量特性 控制閥一般都裝有旁路，以便手動(dòng)操作和維護(hù)。當(dāng)生產(chǎn)量提高或控制閥選小了時(shí)，只好將旁路閥打開一些，此時(shí)控制閥的理想流量特性就改變成為工作特性。如圖如圖11-9所示，顯然這時(shí)管所示，顯然這時(shí)管路的總流量路的總流量Q是控制閥流量是控制閥流量Q1與旁路流量與旁路流量Q2之和，即之和，即QQ1Q2。 圖11-7 并聯(lián)管道情況化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器29 以x代表并聯(lián)管道時(shí)控制閥全開時(shí)的流量與總管最大流量Qmax之比，可以得到在壓差p為一定時(shí)，而x為不同數(shù)值時(shí)的工作流量特性曲線。 圖11-8并聯(lián)管道時(shí)控制閥的工作特性max1QQ

16、x 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器30由上圖可見(jiàn)由上圖可見(jiàn) 當(dāng)當(dāng)x1 1，即旁路閥關(guān)閉時(shí)，控制閥的工作流量特性，即旁路閥關(guān)閉時(shí)，控制閥的工作流量特性與理想流量特性相同。與理想流量特性相同。 隨著隨著x值的減小，即旁路閥逐漸打開，雖然閥本身的值的減小，即旁路閥逐漸打開，雖然閥本身的流量特性變化不大，但可調(diào)范圍大大降低了。流量特性變化不大，但可調(diào)范圍大大降低了。 控制閥關(guān)死，即控制閥關(guān)死，即l/L0 0時(shí)，流量時(shí)，流量Qmin大大增加。大大增加?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器 在實(shí)際使用中總存在著串聯(lián)管道阻力的影響，控制在

17、實(shí)際使用中總存在著串聯(lián)管道阻力的影響，控制閥上的壓差還會(huì)隨流量的增加而降低，使可調(diào)范圍下降閥上的壓差還會(huì)隨流量的增加而降低，使可調(diào)范圍下降得更多些，控制閥在工作過(guò)程中所能控制的流量變化范得更多些，控制閥在工作過(guò)程中所能控制的流量變化范圍更小，甚至幾乎不起控制作用。圍更小，甚至幾乎不起控制作用。 采用打開旁路閥的控制方案是不好的，一般認(rèn)為旁采用打開旁路閥的控制方案是不好的，一般認(rèn)為旁路流量最多只能是總流量的百分之十幾，即路流量最多只能是總流量的百分之十幾，即x值最小不值最小不低于低于0.80.8。 31化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器32 串、并聯(lián)管道都會(huì)使閥

18、的理想流量特性發(fā)生畸變，串、并聯(lián)管道都會(huì)使閥的理想流量特性發(fā)生畸變，串聯(lián)管道的影響尤為嚴(yán)重。串聯(lián)管道的影響尤為嚴(yán)重。 串、并聯(lián)管道都會(huì)使控制閥的可調(diào)范圍降低，并串、并聯(lián)管道都會(huì)使控制閥的可調(diào)范圍降低，并聯(lián)管道尤為嚴(yán)重。聯(lián)管道尤為嚴(yán)重。 串聯(lián)管道使系統(tǒng)總流量減少，并聯(lián)管道使系統(tǒng)總串聯(lián)管道使系統(tǒng)總流量減少，并聯(lián)管道使系統(tǒng)總流量增加。流量增加。 串、并聯(lián)管道會(huì)使控制閥的放大系數(shù)減小，串聯(lián)串、并聯(lián)管道會(huì)使控制閥的放大系數(shù)減小，串聯(lián)管道時(shí)控制閥大開度時(shí)影響嚴(yán)重，并聯(lián)管道時(shí)控制閥管道時(shí)控制閥大開度時(shí)影響嚴(yán)重，并聯(lián)管道時(shí)控制閥小開度時(shí)影響嚴(yán)重。小開度時(shí)影響嚴(yán)重。結(jié)論結(jié)論化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一

