發(fā)信器與執(zhí)行器概述

第三章發(fā)信器與執(zhí)行器掌握發(fā)信器的特性掌握執(zhí)行器的特點一些自控元件的應(yīng)用及工作原理

目前一頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點§3-1發(fā)信器

發(fā)信器其主要特征是能感知和檢測某一形態(tài)的信息、并將其轉(zhuǎn)換成另一形態(tài)的信息。因此、發(fā)信器是指那些對被測對象的某一確定的信息具有感受(或響應(yīng))與檢出功能，并使之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的有用輸出信號的元器件或裝置。當然這里的信息應(yīng)包括電量或非電量。

目前二頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點發(fā)信器(或測量設(shè)備)的輸出——輸入關(guān)系特性是發(fā)信器的基本特性。發(fā)信器所測量的物理量基本上有兩種形式，一種是穩(wěn)態(tài)(靜態(tài)或準靜態(tài))的形式，這種信號不隨時間變化(或變化很緩慢)，另一種是動態(tài)(周期變化或瞬態(tài))的形式，這種信號是隨時間變化而變化的。

目前三頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點由于輸入物理量狀態(tài)不同，發(fā)信器所表現(xiàn)出來的輸出——輸入特性也不同，因此存在所謂靜態(tài)特性和動態(tài)特性。由于不同發(fā)信器有不同的內(nèi)部參數(shù)，它們的靜態(tài)特性和動態(tài)特性也表現(xiàn)出不同的特點，對測量結(jié)果的影響也各不相同。一個高精度發(fā)信器，必須有良好的靜態(tài)特性和動態(tài)特性，這樣它才能完成信號(或能量)無失真的轉(zhuǎn)換。

目前四頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點一．發(fā)信器的靜態(tài)特性發(fā)信器在穩(wěn)態(tài)信號作用下，其輸出——輸入關(guān)系稱為靜態(tài)特性。衡量發(fā)信器靜態(tài)特性的重要指標是線性度、靈敏度、遲滯和重復(fù)性。

1．線性度發(fā)信器的線性度是指發(fā)信器輸出與輸入之間的線性程度。

目前五頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點發(fā)信器的理想輸出——輸入特性是線性的，它具有以下優(yōu)點：(1)可大大簡化發(fā)信器的理論分析和設(shè)計計算；(2)為標定和數(shù)據(jù)處理帶來很大方便，只要知道線性輸出——輸入特性上的兩點(一般為零點和滿度值)就可以確定其余各點；(3)可使儀表刻度盤均勻刻度，因而制做、安裝、調(diào)試容易，提高測量精度；(4)避免了非線性補償環(huán)節(jié)。

目前六頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點2．靈敏度（放大系數(shù)、傳遞系數(shù)）Ku靈敏度是指發(fā)信器在穩(wěn)態(tài)下輸出變化與輸入變化的比值。

目前七頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點對于線性發(fā)信器，它的靈敏度就是它的靜態(tài)特性的斜率，即。非線性發(fā)信器的靈敏度為一變量。一般希望發(fā)信器的靈敏度高(Ku大一些)，在滿量程范圍內(nèi)是恒定的，即發(fā)信器的輸出一輸入特性為直線。

目前八頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點3．遲滯(遲環(huán))遲滯(或稱遲環(huán))特性表明發(fā)信器在正(輸入量增大)反(輸入量減小)行程期間輸出——輸入特性曲線不重合的程度，如圖所示。目前九頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點對應(yīng)于同一大小的輸入信號，發(fā)信器正反行程的輸出信號大小不相等，這就是遲滯現(xiàn)象。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是發(fā)信器機械部分存在不可避免的缺陷，如軸承摩擦、間隙、緊因件松動、材料的內(nèi)摩擦、積塵等。

遲滯大小一般要由實驗方法確定。用最大輸出差值Δmax對滿量程輸出yF.S的百分比表示

式中Δmax為正反行程輸出值間的最大差值。

目前十頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點4．重復(fù)性重復(fù)性表示發(fā)信器在輸入量按同一方向作全量程多次測試時所得特性曲線不一致性程度。多次重復(fù)測試的曲線重復(fù)性好，誤差也小。重復(fù)特性的好壞是與許多因素有關(guān)的，與產(chǎn)生遲滯現(xiàn)象具有相同的原因。

不重復(fù)性指標一般采用輸出最大不重復(fù)誤差Δmax與滿量程輸出yF.S的百分比表示：目前十一頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點不重復(fù)性誤差是屬于隨機誤差性質(zhì)的，按上述方法計算就不太合理了。校準數(shù)據(jù)的離散程度是與隨機誤差的精密度相關(guān)的，應(yīng)該根據(jù)標準偏差來計算重復(fù)性指標。因此，重復(fù)性誤差ez可按下式計算：

σ——標準偏差。目前十二頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點誤差服從正態(tài)分布，標準偏差σ可以根據(jù)貝塞爾公式來計算：式中：yi——測量值；——測量值的算術(shù)平均值；n——測量次數(shù)。目前十三頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點二．發(fā)信器的動態(tài)特性

在測量靜態(tài)信號時，線性發(fā)信器的輸出——輸入特性是一條直線，二者之間有一一對應(yīng)的關(guān)系，而且因為被測信號不隨時間變化，測量和記錄過程不受時間限制。而在實際測試工作中，大量的被測信號是動態(tài)信號，發(fā)信器對動態(tài)信號的測量任務(wù)不僅需要精確地測量信號幅值的大小，而且需要測量和記錄動態(tài)信號變換過程的波形，這就要求發(fā)信器能迅速準確地測出信號幅值的大小和無失真的再現(xiàn)被測信號隨時間變化的波形。

目前十四頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點發(fā)信器的動態(tài)特性是指發(fā)信器對激勵(輸入)的響應(yīng)(輸出)特性。

一個動態(tài)特性好的發(fā)信器，其輸出隨時間變化的規(guī)律(變化曲線)，將能同時再現(xiàn)輸入隨時間變化的規(guī)律(變化曲線)，即具有相同的時間函數(shù)。這就是動態(tài)測量中對發(fā)信器提出的新要求。但實際上除了具有理想的比例特性的環(huán)節(jié)外，輸出信號將不會與輸入信號具有完全相同的時間函數(shù)，這種輸出與輸入間的差異就是所謂的動態(tài)誤差。

目前十五頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點測量水溫的實驗過程：一個恒溫水槽水溫保持T℃環(huán)境溫度為T0℃設(shè)T＞T0把一支熱電偶放于此環(huán)境中一定時間，熱電偶反映出來的溫度應(yīng)為T0℃(不考慮其它因素造成的誤差)將熱電偶迅速插到恒溫水槽的熱水中(插入時間忽略不計)，這時熱電偶測量的溫度參數(shù)發(fā)生一個突變，即從T突然變化到T0。立即觀察熱電偶輸出的指示值，熱電偶指示出來溫度從T0上升到了T，歷經(jīng)了時間從t0到t的過渡過程。

