第5章執(zhí)行器ppt課件

1、氣動薄膜直通單座閥氣動薄膜直通雙座閥氣動蝶閥氣動球閥氣動切斷閥電動直通單座閥電動隔膜閥電動三通閥氣動薄膜角形閥電磁閥手動截止閥對執(zhí)行器的初步認識1.概述1執(zhí)行機構2閥桿3閥芯4閥座5閥體6轉軸7閥板 主要構成：閥體、閥座、閥心、和閥桿或轉軸調理機構的構造和特點“O形球閥： 閥芯為一球體閥芯上開有一個直徑和管道直徑相等的通孔，轉軸帶動球體旋轉，起調理和切斷作用。該閥構造簡單，維修方便，密封可靠，流通才干大流量特性為快開特性，普通用于位式控制。 常用調理閥構造表示圖及特點“O形球閥“O形球閥“V形球閥： 閥芯也為一球體但球體上開孔為V形口，隨著球體的旋轉，流通截面積不斷發(fā)生變化，但流通截面的外形一

2、直堅持為三角形。該閥構造簡單，維修方便，封鎖性能好，流通才干大，可調比大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。 常用調理閥構造表示圖及特點“V形球閥“V形球閥孔板流量計的公式5.2 流量系數和流量特性 調理閥的流量方程根據的原理：伯努利方程能量守恒流量系數是反映調理閥口徑大小的一個重要參數 流量系數KV的定義 :在調理閥前后壓差為100KPa，流體密度為1g/cm3 即540的水的條件下，調理閥全開時，每小時經過閥門的流體量m3 5.2.1 調理閥的流量系數 把上述參數代入流量方程，即可算出實踐工況的流經閥門的流量 現(xiàn)實上，這里提出流量系數的概念，意圖不在流量的計算上，真

3、正目的是根據工藝要求如何來選擇一臺適宜的調理閥。 根據工藝要求，即流量Q、前后差壓P、介質密度，可以用下式來計算調理閥的流量系數，并以此來作為閥門口徑選擇的根據之一：留意：上式中各參數的單位 上式只適用于普通的流體如水或者類似流體 流體的種類和性質將影響KV的大小，因此對不同的流體必需思索其對流量系數的影響 流體的流動形狀也將影響K的大小流量系數的計算 可調比R反映調理閥的調理才干的大小 定義:調理閥所能調理的最大流量和最小流量之比 調理閥前后壓差的變化，會引起可調比變化，將可調比分為理想可調比和實踐可調比。 5.2.2 調理閥的可調比 理想可調比由構造設計決議，通常 R=30 或 50(1)

4、 理想可調比R (P 一定) 串聯(lián)管道時的可調比 設 (2)實踐可調比 Rr (P 變化) 并聯(lián)管道時的可調比 R 1 設 供參考調理閥流量特性：介質流過調理閥的相對流量與相對位移即閥的相對開度之間的關系 調理閥前后壓差的變化，會引起流量變化。流量特性分為理想流量特性和實踐流量特性5.2.3. 調理閥的流量特性 最大流量最大位移實踐位移實踐流量調理閥的固有特性，由閥芯的外形所決議。1-快開特性2-直線特性3-拋物線特性4-等百分比對數特性 理想流量特性 (P 一定)特點：a.放大系數是常數 調理閥的相對流量與相對位移成直線關系，即單位位移變化所引起的流量變化是常數 b. Q 流量相對變化值 (

5、1) 直線流量特性 特點：a. Q 放大系數單位相對位移變化所引起的相對流量變化與此點的相對流量成正比關系b. 流量相對變化值是常數 (2) 等百分比流量特性對數流量特性單位相對位移的變化所引起的相對流量變化與此點的相對流量值的平方值的平方根成正比關系 (3) 拋物線流量特性 為了彌補直線特性在小開度時調理性能差的缺陷，在拋物線特性根底上派生出一種修正拋物線特性，它在相對位移30%及相對流量變20%這段區(qū)間內為拋物線關系，而在此以上的范圍是線性關系。 在開度較小時就有較大的流量，隨著開度的增大，流量很快就到達最大；以后再添加開度，流量變化很小 有效位移普通為閥座直徑的1/4 適用于迅速啟閉的位