19、節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器35 主要根據(jù)工藝條件，如溫度、壓力及介質(zhì)的物理、化學(xué)特性（如腐蝕性、黏度等）來(lái)選擇。 結(jié)構(gòu)形式選擇結(jié)構(gòu)形式選擇特性選擇特性選擇 先按控制系統(tǒng)的特點(diǎn)來(lái)選擇閥的希望流量特性，然后再考慮工藝配管情況來(lái)選擇相應(yīng)的理想流量特性。 目前使用比較多的是等百分比流量特性。目前使用比較多的是等百分比流量特性。 1 1. .控制閥結(jié)構(gòu)與特性的選擇控制閥結(jié)構(gòu)與特性的選擇n 三、控制閥的選擇三、控制閥的選擇化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器 主要從工藝生產(chǎn)上安全要求出發(fā)。主要從工藝生產(chǎn)上安全要求出發(fā)。信號(hào)壓力中斷時(shí)，應(yīng)保證設(shè)備和操作人員的安全。如果閥處

20、于打開位置時(shí)危害性小，則應(yīng)選用氣關(guān)式，以使氣源系統(tǒng)發(fā)生故障，氣源中斷時(shí)，閥門能自動(dòng)打開，保證安全。反之閥處于關(guān)閉時(shí)危害性小，則應(yīng)選用氣開閥。 選擇要求選擇要求 壓力信號(hào)增加時(shí)，閥關(guān)??；壓力信號(hào)減小時(shí)，閥開大的為氣關(guān)式氣關(guān)式。反之，為氣開式氣開式。 2 2. .氣開式與氣關(guān)式的選擇氣開式與氣關(guān)式的選擇36化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器序號(hào)序號(hào)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制閥控制閥氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器（a a）（b b）（c c）（d d）正正正正反反反反正正反反正正反反氣關(guān)（反）氣關(guān)（反）氣開（正）氣開（正）氣開（正）氣開（正）氣關(guān)（反）氣關(guān)（反）37表11-1組合方

21、式表圖11-9 組合方式圖化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器3 3. .控制閥的尺寸選擇控制閥的尺寸選擇控制閥口徑選擇的合適與否將會(huì)直接影響控制效果?？刂崎y口徑選擇的合適與否將會(huì)直接影響控制效果?？趶竭x的小，則達(dá)不到所需最大流量；口徑選的過(guò)大，則口徑選的小，則達(dá)不到所需最大流量；口徑選的過(guò)大，則使控制閥經(jīng)常在小開度工作，控制性能變差，且浪費(fèi)投資。使控制閥經(jīng)常在小開度工作，控制性能變差，且浪費(fèi)投資?？刂崎y的口徑選擇是由控制閥流量系數(shù)控制閥的口徑選擇是由控制閥流量系數(shù)K Kv v值決定的。值決定的。K Kv v值表示控制閥容量的大小，是表示控制閥流通能力的參值表示

22、控制閥容量的大小，是表示控制閥流通能力的參數(shù)。數(shù)。K Kv v值值與閥芯與閥座的結(jié)構(gòu)、閥前后的壓差、流體性質(zhì)等因與閥芯與閥座的結(jié)構(gòu)、閥前后的壓差、流體性質(zhì)等因素有關(guān)。素有關(guān)。 33化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器 控制閥流量系數(shù)控制閥流量系數(shù) KV指在控制閥全開指在控制閥全開, ,閥兩端壓差為閥兩端壓差為0.1MPa, ,介質(zhì)密度為介質(zhì)密度為1g/cm3時(shí)時(shí), ,流經(jīng)控制閥的介質(zhì)流量數(shù)流經(jīng)控制閥的介質(zhì)流量數(shù)( (以以m3/h表示表示) )。 舉例舉例有一個(gè)有一個(gè) KV值為值為4040的控制閥的控制閥, ,表示當(dāng)此閥全開表示當(dāng)此閥全開, ,閥前閥前后壓差為后壓

23、差為0.1MPa時(shí)時(shí), ,每小時(shí)能通過(guò)的水量為每小時(shí)能通過(guò)的水量為40m3。 由式由式 (11-1(11-11 1) )可知可知, ,當(dāng)生產(chǎn)工藝中需要的流量當(dāng)生產(chǎn)工藝中需要的流量Q和壓差和壓差p決定后決定后, ,就可確定閥門的流量系數(shù)就可確定閥門的流量系數(shù)KV, ,再再由流量系數(shù)由流量系數(shù)KV就可選擇閥門的尺寸。就可選擇閥門的尺寸。342110ppQKV(11-1(11-11 1) )化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器n 四、控制閥的安裝和維護(hù)四、控制閥的安裝和維護(hù)38（1 1）為便于維護(hù)檢修，氣動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)安裝在靠近地面）為便于維護(hù)檢修，氣動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)安裝在靠近