目前十六頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前十七頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點如圖從t0→t的過程中，測試曲線始終與溫度從T0跳變到T的階躍波形存在差值，這個差值就稱為動態(tài)誤差。從記錄波形看，測試具有一定失真。

熱電偶測量熱水溫度時，水溫的熱量需通過熱電偶的殼體傳播到熱接點上，熱接點又具有一定熱容量，它與水溫的熱平衡需要一個過程，所以熱電偶不能在被測溫度變化時立即產(chǎn)生相應(yīng)的反映。這種由熱容量所決定的性能稱為熱慣性，這種熱慣性是熱電偶固有的，這種熱慣性就決定了熱電偶測量快速溫度變化時會產(chǎn)生動態(tài)誤差。

目前十八頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點這種影響動態(tài)特性的“固有因素”任何發(fā)信器都有，只不過它們的表現(xiàn)形式和作用程度不同而已。研究發(fā)信器的動態(tài)特性主要是從測量誤差角度分析產(chǎn)生動態(tài)誤差的原因以及改善措施。

在采用階躍輸入研究發(fā)信器時域動態(tài)特性時，為表征發(fā)信器的動態(tài)特性，常用上升時問、響應(yīng)時間(過渡過程時間)、動態(tài)偏差等參數(shù)來綜合描述，如圖所示。

目前十九頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前二十頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點三．發(fā)信器的微分方程

發(fā)信器實質(zhì)上是一個信息(能量)轉(zhuǎn)換和傳送的通道，在靜態(tài)測量情況下，輸出量為輸入量的函數(shù)。在動態(tài)測量情況下，如果輸入量隨時間變化時，輸出量能立即隨之無失真地變化的話，那么這樣的發(fā)信器可以看作是理想的。但是實際的發(fā)信器(或測試系統(tǒng))，總是存在著諸如彈性、慣性和阻尼等元件。此時，輸出y不僅與輸入x有關(guān)，而且還與輸入量的變化速度dx／dt，加速度d2x／dt2等有關(guān)。

目前二十一頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點要精確地建立發(fā)信器(或測試系統(tǒng))的數(shù)學(xué)模型是很因難的。在工程上總是采取一些近似的方法，忽賂一些影響不大的因素，給數(shù)學(xué)模型的確立和求解都帶來很多方便。

對于無套熱電偶、熱電阻等測量元件，其動態(tài)特性屬于一階元件（單容對象）。

目前二十二頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點θi

θ

課堂練習(xí)：推導(dǎo)無套熱電偶動態(tài)方程。

被測介質(zhì)溫度為θi傳感器測頭溫度為θ

目前二十三頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點§3-2執(zhí)行器

執(zhí)行器是構(gòu)成自動控制系統(tǒng)不可缺少的重要部分，它在自動控制系統(tǒng)中，接受來自調(diào)節(jié)器的控制信號，轉(zhuǎn)換成角位移或直線位移輸出，并通過調(diào)節(jié)機構(gòu)改變流入(或流出)被控對象的物質(zhì)量(或能量)，達到控制溫度、壓力、流量、液位、空氣溫度等工藝參數(shù)的目的。

目前二十四頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點執(zhí)行器由執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機關(guān)兩部分所組成。

執(zhí)行機構(gòu)是執(zhí)行器的推動部分，它按照調(diào)節(jié)器所給信號的大小，產(chǎn)生推力或位移；調(diào)節(jié)機關(guān)是執(zhí)行器的調(diào)節(jié)部分，最常見的是調(diào)節(jié)閥，它接受執(zhí)行器的操縱，改變閥芯與閥座間的流通面積，控制工藝介質(zhì)的流量(或能量)。

目前二十五頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點按照采用動力能源形式的不同，執(zhí)行器可分三大類：電動執(zhí)行器、氣動執(zhí)行器和液動執(zhí)行器。目前在生產(chǎn)過程的自動控制系統(tǒng)中，用得最為普遍的是電動執(zhí)行器與氣動執(zhí)行器兩種。電動執(zhí)行器的輸入信號有連續(xù)信號和斷續(xù)信號兩種，連續(xù)信號為0一10mADC和4—20mADC兩種范圍，斷續(xù)信號系指開關(guān)信號。氣動執(zhí)行器的輸入信號為20—100kPa。

目前二十六頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點電動調(diào)節(jié)器通過電一氣轉(zhuǎn)換器或電一氣閥門定位器可與氣動執(zhí)行器連接，從而達到電動儀表與氣動閥門并用的目的，構(gòu)成電氣復(fù)合控制系統(tǒng)。

目前二十七頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點一．氣動執(zhí)行器

氣動執(zhí)行器又稱氣動調(diào)節(jié)閥，是指以壓縮空氣為動力的一種執(zhí)行器，它接受氣動調(diào)節(jié)器送來的氣壓信號，改變操縱量(如液體、氣體、蒸氣等)的大小，使生產(chǎn)過程按預(yù)定的要求自動進行，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動控制。

目前二十八頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點氣功執(zhí)行器由執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩部分組成。執(zhí)行機構(gòu)是執(zhí)行器的推動裝置，它按控制信號壓力的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力，推動調(diào)節(jié)閥動作，調(diào)節(jié)機關(guān)是執(zhí)行器的調(diào)節(jié)部分，它直接與被調(diào)介質(zhì)接觸，調(diào)節(jié)流體的流量。

氣動執(zhí)行器具有結(jié)構(gòu)簡單，動作可靠，性能穩(wěn)定，價格低廉，維修方便，防火防爆等特點。它能與氣動調(diào)節(jié)儀表配用，而且通過電一氣轉(zhuǎn)換器還能和電動調(diào)節(jié)儀表配用，因而，它廣泛地應(yīng)用空調(diào)工程的自動控制系統(tǒng)中。

目前二十九頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點氣動執(zhí)行機構(gòu)主要分為薄膜式和活塞式兩種?；钊接泻艽蟮妮敵鐾屏?，適用于高靜壓，高壓差的場合。氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)主要用作一般調(diào)節(jié)閥(包括蝶閥)的推動裝置。無彈簧薄膜執(zhí)行機構(gòu)常用于雙位式控制，氣動薄膜調(diào)節(jié)閥最為常用。

氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)主要由薄膜、推桿和彈簧等組成。通常接受20一100kPa的標準壓力信號，并轉(zhuǎn)換成推力。

目前三十頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點按動作方式分為正作用式和反作用式兩種當信號壓力增加，推桿向下移動的叫正作用式；當信號壓力增加、推桿向上移動的叫反作用式。