6、式控制或程序控制系統(tǒng) (4) 快開流量特性 上述4種流量特性中：直線和等百分比最常用。(1)串聯(lián)管道時* 流量特性發(fā)生畸變 直線特性快開特性 等百分比特性直線特性 * 可調比減小 任務流量特性 (P 變化)(2)并聯(lián)管道時的任務流量特性 通常普通X 值不能低于0.8，即旁路流量只能為總流量的百分數之十幾。 可調比將大大下降供參考執(zhí)行器的選用能否得當，將直接影響控制系統(tǒng)的控制質量、平安性和可靠性 執(zhí)行器的選擇，主要是從以下三方面思索：1.調理閥的構造方式；2.調理閥的流量特性；3.調理閥的口徑。5.3 執(zhí)行器的選擇計算 執(zhí)行機構的選擇 5.3.1 執(zhí)行器構造方式的選擇 比較項目氣動薄膜執(zhí)行機構電

7、動執(zhí)行機構可靠性高（簡單、可靠）較低驅動能源需另設氣源簡單方便價格低高輸出力大小剛度小大防爆好差工作環(huán)境大（4080）?。?055）可以根據實踐運用要求，綜合思索確定選擇執(zhí)行機構時，還必需思索執(zhí)行機構的輸出力力矩應大于它所遭到的負荷力力矩 負荷力力矩包括流體對閥芯產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、分量以及緊縮彈簧的預緊力 對于氣動薄膜執(zhí)行機構:任務壓差小于最大允許壓差但當所用調理閥的口徑較大或壓差較高時，執(zhí)行機構要求有更大的輸出力，此時可思索用活塞式執(zhí)行機構，也可選用薄膜執(zhí)行機構再配上閥門定位器。 (1)執(zhí)行機構的選擇 氣開式調理閥:有信號壓力輸入時閥翻開 無信號壓力時閥全

8、關氣關式調理閥:有信號壓力時閥封鎖 無信號壓力時閥全開氣開氣關的選擇思索原那么是： 信號壓力中斷時，應保證設備和操作人員的發(fā)全，如閥門處于翻開位置時危害性小，那么應選用氣關式；反之，那么用氣開式。 確定整個調理閥的作用方式 主要根據是：1 流體性質 如流體種類、粘度、腐蝕性、能否含懸浮顆粒2 工藝條件 如溫度、壓力、流量、壓差、走漏量3 過程控制要求 控制系統(tǒng)精度、可調比、噪音 根據以上各點進展綜合思索，并參照各種調理機構的特點及其適用場所，同時兼顧經濟性，來選擇滿足工藝要求的調理機構。(2) 調理機構的選擇 實踐上是指如何選擇直線特性和等百分比特性 閱歷準那么 :適當地選擇調理閥的特性，以閥

9、的放大系數的變化來補償控制對象放大系數的變化，使控制系統(tǒng)總的放大系數堅持不變或近似不變1思索系統(tǒng)的控制質量5.3.2. 執(zhí)行器流量特性的選擇 調理閥在串聯(lián)管道時的任務流量特性與S值的大小有關，即與工藝配管情況有關。因此，在選擇其特性時，還必需思索工藝配管情況。2思索工藝管道情況1.根據系統(tǒng)的特點選擇所需求的任務流量特性2.思索工藝配管情況確定相應的理想流量特性P182 表5-5詳細做法:直線特性調理閥在小開度時流量相對變化值大，控制過于靈敏，易引起振蕩，且閥芯、閥座也易遭到破壞，因此在S值小、負荷變化大的場所，不宜采用。等百分比特性調理閥的放大系數隨調理閥行程添加而增大，流量相對變化值是恒定不

10、變的，因此它對負荷變化有較強的順應性。 3思索負荷變化情況結論：常用的調理閥流量特性為“線性和“等百分比 在設計過程中，當流量特性難以確定時，優(yōu)先選用“等百分比特性，它的順應性更強。首先必需求合理確定調理閥流量和壓差的數據。通常把代入計算公式中的流量和壓差分別稱為計算流量和計算壓差。而在根據計算所得到的流量系數選擇調理閥口徑之后，還應對所選調理閥開度和可調理比進展驗算，以保證所選調理閥的口徑能滿足控制要求。 根據流量系數5.3.3.調理閥的口徑選擇 就是根據工藝參數計算出K，然后根據K選取一個Kv值差不多的調理閥。 最大計算流量是指經過調理閥的最大流量，其值應根據工藝設備的消費才干、對象負荷的