24、地面或樓板的地方?；驑前宓牡胤?。 （2 2）氣動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)安裝在環(huán)境溫度不高于）氣動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)安裝在環(huán)境溫度不高于+60+60和不和不低于低于-40-40的地方，并應(yīng)遠(yuǎn)離振動(dòng)較大的設(shè)備。的地方，并應(yīng)遠(yuǎn)離振動(dòng)較大的設(shè)備。 （3 3）閥的公稱通徑與管道公稱通徑不同時(shí)，兩者之間）閥的公稱通徑與管道公稱通徑不同時(shí)，兩者之間應(yīng)加一段異徑管。應(yīng)加一段異徑管。化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器（5 5）通過(guò)控制閥的流體方向在閥體上有箭頭標(biāo)明，）通過(guò)控制閥的流體方向在閥體上有箭頭標(biāo)明，不能裝反。不能裝反。 （4 4）氣動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)該是正立垂直安裝于水平管道上。）氣動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)該是正立

25、垂直安裝于水平管道上。特殊情況下需要水平或傾斜安裝時(shí)，除小口徑閥外，特殊情況下需要水平或傾斜安裝時(shí)，除小口徑閥外，一般應(yīng)加支撐。即使正立垂直安裝，當(dāng)閥的自重較大一般應(yīng)加支撐。即使正立垂直安裝，當(dāng)閥的自重較大和有振動(dòng)場(chǎng)合時(shí)，也應(yīng)加支撐。和有振動(dòng)場(chǎng)合時(shí)，也應(yīng)加支撐。 （6 6）控制閥前后一般要各裝一只切斷閥，以便修理）控制閥前后一般要各裝一只切斷閥，以便修理時(shí)拆下控制閥?？紤]到控制閥發(fā)生故障或維修時(shí)，不時(shí)拆下控制閥?？紤]到控制閥發(fā)生故障或維修時(shí)，不影響工藝生產(chǎn)的繼續(xù)進(jìn)行，一般應(yīng)裝旁路閥。影響工藝生產(chǎn)的繼續(xù)進(jìn)行，一般應(yīng)裝旁路閥。 39化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第一節(jié)第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行

26、器40（7 7）控制閥安裝前，應(yīng)對(duì)管路進(jìn)行清洗，排去污物和焊）控制閥安裝前，應(yīng)對(duì)管路進(jìn)行清洗，排去污物和焊渣。安裝后還應(yīng)再次對(duì)管路和閥門進(jìn)行清洗，并檢查閥門渣。安裝后還應(yīng)再次對(duì)管路和閥門進(jìn)行清洗，并檢查閥門與管道連接處的密封性能。當(dāng)初次通入介質(zhì)時(shí)，應(yīng)使閥門與管道連接處的密封性能。當(dāng)初次通入介質(zhì)時(shí)，應(yīng)使閥門處于全開位置以免雜質(zhì)卡住。處于全開位置以免雜質(zhì)卡住。 圖11-10控制閥在管道中的安裝1調(diào)節(jié)閥；2切斷閥；3旁路閥（8 8）在日常使用中，要對(duì)控制閥經(jīng)常維護(hù)和定期檢修。）在日常使用中，要對(duì)控制閥經(jīng)常維護(hù)和定期檢修。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 閥門定位器與電閥門定位器與電-

27、氣轉(zhuǎn)換器氣轉(zhuǎn)換器n 一、電一、電-氣閥門定位器氣閥門定位器 采用電-氣閥門定位器后，可用電動(dòng)控制器輸出的010 mA 或420 mA DC電流信號(hào)去操縱氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；41閥門定位器將來(lái)自控制器的控制信號(hào)成比例地轉(zhuǎn)換為閥門定位器將來(lái)自控制器的控制信號(hào)成比例地轉(zhuǎn)換為氣壓信號(hào)，輸送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使閥桿產(chǎn)生位移，其位氣壓信號(hào)，輸送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使閥桿產(chǎn)生位移，其位移量通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)反饋到閥門定位器，當(dāng)位移反饋信移量通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)反饋到閥門定位器，當(dāng)位移反饋信號(hào)與輸入信號(hào)平衡時(shí)，閥桿停止動(dòng)作，控制閥開度與號(hào)與輸入信號(hào)平衡時(shí)，閥桿停止動(dòng)作，控制閥開度與控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)。控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)。化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社