正、反作用式執(zhí)行機構(gòu)的構(gòu)造基本相同。

目前三十一頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前三十二頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點來自調(diào)節(jié)器的信號壓力(通常為20—100kPa)通入薄膜氣室時，在薄膜上產(chǎn)生一個推力，使推桿移動并壓縮彈簧，直至彈簧的反作用力與推力相平衡時，推桿穩(wěn)定在一個新的位置。信號壓力越大，推桿的位移量也越大。推桿的位移即為執(zhí)行機構(gòu)的直線輸出位移，也稱行程。推桿從零走到全行程，閥門就從全開(或全關(guān))到全關(guān)(或全開)。目前三十三頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點與氣動執(zhí)行機構(gòu)配用的調(diào)節(jié)閥有氣開和氣關(guān)有信號壓力時，閥開啟的叫氣開式有信號壓力時，閥關(guān)閉的叫氣關(guān)式

氣開和氣關(guān)是由氣動執(zhí)行機構(gòu)的正、反作用與調(diào)節(jié)閥的正、反安裝來決定的。目前三十四頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點二、氣動執(zhí)行機構(gòu)的特性

氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)接受的氣動調(diào)節(jié)器輸出的氣壓信號Pi發(fā)生變化時，膜頭氣室內(nèi)壓力也隨之變化，使閥桿和閥芯上下移動，對流體產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用，如圖所示。

目前三十五頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)的特性，即輸入的氣壓信號Pi與輸出的閥桿位移L之間的關(guān)系。

氣動薄膜機構(gòu)的膜頭是一個封閉的氣室，節(jié)流氣室流出的氣量力零，因此

（1）式中C——膜頭的容量數(shù)；qi——氣體輸入流量；P1——膜頭內(nèi)的氣壓信號。

目前三十六頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點qi與壓力的近似關(guān)系是：

（2）

式中Pi——調(diào)節(jié)器來的氣壓信號；R——調(diào)節(jié)器到執(zhí)行機構(gòu)間導(dǎo)管阻力系數(shù)。

將式（2）代入到式（1）中，并簡化得

（3）

式中Tz＝RC稱為執(zhí)行機構(gòu)的時間常數(shù)。(3)式是膜頭內(nèi)壓力與輸入氣動執(zhí)行機構(gòu)的氣壓信號之間的微分方程式。

目前三十七頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點從膜片的運動看，P1變化形成對膜片的推力P1F(F是膜片有效面積，并假設(shè)不變)，如果忽略閥桿密封填料處的摩擦力和運動部件的慣性力，此推力引起彈簧位移，有

（4）

式中Kl——彈簧的彈性系數(shù)；L——彈簧的位移即閥桿的位移。

目前三十八頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點將式（4）代入式（3）整理后得：（5）上式是氣動執(zhí)行機構(gòu)閥桿位移與輸入氣壓信號變化的微分方程式。

目前三十九頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點

（6）

在實際應(yīng)用中，一般都將氣動執(zhí)行機構(gòu)作為一階慣性環(huán)節(jié)來處理。當執(zhí)行機構(gòu)時間常數(shù)較小，即當被控對象時間常數(shù)較大時，可把氣動執(zhí)行機構(gòu)作為放大環(huán)節(jié)來處理，這時則有：

式中K＝F／Kl是氣動執(zhí)行機構(gòu)放大系數(shù)。

因此，氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)的輸出閥桿位移與輸入氣壓信號成比例關(guān)系。

目前四十頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點三．電動執(zhí)行器

電動執(zhí)行器接受來自調(diào)節(jié)器的電流信號，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或直行程位移，去操縱閥門、擋板等調(diào)節(jié)機關(guān)，以實現(xiàn)自動控制。電動執(zhí)行器還可以通過電動操作器實現(xiàn)控制系統(tǒng)的自動操作和手動操作的相互切換。它有角行程、直行程和多轉(zhuǎn)式三種類型。

目前四十一頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點電動執(zhí)行器由執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩部分組成，其中調(diào)節(jié)閥部分多數(shù)和氣動執(zhí)行器是通用的。電動執(zhí)行器根據(jù)不同的使用要求有各種結(jié)構(gòu)。最簡單的電動執(zhí)行器是電磁閥。它利用電磁鐵的吸合和釋放，對小口徑的閥門作通斷兩種狀態(tài)的控制。

目前四十二頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點連續(xù)動作的電動執(zhí)行器由伺服電動機、減速器和位置發(fā)送器三部分組成，它接受可控硅交流開關(guān)或電動操作器的信號，使伺服電機按正、反方向運轉(zhuǎn)，通過減速器減速后，變成較大的輸出力矩去帶動閥門。同時位置發(fā)送器又根據(jù)閥門的位置，發(fā)出相應(yīng)數(shù)值的直流電流信號反饋到前置磁放大器的輸入端，與來自調(diào)節(jié)器的輸出電流進行比較，并將二者的偏差進行放大，以驅(qū)動兩相電動機轉(zhuǎn)動，再經(jīng)減速器減速，帶動輸出軸改變轉(zhuǎn)角。

目前四十三頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點電動執(zhí)行機構(gòu)輸出軸轉(zhuǎn)角與輸入信號成正比，所以整個電動執(zhí)行機構(gòu)可近似地看成是一個比例環(huán)節(jié)。

目前四十四頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前四十五頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點四．電——氣轉(zhuǎn)換器和電——氣閥門定位器

在實際自動控制系統(tǒng)中，電與氣兩種信號常?；旌鲜褂茫@樣可以取長補短，組成電——氣復(fù)合控制系統(tǒng)，因而有各種電——氣轉(zhuǎn)換器及氣——電轉(zhuǎn)換器把電信號(0—10mADC或4—20mADC)與氣信號20一100kPa進行相互轉(zhuǎn)換。電一氣轉(zhuǎn)換器把電動變送器送來的電信號變?yōu)闅鈮盒盘?，送到氣動調(diào)節(jié)器；也可把電動調(diào)節(jié)器輸出的電信號變?yōu)闅鈮盒盘柸ヲ?qū)動氣動調(diào)節(jié)閥。電——氣閥門定位器，則具有電——氣轉(zhuǎn)換和氣動閥門定位器兩種作用。

目前四十六頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點1．電——氣轉(zhuǎn)換器

電——氣轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)原理如圖所示，它是按力矩平衡原理進行工作的。

目前四十七頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點當直流0一10mA電流信號通入置于恒定磁場里的測量線圈時，所產(chǎn)生的磁通與磁鋼在空氣隙中的磁通相互作用而產(chǎn)生一個向下的電磁力(即測量力)，由于線圈固定在杠桿上，使杠桿繞支承點O偏轉(zhuǎn)，于是裝在杠桿一端的擋板靠近噴嘴，使其背壓升高，經(jīng)過氣動功率放大器后，一方面輸出，一方面反饋到波紋管，建立起與測量力矩平衡的反饋力矩，反之亦然。于是輸出氣壓信號的大小就與輸入測量線圈電流成一一對應(yīng)的關(guān)系。

目前四十八頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點2．電——氣閥門定位器

電——氣閥門定位器可將電動調(diào)節(jié)器輸出的0一10mADC或4—20mADC信號轉(zhuǎn)換成氣壓信號去操作氣動執(zhí)行機構(gòu)。配氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)的電——氣閥門定位器的動作原理如圖所示。