11、變化、操作條件變化以及系統(tǒng)的控制質量等要素綜合思索，合理確定。 防止兩種傾向：過多思索余量 只思索眼前消費 選擇調理閥口徑的步驟1確定計算流量計算壓差是指最大流量時調理閥上的壓差，即調理閥全開時的壓差2確定計算壓差確定計算壓差時必需兼顧調理性能和動力耗費兩方面，即應合理選定S值。2) 在最大流量的條件下，分別計算系統(tǒng)內調理閥之外的各項部分阻力所引起的壓力損失，再求出它們的總和PF 。 3) 選取S值 S值普通希望不小于0.3，常選 4) 求取調理閥計算壓差PV 計算壓差確定步驟如下： 1) 選擇調理閥前后最近的壓力根本穩(wěn)定的兩個設備作為系統(tǒng)的計算范圍。 根據已求得的Kmax，在所選用的產品 型

12、式的規(guī)范系列中，選取大于Kmax并與其最接近的那一擋Kv 值 P.169,表6-3)根據已決議的計算流量和計算壓差，求得最大流量時的流量系數Kmax 3計算流量系數Kmax4選取流量系數KV最大計算流量時的開度不大于90%最小計算流量時的開度不小于10% 直線特性調理閥 等百分比特性的調理閥 5驗算調理閥開度6驗算調理閥實踐可調比須滿足根據值決議調理閥的公稱直徑Dg和閥座直徑dg7確定調理閥口徑P.169表6-3)6 電氣轉換器/閥門定位器電氣轉換器電氣閥門定位器緊縮空氣過濾器閥門定位器將控制信號I0或PO，成比例地轉換成氣壓信號輸出至執(zhí)行機構，使閥桿產生位移可見，閥門定位器與氣動執(zhí)行機構構成

13、一個負反響系統(tǒng)各參數的稱號?如被控變量等)閥桿位移量經過機械機構反響到閥門定位器，當位移反響信號與輸入的控制信號相平衡時，閥桿停頓動作，調理閥的開度與控制信號相對應。閥門定位器可以采用更高的氣源壓力，從而可增大執(zhí)行機構的輸出力在什么情況下需求運用閥門定位器？ 答：大口徑閥門，或者要求由較大輸出力的閥門等小口徑閥門普通較少運用閥門定位器與執(zhí)行機構安裝在一同，因此可減少調理信號的傳輸滯后。此外，閥門定位器還可以接受不同范圍的輸入信號，因此采用閥門定位器還可實現(xiàn)分程控制。 按構造方式，閥門定位器可以分為:電/氣閥門定位器氣動閥門定位器智能式閥門定位器。 電氣閥門定位器電氣閥門定位器作用： 1.將42

14、0mA或010mA轉換為氣信號，用以控制氣動調理閥 2.它還可以起到閥門定位的作用 當輸入IO 對主杠桿2產生向左的力F1 主杠桿繞支點反時針偏轉 擋板13接近噴嘴15 Pa 使閥桿向下挪動并帶動反響桿9繞支點4偏轉凸輪5也跟著逆時針偏轉從而使反響彈簧11拉伸 最終使閥門定位器到達平衡形狀。此時，一定的信號壓力就對應于一定的閥桿位移，即對應于一定的閥門開度。 Pa特性KiIoFiliMiK1PaK2LKfFflfMfKiIoFiliMiK1PaK2LKfFflfMf閥桿位移和輸入信號之間的關系取決于轉換系數Ki、力臂長度li以及反響部分的反響系數Kf，而與執(zhí)行機構的時間常數和放大系數，即執(zhí)行機

15、構的膜片有效面積和彈簧剛度無關，因此閥門定位器能消除執(zhí)行機構膜片有效面積和彈簧剛度變化的影響，提高執(zhí)行機構的線性度，實現(xiàn)準確定位。 氣動閥門定位器原理與前者完全一樣氣動力矩平衡式閥門定位器要將正作用改裝成反作用，只需把波紋管的位置從主杠桿的右側調到左側即可。 智能式閥門定位器原理和前面兩種閥門定位器很類似 智能式閥門定位器以CPU為中心，具有許多模擬式閥門定位器無法比較的優(yōu)點：(1) 定位精度和可靠性高 智能式閥門定位器機械可動部件少，輸入信號、反響信號的比較是數字比較，不易受環(huán)境影響，任務穩(wěn)定性好，不存在機械誤差呵斥的死區(qū)影響，因此具有更高的精度和可靠性。(2) 流量特性修正方便 智能式閥門定位器普通都包含有常用的直線、等百分比和快開特性功能模塊，可以經過按鈕或上位機、手持式數據設定器直接設定。(3) 零點、量程調整簡單 零點調整