28、n 第二節(jié)第二節(jié) 閥門定位器與電閥門定位器與電-氣轉(zhuǎn)換器氣轉(zhuǎn)換器圖11-14 電-氣閥門定位器 1永久磁鋼；2導(dǎo)磁體；3主杠桿(銜鐵)；4平衡彈簧；5反饋凸輪支點(diǎn)；6反饋凸輪；7副杠桿；8副杠桿支點(diǎn)；9薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)；10反饋桿；11滾輪；12反饋彈簧；13調(diào)零彈簧；14擋板；15噴嘴；16主杠桿支點(diǎn)；17放大器42化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 閥門定位器與電閥門定位器與電-氣轉(zhuǎn)換器氣轉(zhuǎn)換器二、智能式閥門定位器二、智能式閥門定位器智能式閥門定位器有的只接收智能式閥門定位器有的只接收420 mA DC電流信號(hào)電流信號(hào)的，也有既接收的，也有既接收420 mA DC的模擬信號(hào)，又接收

29、數(shù)的模擬信號(hào)，又接收數(shù)字信號(hào)，如字信號(hào)，如HART通訊的閥門定位器，還有只進(jìn)行通訊的閥門定位器，還有只進(jìn)行數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)默F(xiàn)場(chǎng)總線閥門定位器。數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)默F(xiàn)場(chǎng)總線閥門定位器。硬件組成：硬件組成：信號(hào)調(diào)理部分、微處理機(jī)、電氣轉(zhuǎn)換控制部分、閥位檢測(cè)反信號(hào)調(diào)理部分、微處理機(jī)、電氣轉(zhuǎn)換控制部分、閥位檢測(cè)反饋裝置等部分。饋裝置等部分。 43化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n v信號(hào)調(diào)理部分將輸入信號(hào)和閥位信號(hào)轉(zhuǎn)換為微處理機(jī)能接信號(hào)調(diào)理部分將輸入信號(hào)和閥位信號(hào)轉(zhuǎn)換為微處理機(jī)能接收的數(shù)字信號(hào)，然后輸入微處理機(jī)。收的數(shù)字信號(hào)，然后輸入微處理機(jī)。v微處理機(jī)將這兩個(gè)數(shù)字信號(hào)按照預(yù)設(shè)的特性關(guān)系進(jìn)行比較，微處理機(jī)將這兩

30、個(gè)數(shù)字信號(hào)按照預(yù)設(shè)的特性關(guān)系進(jìn)行比較，判斷閥門開度是否與輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)，并輸出控制電信號(hào)到電判斷閥門開度是否與輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)，并輸出控制電信號(hào)到電氣轉(zhuǎn)換控制部分。氣轉(zhuǎn)換控制部分。v電氣轉(zhuǎn)換控制部分將控制電信號(hào)轉(zhuǎn)換為氣壓信號(hào)，送至氣電氣轉(zhuǎn)換控制部分將控制電信號(hào)轉(zhuǎn)換為氣壓信號(hào)，送至氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，推動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)作。動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，推動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)作。v閥位檢測(cè)反饋裝置檢測(cè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥桿位移，并將其轉(zhuǎn)換閥位檢測(cè)反饋裝置檢測(cè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥桿位移，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，反饋到閥門定位器的信號(hào)調(diào)理部分。為電信號(hào)，反饋到閥門定位器的信號(hào)調(diào)理部分。第二節(jié)第二節(jié) 閥門定位器與電閥門定位器與電-氣轉(zhuǎn)換器氣轉(zhuǎn)換器化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)