目前四十九頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點電——氣閥門定位器是按力矩平衡原理工作的。當輸入信號電流通入力矩線圈時，線圈與永久磁鋼作用后對杠桿產(chǎn)生一個力矩，于是檔板靠近噴嘴，經(jīng)放大器放大后，送入薄膜氣室，使杠桿向下移動，并帶動反饋桿繞其支點向下轉(zhuǎn)動，連在同一軸上的反饋凸輪也作順時針方向轉(zhuǎn)動，通過滾輪使小杠桿繞其支點偏轉(zhuǎn)，拉伸反饋彈簧。當反饋彈簧對小杠桿的拉力與力矩馬達作用在杠桿上的力相等時，兩者力矩平衡，閥門定位器達到平衡狀態(tài)，此時，一定的輸入信號電流就對應(yīng)于氣動薄膜調(diào)節(jié)閥一定的閥門位置。

目前五十頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點§3-3調(diào)節(jié)閥

一．直通調(diào)節(jié)閥及其特性直通調(diào)節(jié)閥是一種調(diào)節(jié)機構(gòu)，它和電動執(zhí)行機構(gòu)組成電動調(diào)節(jié)閥，和氣動執(zhí)行機構(gòu)組成氣動調(diào)節(jié)閥。

電動或氣動調(diào)節(jié)閥安裝在工藝管道上直接與被調(diào)介質(zhì)相接觸，因而它的性能好壞將直接影響控制的質(zhì)量。它在執(zhí)行機構(gòu)的操縱下，實現(xiàn)對介質(zhì)的控制，完成自動控制的任務(wù)。

目前五十一頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點（一）．工作原理

從流體力學(xué)的觀點看，調(diào)節(jié)閥是一個局部阻力可以變化的節(jié)流元件。對不可壓縮的流體，由能量守恒原理可推導(dǎo)出調(diào)節(jié)閥的流量方程式為式中：q——流體流經(jīng)閥的流量(m3／s)；P1和P2——分別為進口端和出口端的壓力(MPa)；F——閥所連接管道的截而積(m2)；Dg——閥的公稱通徑(mm)；ρ——流體的密度(Kg／m3)；ζ——閥的阻力系數(shù)。目前五十二頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點由上式可見當F一定，(P1—P2)不變時，則流量僅隨阻力系數(shù)變化。阻力系數(shù)主要與流通面積(即閥的開度)有關(guān)，也與流體的性質(zhì)和流動狀態(tài)有關(guān)。調(diào)節(jié)閥阻力系數(shù)的變化是通過閥芯行程的改變來實現(xiàn)，即改變閥門開度，也就改變了阻力系數(shù)，從而達到調(diào)節(jié)的目的。閥開得越大，ζ將越小，則通過的流量將越大。

目前五十三頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點（二）．直通調(diào)節(jié)閥的主要類型

直通調(diào)節(jié)閥主要由上閥蓋、下閥蓋、閥體、閥芯、閥座、填料及壓板等零件組成。根據(jù)不同的要求，直通調(diào)節(jié)閥有多種結(jié)構(gòu)形式。

目前五十四頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點1．直通單座閥

直通單座閥的閥體內(nèi)只有一個閥芯和閥座，如圖(a)所示。這種閥結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，關(guān)閉時泄漏量小。但由于閥座前后存在壓力差，對閥芯產(chǎn)生的不平衡力較大，所以單座閥僅適用于低壓差的場合。

目前五十五頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點2．直通雙座閥直通雙座閥閥體內(nèi)有兩套閥芯和悶座，如圖(b)所示。流體作用在上、下閥芯上的推力的方向相反，大致可以抵消，所以閥芯所受的不平衡力很小，可使用在閥前、后壓差較大的場合。雙座閥的流通阻力比同口徑的單座閥大。由于兩個閥芯不易保證同時關(guān)緊，所以關(guān)閉時的泄漏量較大。

目前五十六頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點3．角形閥角形閥的閥體為角形如圖(c)所示。其它方面的結(jié)構(gòu)與單座閥相似。這種閥流路簡單，阻力小，閥體內(nèi)不易積存污物，所以特別適合高粘度、含懸浮顆粒的流體控制。

目前五十七頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點直通調(diào)節(jié)閥的流量特性是指介質(zhì)流過調(diào)節(jié)閥的相對流量與調(diào)節(jié)閥的相對開度之間的關(guān)系，即式中q／qmax——相對流量，即調(diào)節(jié)閥在某一開度的流量與最大流量之比；1／L——相對開度，即調(diào)節(jié)閥在某一開度的行程與全開時的行程之比。

（三）．直通調(diào)節(jié)閥的流量特性

目前五十八頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點一般說來，改變調(diào)節(jié)閥的閥芯與閥座之間的節(jié)流面積，便可控制流量。但實際上出于各種因素的影響，在節(jié)流面積變化的同時，還會引起閥前、后壓差的變化，從而使流量也發(fā)生變化。為了便于分析，先假定閥前后壓差固定，然后再引伸到實際情況。因此，流量特性有理想流量特性和工作流量特性之分。

目前五十九頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點直通調(diào)節(jié)閥在前后壓差固定情況下的流量特性為理想流量特性。

閥門的理想流量特性由閥芯的形狀所決定。

等百分比線性快開1．理想流量特性目前六十頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點典型的理想流量特性有直線流量特性(線性流量特性)、等百分比流量特性、拋物線特性和快開特性，如圖所示。

目前六十一頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點（1）．線性流量特性線性流量特性是指調(diào)節(jié)閥的相對流量變化與相對開度變化成比例，即單位行程變化所引起的流量變化是常數(shù)，用數(shù)學(xué)式表示為

式中K——常數(shù)，即調(diào)節(jié)閥的放大倍數(shù)。

(1)目前六十二頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點將上式積分可得：（2）式中C為積分常數(shù)。把邊界條件l＝0時,q＝qmin；l＝lmax，q＝qmax，代人上式得，式中R為調(diào)節(jié)閥所能控制的最大流量qmax與最小流量qmin的比值，稱為調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍。

目前六十三頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點

qmin并不等于調(diào)節(jié)閥全關(guān)時的泄漏量，一般它是qmax的2—4％，而閥泄漏量僅為最大流量的(0．1—0．01)％。直通單座、直通雙座、角形閥的理想可調(diào)范圍R為30。

目前六十四頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點將C和K代人式(2)，可得

（3）此式表明q／qmax與l／L之間成直線關(guān)系，如圖12—6中所示曲線1。

由圖12—6曲線可以看出線性流量特性調(diào)節(jié)閥的單位行程變化所引起相對流量變化是相等的。如以全行程的10％、50％、80％三點來看，當行程都變化10％時，相對流量的變化均為10％總是相等的；

