閥門(mén)執(zhí)行器簡(jiǎn)介

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）

2、直接接觸原因：執(zhí)行器與介質(zhì)（操作變量）直接接觸 ( (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) 1 2 3 4 5 6

3、 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))。 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、

4、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

5、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 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)

6、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，即流過(guò)執(zhí)行器 的流量增大 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥通常稱為氣開(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

7、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

8、，使推桿位移與信號(hào)壓力成比例關(guān) 系。 P1 P2 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 1.閥體內(nèi)只有一個(gè)閥芯和一個(gè)閥座。 2.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、泄漏量小（甚至可以完全 切斷） 3.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）

9、。 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。 1.閥體內(nèi)有兩個(gè)閥芯和閥座 。 2.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 3.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。 1.閥體為直角形 2.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)。 3.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， 4.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

10、時(shí)易發(fā)生振蕩。 5.角形閥還適用于工藝管道直角形配管 的場(chǎng)合。 1.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)。 2.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。 3.三通閥有三通合流閥和三通分流閥兩種類(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。 1.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。 2.結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、成本低，流通能力大 3.特別適用于低壓差、大口徑、大流量的氣體 形或帶有懸浮

11、物流體的場(chǎng)合 4.泄漏較大 5.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 6.多用于開(kāi)關(guān)閥 1.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 稱籠子，利用套筒導(dǎo)向，閥芯可在套筒中上 下移動(dòng)。 2.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)。 3.套筒閥分為單密封和雙密封兩種結(jié)構(gòu)，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。 4.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。 1.轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)閥芯偏心旋轉(zhuǎn) 2.體積小，重量輕

12、，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。 1.閥芯為一球體 2.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。 3.該閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，密封可靠，流通 能力大 4.流量特性為快開(kāi)特性，一般用于位式控制。 1.閥芯也為一球體 2.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 狀始終保持為三角形。 3.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 4.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)。 將控制信號(hào)（I0或

13、PO），成比例地轉(zhuǎn)換成氣 壓信號(hào)輸出至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使閥桿產(chǎn)生位移 閥桿位移量通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)反饋到閥門(mén)定位器 ，當(dāng)位移反饋信號(hào)與輸入的控制信號(hào)相平衡 時(shí)，閥桿停止動(dòng)作，調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度與控制信 號(hào)相對(duì)應(yīng)。 按結(jié)構(gòu)形式，閥門(mén)定位器可以分為按結(jié)構(gòu)形式，閥門(mén)定位器可以分為: : 電氣閥門(mén)定位器作用： 1.將420mA或010mA轉(zhuǎn)換為氣信號(hào)，用以控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥 2.它還能夠起到閥門(mén)定位的作用 當(dāng)輸入當(dāng)輸入IO 對(duì)主杠桿對(duì)主杠桿2產(chǎn)生向左的力產(chǎn)生向左的力F1 主杠桿繞支點(diǎn)反時(shí)針偏轉(zhuǎn)主杠桿繞支點(diǎn)反時(shí)針偏轉(zhuǎn) 擋板擋板13靠近噴嘴靠近噴嘴15 Pa 使閥桿向下移動(dòng)使閥桿向下移動(dòng) 并帶動(dòng)反饋桿并帶動(dòng)反饋桿9繞支點(diǎn)繞支點(diǎn)

14、4偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn) 凸輪凸輪5也跟著逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)也跟著逆時(shí)針偏轉(zhuǎn) 從而使反饋彈簧從而使反饋彈簧11拉伸拉伸 最終使閥門(mén)定位器達(dá)到平衡狀態(tài)。此時(shí)最終使閥門(mén)定位器達(dá)到平衡狀態(tài)。此時(shí) ，一定的信號(hào)壓力就對(duì)應(yīng)于一定的閥桿位，一定的信號(hào)壓力就對(duì)應(yīng)于一定的閥桿位 移，即對(duì)應(yīng)于一定的閥門(mén)開(kāi)度。移，即對(duì)應(yīng)于一定的閥門(mén)開(kāi)度。 Pa Ki IoFi li Mi K1 Pa K2 L Kf Ff lf Mf Ki IoFi li Mi K1 Pa K2 L Kf Ff lf Mf 12 012 1 i i ff K KL K l IK K K l 12 1 ff K K K l i i ff K l K l 閥桿位移和輸入信號(hào)之間的關(guān)系取決于轉(zhuǎn)換系數(shù)閥桿位移和輸入信號(hào)之間的關(guān)系取決于轉(zhuǎn)換系數(shù)K Ki i、力臂長(zhǎng)度、力臂長(zhǎng)度l li i以及反饋以及反饋 部分的反饋系數(shù)部分的反饋系數(shù)K Kf f，而與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的時(shí)