31、工業(yè)出版社 n 智能閥門定位器特點(diǎn)智能閥門定位器特點(diǎn)v定位精度高、可靠性高定位精度高、可靠性高 機(jī)械可動(dòng)部件少，受環(huán)境影響小，工作穩(wěn)定。機(jī)械可動(dòng)部件少，受環(huán)境影響小，工作穩(wěn)定。v流量特性修改方便流量特性修改方便 包含常用的流量特性功能模塊，可通過(guò)按鈕、上位機(jī)以包含常用的流量特性功能模塊，可通過(guò)按鈕、上位機(jī)以及手操器直接設(shè)定。及手操器直接設(shè)定。v零點(diǎn)和量程調(diào)整簡(jiǎn)單零點(diǎn)和量程調(diào)整簡(jiǎn)單 具有自調(diào)整、自識(shí)別功能。具有自調(diào)整、自識(shí)別功能。v具有診斷和監(jiān)測(cè)功能具有診斷和監(jiān)測(cè)功能 具有自診斷功能，能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控調(diào)節(jié)閥的工作狀態(tài)。具有自診斷功能，能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控調(diào)節(jié)閥的工作狀態(tài)。第二節(jié)第二節(jié) 閥門定位器與電閥門定位

32、器與電-氣轉(zhuǎn)換器氣轉(zhuǎn)換器化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第二節(jié)第二節(jié) 閥門定位器與電閥門定位器與電-氣轉(zhuǎn)換器氣轉(zhuǎn)換器n 三、電三、電-氣轉(zhuǎn)換器氣轉(zhuǎn)換器 可將來(lái)自電動(dòng)控制器的輸出信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換后用以驅(qū)動(dòng)氣可將來(lái)自電動(dòng)控制器的輸出信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換后用以驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行器動(dòng)執(zhí)行器, ,或者將來(lái)自各種電動(dòng)變送器的輸出信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換后或者將來(lái)自各種電動(dòng)變送器的輸出信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換后送往氣動(dòng)控制器。送往氣動(dòng)控制器。圖11-15 電-氣轉(zhuǎn)換器原理結(jié)構(gòu)圖1 1噴嘴擋板；噴嘴擋板；2 2調(diào)零彈簧；調(diào)零彈簧；3 3負(fù)反饋波紋管；負(fù)反饋波紋管；4 4十字十字彈簧；彈簧；5 5正反饋波紋管；正反饋波紋管；6 6杠桿；杠桿；7 7測(cè)量線圈；

33、測(cè)量線圈；8 8磁鋼；磁鋼；9 9鐵芯；鐵芯；1010放大器放大器44化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 電動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器定義定義 電動(dòng)執(zhí)行器是電動(dòng)控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。電動(dòng)執(zhí)行器是電動(dòng)控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。它把來(lái)自控制儀表的它把來(lái)自控制儀表的010mA或或420mA的直流統(tǒng)一電的直流統(tǒng)一電信號(hào)信號(hào), ,轉(zhuǎn)換成與輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角或位移轉(zhuǎn)換成與輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角或位移, ,以推動(dòng)各以推動(dòng)各種類型的控制閥種類型的控制閥, ,從而達(dá)到連續(xù)控制生產(chǎn)工藝過(guò)程中的流從而達(dá)到連續(xù)控制生產(chǎn)工藝過(guò)程中的流量量, ,或簡(jiǎn)單地開啟和關(guān)閉閥門以控制流體的通斷或簡(jiǎn)單地開啟和關(guān)閉閥門

34、以控制流體的通斷, ,達(dá)到自達(dá)到自動(dòng)控制生產(chǎn)過(guò)程的目的。動(dòng)控制生產(chǎn)過(guò)程的目的。45化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 電動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器n 一、概述一、概述 1. 1.電動(dòng)執(zhí)行器的特點(diǎn)電動(dòng)執(zhí)行器的特點(diǎn) 由于工頻電源取用方便由于工頻電源取用方便, ,不需增添專門裝置不需增添專門裝置, ,特別是特別是執(zhí)行器應(yīng)用數(shù)量不太多的單位執(zhí)行器應(yīng)用數(shù)量不太多的單位, ,更為適宜更為適宜; ; 動(dòng)作靈敏、精度較高、信號(hào)傳輸速度快、傳輸距離動(dòng)作靈敏、精度較高、信號(hào)傳輸速度快、傳輸距離可以很長(zhǎng)可以很長(zhǎng), ,便于集中控制便于集中控制; ; 在電源中斷時(shí)在電源中斷時(shí), ,電動(dòng)執(zhí)行器能保持原位不動(dòng)電動(dòng)執(zhí)行器能保持原位不動(dòng), ,不影響不影響主設(shè)備的安全主設(shè)備的安全; ; 與電動(dòng)控制儀表配合方便與電動(dòng)控制儀表配合方便,