目前六十五頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點所引起的相對流量變化的相對值分別為目前六十六頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點可見，線性流量特性調(diào)節(jié)閥在行程變化相同的條件下所引起的相對流量變化也相同，但相對流量變化的相對值不同，即流量小時，相對流量變化的相對值大，而流量大時，相對流量變化的相對值小。也就是說，閥在小開度時控制作用太強，不易控制，易使系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩；而在大開度時，控制作用太弱，不夠靈敏，控制不及時。

目前六十七頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點（2）．等百分比（對數(shù)）流量特性等百分比流量特性指單位相對行程變化所引起的相對流量變化與此點的相對流量成正比關(guān)系，即調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)隨相對流量的增加而增大。用數(shù)學(xué)式表示為

（4）

目前六十八頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點當K＝1時，d(q／qmax)／d(l／L)變化的百分數(shù)與q／qmax即該點相對流量變化百分數(shù)相等，故稱為等百分比流量特性。

將(4)式積分得：(5)把邊界條件l＝0時,q＝qmin；l＝lmax，q＝qmax，代人上式得

目前六十九頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點經(jīng)整理得

(6)

相對開度與相對流量成對數(shù)關(guān)系，故又稱之為對數(shù)流量特性，如圖12—6曲線2所示。目前七十頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點等百分比流量特性的調(diào)節(jié)閥在行程的10％、50％、80％時，行程變化10％所引起流量變化分別為1．91％、7．3％和20．4％。它在行程小時，流量變化??；在行程大時，流量變化大，流量相對值變化分別為

目前七十一頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點由此可見，行程變化相同所引起的相對流量變化率總是相等，因此，對數(shù)特性又稱為等百分比特性。等百分比閥的放大系數(shù)是隨行程的增大而遞增，即在開度小時，相對流量變化小，工作緩和平穩(wěn)，易于控制；而開度大時，相對流量變化大，工作靈敏度高，這樣有利于控制系統(tǒng)的工作穩(wěn)定。

目前七十二頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點（3）．拋物線流量特性

拋物線流量特性的調(diào)節(jié)閥的相對流量與相對開度的二次方成比例關(guān)系，即

對上式積分并代人邊界條件后得

在直角坐標上，拋物線流量特性是一條拋物線，它介于直線及等百分比曲線之間。如圖12—6曲線3所示。

目前七十三頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點（4）．快開特性調(diào)節(jié)閥在開度較小時就有較大流量，隨開度的增大，流量很快就達到最大，故稱為快開特性，如圖12—6曲線4所示?？扉_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)。

目前七十四頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點2．工作流量特性

在實際使用時，調(diào)節(jié)閥安裝在具有阻力的管道系統(tǒng)上，調(diào)節(jié)閥前后的壓差值不能保持恒定，因此雖然在同一相對開度下，通過調(diào)節(jié)閥的流量將與理想特性時所對應(yīng)的流量不同。

所謂調(diào)節(jié)閥的工作流量特性是指調(diào)節(jié)閥在前后壓差隨負荷變化的工作條件下，它的相對流量與相對開度之間的關(guān)系。

目前七十五頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點（1）串聯(lián)管道時調(diào)節(jié)閥的工作流量特性

直通調(diào)節(jié)閥與管道和設(shè)備串聯(lián)的系統(tǒng)及其壓差變化情況如圖所示。

目前七十六頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點調(diào)節(jié)閥安裝在串聯(lián)管道系統(tǒng)中，串聯(lián)管道系統(tǒng)的阻力與通過管道的介質(zhì)流量成平方關(guān)系。當系統(tǒng)總壓差為一定時，調(diào)節(jié)閥一旦動作，隨著流量的增大，串聯(lián)設(shè)備和管道的阻力亦增大，這就使調(diào)節(jié)閥上壓差減小，結(jié)果引起流量特性的改變，理想流量特性就變?yōu)楣ぷ髁髁刻匦浴Ｄ壳捌呤唔揬總數(shù)一百八十三頁\編于二十點假設(shè)在無其他串聯(lián)設(shè)備阻力的條件下，閥全開時的流量為qmax，在有串聯(lián)設(shè)備阻力的條件下，閥全開的流量為q100，兩者關(guān)系可用下式表示：式中S為閥全開時，閥上的壓差與系統(tǒng)總壓差之比值，稱S為閥門能力，即目前七十八頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點式中ΔP1——調(diào)節(jié)閥全開時閥上的壓力降；

ΔP——包括調(diào)節(jié)閥在內(nèi)的全部管路系統(tǒng)總的壓力降。顯然，隨著串聯(lián)阻力的增大，S值減小，則q100會減小，這時閥的實際流量特性偏離理想流量特性也就愈嚴重。以q100作參比值，不同S值下的工作流量特性如下圖所示。

目前七十九頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前八十頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點由上圖可以看出，當S=1時，理想流量特性與工作流量特性一致；隨著S的值降低，q100逐漸減小，所以實際可調(diào)范圍R(R＝qmax／qmin)是調(diào)節(jié)閥所能控制的最大與最小畸變，也會逐漸減??；隨著S值的減小，特性曲線發(fā)生畸變，直線特性閥趨于快開特性，而等百分比特性閥趨于直線特性閥，這就使得調(diào)節(jié)閥在小開度時控制不穩(wěn)定，大開度時控制遲緩，會嚴重影響控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量。因此，在實際使用時，對S值要加以限制，一般希望不低于0．3～0．5。

目前八十一頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點（2）．并聯(lián)管道時調(diào)節(jié)閥的工作流量特性

調(diào)節(jié)閥一般都裝有旁路，以便于手動操作和維護，當負荷提高或調(diào)節(jié)閥選小了時，可以打開一些旁路閥，此時調(diào)節(jié)閥的理想特性就改變?yōu)楣ぷ魈匦?。若以X代表管道并聯(lián)時調(diào)節(jié)閥全開流量與總管最大流量qmax之比，可以得到在壓差為一定，而X值不同時的工作流量持性，如下圖所示。目前八十二頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前八十三頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點當X=1即旁路閥關(guān)閉時，工作特性同理想特性一致。隨著X的減小，系統(tǒng)的可調(diào)比大大下降。同時，在生產(chǎn)實際中總有串聯(lián)管道阻力的影響，調(diào)節(jié)閥上壓差還會隨流量的增加而降低，使可調(diào)比更為下降。一般認為旁路流量最多只能是總流量的百分之十幾，即X值不能低于0.8。

目前八十四頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點二．三通調(diào)節(jié)閥流量特性

（一）、理想流量特性

目前八十五頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點三通調(diào)節(jié)閥的理想特性及數(shù)學(xué)式符合前述直通調(diào)節(jié)閥理想特性的一般規(guī)律。直線流量特性的三通調(diào)節(jié)閥在任何開度時，流過上、下兩閥芯流量之和不變，即總流量不變，因而是一條平行于橫軸的直線，如圖12—10中的曲線(1)所示。圖中(1’)和（1”）是分支流量特性。目前八十六頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點等百分比特性調(diào)節(jié)閥總流量是變化的，如圖12一10所示曲線(2)。曲線(2)在開度為50％處的總流量最小，向兩邊逐漸增大至最大。當可調(diào)范圍相同時，直線特性的三通調(diào)節(jié)閥比等百分比特性的三通調(diào)節(jié)閥總流量大，也比拋物線特性的三通調(diào)節(jié)閥的總流量大。圖中曲線(3)拋物線特性的總流量比等百分比特性的三通調(diào)節(jié)閥總流量要大。直線特性三通閥在相對開度為50％時，通過上、下閥芯的流量相等。目前八十七頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點（二）、工作流量特性

目前八十八頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點三通調(diào)節(jié)閥當每一支路存在阻力降(如管道、閥門、設(shè)備)時，其工作流量特性與直通調(diào)節(jié)閥串聯(lián)管道時一樣。一般希望三通調(diào)節(jié)閥在工作過程中流過三通閥的總流量不變，因此三通調(diào)節(jié)閥僅起調(diào)節(jié)流量分配的作用。在實際使用中，三通閥上的壓降比管路系統(tǒng)總壓降要小，所以總流量基本上取決于管路系統(tǒng)的阻力，而三通閥開度對流量的變化影響很小，因而在一般情況下，可以認為三通閥的總流量基本不變。目前八十九頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點當三通調(diào)節(jié)閥每一分路S值都等于1時，也就是每一分路的系統(tǒng)壓降小到可以忽略時，可采用直線流量特性的調(diào)節(jié)閥，如圖12—11所示；當每一分路的S值都等于0.5左右時，也就是每一分路管道阻力降與閥上壓降基本相同時，可采用拋物線特性的三通調(diào)節(jié)閥，如圖12—12所示。目前九十頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前九十一頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點三．調(diào)節(jié)風(fēng)門及其特性

調(diào)節(jié)風(fēng)門即風(fēng)閥，也是常用的調(diào)節(jié)機構(gòu)，它和電動執(zhí)行機構(gòu)組成電動調(diào)節(jié)風(fēng)門，和氣動執(zhí)行機構(gòu)組成氣動調(diào)節(jié)風(fēng)門用來自動控制空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的風(fēng)量。

（一）、調(diào)節(jié)風(fēng)門的種類

在空調(diào)工程中，常用的調(diào)節(jié)風(fēng)門有單葉風(fēng)門和多葉風(fēng)門。

目前九十二頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前九十三頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點單葉風(fēng)門可分為蝶式風(fēng)門和菱形風(fēng)門，如圖12一13所示。圖中(a)為蝶式風(fēng)門，用于圓形截面的風(fēng)道中。它的結(jié)構(gòu)比較簡單，特別適用于低壓差大流量、介質(zhì)為氣體的場合。圖中(b)為菱形風(fēng)門，應(yīng)用在變風(fēng)量系統(tǒng)中作為末端裝置，具有工作可靠、調(diào)節(jié)方便和噪聲小等優(yōu)點，但結(jié)構(gòu)上較復(fù)雜。

目前九十四頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點多葉風(fēng)門又分為平行葉片風(fēng)門、對開葉片風(fēng)門、復(fù)式風(fēng)門和菱式風(fēng)門等，如圖12—14所示。平行葉片風(fēng)門是靠改變?nèi)~片的轉(zhuǎn)角來調(diào)節(jié)風(fēng)量的，各葉片的動作方向相同。對開葉片風(fēng)門也是靠改變?nèi)~片的轉(zhuǎn)角來調(diào)節(jié)風(fēng)量的，但其相鄰兩葉片按相反方向動作。復(fù)式風(fēng)門用來控制加熱風(fēng)與旁通風(fēng)的比例，閥的加熱部分與旁通部分葉片的動作方相反。多葉菱形風(fēng)門是一種較新型的風(fēng)門，它利用改變菱形葉片的張角來改變風(fēng)量(工作中菱形葉片的軸線始終處在水平位置上)。

目前九十五頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點（二）、調(diào)節(jié)風(fēng)門的流量特性

調(diào)節(jié)風(fēng)門的流量特性是指空氣流過調(diào)節(jié)風(fēng)門的相對流量與風(fēng)門轉(zhuǎn)角的關(guān)系。象調(diào)節(jié)閥一樣，風(fēng)門的工作流量特性與壓降比S值有關(guān)。圖12—15和12—16示出了平行式風(fēng)門和對開式風(fēng)門的工作流量特性。平行式葉片風(fēng)門和對開式葉片風(fēng)門，它們的特性都是隨著S值的減少而畸變愈益嚴重。

目前九十六頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前九十七頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前九十八頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點調(diào)節(jié)風(fēng)門裝在風(fēng)道系統(tǒng)中，我們希望獲得線性的工作特性。為此，對于平行式風(fēng)門，全開時的阻力損失約占系統(tǒng)總壓降的50％左右，即風(fēng)門壓降比S=0.5，見圖12一15中曲線K；而對于對開式調(diào)節(jié)風(fēng)門，全開時的阻力損失僅占系統(tǒng)部總壓降的10％左右，即風(fēng)門的壓降比S＝0.1，見圖12—16中曲線F。從減少噪聲和能量損失的觀點看，對開式葉片風(fēng)門較平行式葉片風(fēng)門較好。

目前九十九頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點四．調(diào)節(jié)閥流通能力C的定義及計算

1.調(diào)節(jié)閥流通能力定義

由調(diào)節(jié)閥的流體力學(xué)特性可得下列流量方程式：式中qV1——流量(m3/h)；F——調(diào)節(jié)閥接管截面積(m2)；p1——閥前壓力(Mpa)；p2——閥后壓力(Mpa)；ρ——流體密度(kg/m3)；——阻力系數(shù)，取決于閥芯、閥體的結(jié)構(gòu)。

目前一百頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點流通能力C定義：當調(diào)節(jié)閥全開時，閥兩端壓差為0.1MPa，流體密度為1000kg/m3時，每小時流經(jīng)閥的介質(zhì)流量，即為該閥的C值，以m3/h計。

流通能力C值的大小取決于閥門的通徑和阻力系數(shù)。流通能力隨閥門通徑的增大而增大。阻力系數(shù)只與閥結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此對于同類結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)閥具有相近的阻力系數(shù)。

目前一百零一頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點同口徑不同類型的調(diào)節(jié)閥，阻力系數(shù)不盡相同，流通能力也就不相同。如流線形結(jié)構(gòu)的球閥、蝶閥流阻小，具有大的流通能力；單座閥、多級型高壓閥等流阻大，流通能力較小。

目前一百零二頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點2.調(diào)節(jié)閥流通能力計算

（1）一般流體或式中qV——體積流量(m3/h)；qm——質(zhì)量流量（kg/h）；Δp——調(diào)節(jié)閥前后流體壓力差（MPa）；ρ——流體密度（kg/m3）。目前一百零三頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點（2）氣體氣體具有可壓縮性，通過調(diào)節(jié)閥后氣體密度小于閥前的密度，其C值目前一百零四頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點（3）水蒸氣

目前一百零五頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點五．調(diào)節(jié)閥口徑的計算

合理選擇調(diào)節(jié)閥的口徑，對自動控制系統(tǒng)來講是一個很重要的問題。如果過多地考慮流量裕量，選閥口徑偏大，不但經(jīng)濟上造成浪費，更不利的是閥門經(jīng)常工作在小開度，可調(diào)節(jié)的范圍顯著減小，使調(diào)節(jié)閥性能變壞，甚至引起振動和噪聲，嚴重地影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及閥門的使用壽命。

目前一百零六頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點為正確選擇調(diào)節(jié)閥口徑，調(diào)節(jié)閥的口徑計算一般按下面程序進行：（1）根據(jù)工藝條件，確定計算流量和壓差；（2）用相應(yīng)的流通能力公式計算C值；（3）根據(jù)開度要求，圓整計算所得的C值，選取與該C值相應(yīng)型號的調(diào)節(jié)閥的口徑；（4）驗算開度范圍。

目前一百零七頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點計算調(diào)節(jié)閥口徑時，一般常以正常流量作為計算流量，它可根據(jù)生產(chǎn)能力確定。根據(jù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)需要的最大流量q’max，再加大10%，作為調(diào)節(jié)閥的最大流量qmax，按qmax計算其流通能力C并圓整。選擇調(diào)節(jié)閥的口徑和它的流通能力C值，并要求所選調(diào)節(jié)閥C值接近或略大于Cmax值。

目前一百零八頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點根據(jù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)需要的最小流量q’min，或者在減少10%，作為調(diào)節(jié)閥的最小流量qmin，按qmin計算其流通能力Cmin。驗算調(diào)節(jié)閥在小流量時的調(diào)節(jié)性能，要求。目前一百零九頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點

§3-4電磁閥

電磁閥是制冷自控系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的一種開關(guān)式自動閥門，其動作可以由壓力控制器、溫度控制器或液位控制器發(fā)出的電氣訊號控制，以代替手動截止閥。一．電磁閥分類制冷自動系統(tǒng)中所用的電磁閥，根據(jù)控制流通的工質(zhì)不同分為兩種，一種是控制制冷劑及潤滑油的電磁閥，叫(制冷劑)電磁閥；另一種是控制水的電磁閥，通常為便于區(qū)分叫(水)電磁閥。按照結(jié)構(gòu)和動作原理電磁閥有直接作用式與間接作用式（繼動式）。通電開型、通電閉型。

目前一百一十頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前一百一十一頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前一百一十二頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前一百一十三頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點二．直接作用式電磁閥（直動式）上半部為電磁線包部分，線包由高強度漆包線繞制而成。下半部為閥體，閥體用隔磁導(dǎo)管將工質(zhì)封閉。隔磁導(dǎo)管用反磁不銹綱材料制成，動鐵芯、定鐵芯均用軟硬不銹鋼材料做成，閥針用非磁性不銹鋼制成，這樣閥針就不致因銹蝕或因剩磁粘吸鐵屑而破壞閥的密封性。閥針鉚在動鐵芯上。閥座用聚四氟乙烯做成。

目前一百一十四頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點工作原理；線包一通電產(chǎn)生磁場吸上動鐵芯帶動閥針上移，閥口開啟，線包斷電，磁場消失，動鐵芯和閥針靠自重和彈簧力使閥芯落下，閥口關(guān)閉。目前一百一十五頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點三．繼動式電磁閥ZCL—6，10，15，20型均采用繼動式。小閥上半部是采用ZCL—3型結(jié)構(gòu)，小閥座做在大閥蓋上，大閥芯用聚四氟乙烯壓配在活塞上，大閥座做在閥體上。繼動式電磁閥下部設(shè)有手動頂桿，必要時(如電壓不足或線包燒壞)，可手動頂開活塞以維持正常工作。

目前一百一十六頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點工作原理：當線包通電產(chǎn)生滋場，吸上動鐵芯和閥針，小閥口打開，使活塞上腔壓力因通過導(dǎo)壓孔通向閥的出口而下降，活塞上下產(chǎn)生壓差，使活塞浮起，大閥口開啟；線包失電，閥針落下使小閥口關(guān)閉?；钊稀⑾虑坏膲毫νㄟ^活塞上的平衡孔均壓，在活塞自重和彈簧力的作用下，活塞壓下使大閥口關(guān)閉。

目前一百一十七頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前一百一十八頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點四．電磁閥的應(yīng)用

1.安裝在貯液器（或冷凝器）與膨脹閥之間的管路上，電磁閥的接線與壓縮機的控制電路相連接，當壓縮機停機時，切斷向蒸發(fā)器的供液，不使大量的制冷劑進入蒸發(fā)器，可以延長蒸發(fā)器的保溫時間，避免壓縮機再次啟動時產(chǎn)生液擊；目前一百一十九頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點2.電磁閥可用于自動控制制冷劑、水、油管路的通閉；3.電磁閥可以同雙位的溫度控制器配合，控制制冷裝置內(nèi)部的溫度，實現(xiàn)溫度的雙位調(diào)節(jié)；4.電磁閥還可以作為主閥的導(dǎo)閥。目前一百二十頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點電磁閥必須垂直安裝在水平管路上，其電磁線圈應(yīng)在上面，流體的流向應(yīng)與閥體上箭頭的方向一致，電磁閥前應(yīng)裝設(shè)過濾器；線圈使用的電源、電壓及閥體進出口壓差應(yīng)與銘牌相符。

目前一百二十一頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點§3-5主閥與恒壓閥

一．主閥

主閥是導(dǎo)壓控制型的自動閥門，它必須與導(dǎo)閥配合使用，并且由導(dǎo)閥控制其啟閉，在一定條件下，還可以得到比例調(diào)節(jié)。1．分類主閥有液用(Y)、氣用(Q)之分液用主閥只有常閉型(B)氣用主閥有常開(K)和常閉(B)兩種

目前一百二十二頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前一百二十三頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點主要零件有閥體、閥蓋、閥芯、活塞桿、活塞、活塞套和彈簧等。閥體(或閥蓋)上設(shè)有手動頂桿，必要時可用頂桿將活塞組件頂起，使常閉型主閥閥芯開啟、常開型主閥閥芯關(guān)閉。活塞上開有直徑l毫米的平衡孔。為防止污垢進入，主管裝有25目／英寸2濾網(wǎng)，導(dǎo)管上裝有100目／英寸2小濾網(wǎng)。主閥通徑32—65毫米其閥芯用聚四氟乙烯制成錐體，主閥通徑80毫米以上均制成平面。

2．結(jié)構(gòu)和工作原理目前一百二十四頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前一百二十五頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前一百二十六頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前一百二十七頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點液用常閉型主閥的活塞上腔經(jīng)導(dǎo)壓閥接至較主閥進口壓力低0.018MPa（0.18公斤／厘米2）處，或連接到出口管路上。pP’p1目前一百二十八頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點工作原理：若導(dǎo)閥開啟，則活塞上腔降壓，下腔壓力克服彈簧和活塞自重將活塞頂起，打開主閥閥口；若導(dǎo)閥關(guān)閉，則高壓液體通過平衡孔使上腔壓力與入口壓力相同，在自重和彈簧力的作用下，活塞帶動主閥閥芯下落，使閥口緊閉。

目前一百二十九頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點pP’p1氣用常閉型主閥的導(dǎo)壓管路連接到進口管上，或接在較出口壓力高0.014MPa（0.14公斤／厘米2）處。

目前一百三十頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點工作原理：若導(dǎo)閥開啟，則主閥活塞上腔增壓，利用壓差克服彈簧力將活塞壓下，閥芯下降，主閥開啟；若導(dǎo)閥關(guān)閉，高壓氣體通過直徑1毫米的平衡孔向活塞下腔泄走，彈簧力將活塞項起，主閥關(guān)閉。目前一百三十一頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點pP’p1氣用常開型主閥的活塞上腔經(jīng)導(dǎo)壓閥接至較主閥進口壓力高0.1MPa（l公斤／厘米2）處。

目前一百三十二頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點工作原理：若導(dǎo)閥關(guān)閉，主閥處于常開狀態(tài)；若導(dǎo)閥開啟，則活塞上腔增壓，利用壓差克服彈簧力將活塞壓下，閥芯下降，主閥關(guān)閉；導(dǎo)閥關(guān)閉，高壓氣體通過直徑1毫米的平衡孔向活塞下腔泄走，彈簧將活塞頂起，主閥開啟。

目前一百三十三頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前一百三十四頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前一百三十五頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前一百三十六頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點最大反壓差(見表)：處于關(guān)閉狀態(tài)的主閥，若閥后壓力增大超過閥前壓力和彈簧等加在閥芯上的關(guān)閉力，則閥芯將被強行開啟而導(dǎo)致工質(zhì)倒流，這將造成制冷系統(tǒng)工作紊亂。對于有可能超過表中給出的最大反壓差的管路，主閥后面應(yīng)加裝止回閥，以防止工質(zhì)倒流。主閥安裝時應(yīng)注意只能水平安裝，不能垂直或傾斜安裝。

目前一百三十七頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點二．恒壓閥

恒壓閥在自控中常作為主閥的壓力導(dǎo)閥，分為立式、橫式兩種，專用于控制主閥的啟閉，它與主閥配合使用時可以起比例調(diào)節(jié)作用。

按正、反作用開啟原理，恒壓閥又可分為正恒閥和反恒閥兩種。正恒閥是常閉型壓力導(dǎo)閥，當壓力高于設(shè)定值時，閥口開啟，直至全開。反恒閥是常開型壓力導(dǎo)閥，當壓力高于設(shè)定值時，閥口關(guān)小，直至關(guān)閉。目前一百三十八頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點按控制引管分，凡閥體上膜片下腔與導(dǎo)壓管隔開，并帶有引管的稱為Ⅱ型。帶引管的用引管引來的壓力控制導(dǎo)壓管路的通斷。正恒閥的壓力范圍有兩種規(guī)格：0-7kg/cm2和500mmHg-2kg/cm2；反恒閥有0-7kg/cm2一種。

目前一百三十九頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前一百四十頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點1.

正恒閥正恒閥ZZHA—3型和ZZHB—3型是正恒閥的兩種型式。閥體和閥罩中間用不銹鋼膜片隔開。上半部為彈簧調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可調(diào)節(jié)恒壓閥動作的設(shè)定壓力數(shù)值，右旋彈簧調(diào)節(jié)桿系增加彈簧壓力，左旋彈簧調(diào)節(jié)桿為減少彈簧壓力。下半部為氣體的通道。

目前一百四十一頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前一百四十二頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前一百四十三頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點工作原理：當膜片下面氣體壓力升高，超過上部彈簧力時，膜片頂起，閥口開啟，氣體得以流通。當壓力繼續(xù)逐漸升高時，閥口隨之成正比例開大。反之，當膜片下面氣體壓力逐漸下降，則閥口隨之成比例關(guān)小。當壓力降至小于上部彈簧力時，膜片下落使閥口完全關(guān)閉。正恒閥是“升開降閉”(對膜片下部壓力而言)，起著使入口壓力恒定的作用。目前一百四十四頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點ZZHA—3型的導(dǎo)壓管從入口處引來并控制入口處壓力恒定。ZZHB—3型其導(dǎo)壓管與閥體膜片下腔隔斷，由外接引管引進的壓力來控制出口處壓力的恒定，引管引來的壓力越高，則恒壓閥開得越大。ZZHB—3型正恒閥主要用于和常開型主閥配合裝在壓縮機吸入管上，回氣壓力越高，ZZHB-3型閥開得越大，可使常開型主閥反而關(guān)小，以避免壓縮機過載和使無卸裁裝置的壓縮機輕載起動。

目前一百四十五頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點2.反恒閥ZZHC—3型和ZZHD—3型是反恒閥的兩種型式。閥體和閥罩中間用不銹鋼膜片隔開，上半部與正恒閥相同，為彈簧調(diào)節(jié)系統(tǒng)。下半部閥體和閥芯則與正恒閥不同。

目前一百四十六頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前一百四十七頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前一百四十八頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點工作原理：當膜片下面壓力升高，超過彈簧的最小負荷時，閥口開始關(guān)小，此后膜片隨壓力的增高而逐漸升起，閥口隨之成比例的關(guān)小，壓力達到彈簧力最大值時，閥口關(guān)死。反之，當膜片下面壓力下降，閥口則逐漸開啟。所以反恒閥與正恒閥相反是“升閉降開”。

目前一百四十九頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點3.應(yīng)用舉例

目前一百五十頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前一百五十一頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前一百五十二頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前一百五十三頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點三．電磁主閥、恒壓主閥及電磁恒壓主閥

為了簡化導(dǎo)閥與主閥聯(lián)合使用的方式，可將導(dǎo)閥與主閥結(jié)成一體，其作用與導(dǎo)閥加主閥的作用相同。省去在導(dǎo)壓管路上安裝導(dǎo)閥，使焊點少，易于安裝，維修方便。

1.電磁主閥

電磁主閥是組合式電磁閥的一種，它是將電磁導(dǎo)閥直接安裝在主閥頂上結(jié)成一體。電磁主閥適用于以氨、R22等制冷劑為工質(zhì)的制冷系統(tǒng)，在系統(tǒng)管路中作為自控的執(zhí)行元件控制工質(zhì)在管路中的流通。目前一百五十四頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前一百五十五頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前一百五十六頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前一百五十七頁\總數(shù)一百八十三頁\編于二十點目前一百五十八頁\總數(shù)一百八十三頁