項(xiàng)目七執(zhí)行器

1/10/20249:08AM項(xiàng)目七執(zhí)行器的工作原理認(rèn)識(shí)和校準(zhǔn)維護(hù)1/10/20249:08AM內(nèi)容提要概述控制閥的種類(lèi)控制閥的選擇閥門(mén)定位器及電-氣轉(zhuǎn)換器電動(dòng)執(zhí)行器的工作原理控制閥的流量特性執(zhí)行器的安裝校準(zhǔn)維護(hù)11/10/20249:08AM3作用

接收控制器送來(lái)的控制信號(hào)，改變被控介質(zhì)的流量，從而將被控變量維持在所要求的數(shù)值上或一定的范圍內(nèi)。按能源形式分類(lèi)

氣動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器液動(dòng)執(zhí)行器執(zhí)行器第一節(jié)概述1/10/20249:08AM第一節(jié)概述4結(jié)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

執(zhí)行器的推動(dòng)裝置，它按控制信號(hào)壓力的大小產(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)壓力的大小轉(zhuǎn)換為閥桿位移的裝置。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

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。1/10/20249:08AM第一節(jié)概述常用輔助設(shè)備閥門(mén)定位器手輪機(jī)構(gòu)圖7-1

氣動(dòng)執(zhí)行器示意圖5一、氣動(dòng)執(zhí)行器的組成與分類(lèi)1.組成一般由氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制閥兩部分組成。1/10/20249:08AM氣動(dòng)薄膜執(zhí)行器1/10/20249:08AM1/10/20249:08AM1/10/20249:08AM第二節(jié)控制閥的分類(lèi)7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）直通單座控制閥閥體內(nèi)只有一個(gè)閥芯與閥座。特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、泄漏量小，易保證關(guān)閉，甚至完全切斷。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)。圖7-2直通單座閥適用于閥兩端壓差較小，對(duì)泄漏量要求比較嚴(yán)格，管徑不大（公稱(chēng)直徑小于25mm）的場(chǎng)合。1/10/20249:08AM8（2）直通雙座控制閥

閥體內(nèi)有兩個(gè)閥芯和閥座。

特點(diǎn)流體流過(guò)的時(shí)候，不平衡力小，流通能力比同口徑的單座閥大。缺點(diǎn)容易泄漏圖7-3

直通雙座閥第二節(jié)控制閥的分類(lèi)允許使用的壓力差較大，應(yīng)用比較普遍，不宜用于高黏度和含懸浮顆?；蚶w維介質(zhì)的場(chǎng)合。1/10/20249:08AM（3）角形控制閥

角形閥的兩個(gè)接管呈直角形，一般為底進(jìn)側(cè)出。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。圖7-4

角形閥9第二節(jié)控制閥的分類(lèi)1/10/20249:08AM（4）三通控制閥

共有三個(gè)出入口與工藝管道連接。

按照流通方式分合流型和分流型兩種

圖7-5

三通閥10第二節(jié)控制閥的分類(lèi)可用來(lái)代替兩個(gè)直通閥，適用于配比控制和旁路控制。與直通閥相比，組成同樣的系統(tǒng)時(shí)，可省掉一個(gè)二通閥和一個(gè)三通接管。1/10/20249:08AM11（5）隔膜控制閥

采用耐腐蝕襯里的閥體和隔膜。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(lèi)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。圖7-6

隔膜閥注意執(zhí)行機(jī)構(gòu)須有足夠的推力第二節(jié)控制閥的分類(lèi)1/10/20249:08AM（6）蝶閥

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)泄漏量大。圖7-7

蝶閥12第二節(jié)控制閥的分類(lèi)適用于大口徑、大流量、低壓差的場(chǎng)合，也可用于濃濁漿狀或懸浮顆粒狀介質(zhì)的控制。1/10/20249:08AM13（7）球閥

球閥的閥芯與閥體都呈球形體，轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯使之與閥體處于不同的相對(duì)位置時(shí)，就具有不同的流通面積，以達(dá)到流量控制的目的。“V”形和“O”形兩種開(kāi)口形式。球閥閥芯分類(lèi)圖7-8球閥圖7-9球閥閥芯的形狀第二節(jié)控制閥的分類(lèi)適用于纖維、紙漿、含有顆粒等介質(zhì)的控制。1/10/20249:08AM（8）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)密封性好。重量輕、體積小、安裝方便。適用于既要求控制，又要求密封的場(chǎng)合。圖7-10凸輪撓曲閥14第二節(jié)控制閥的分類(lèi)1/10/20249:08AM15（9）籠式閥

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。缺點(diǎn)不適用高溫、高黏度及含有固體顆粒的流體。

圖7-11籠式閥第二節(jié)控制閥的分類(lèi)1/10/20249:08AM第三節(jié)控制閥的選擇301.控制閥的尺寸選擇

口徑選擇得過(guò)小，會(huì)使流經(jīng)控制閥的介質(zhì)達(dá)不到所需要的最大流量?？趶竭x擇得過(guò)大，會(huì)浪費(fèi)設(shè)備投資，且使控制閥經(jīng)常處于小開(kāi)度工作，控制性能變差，易使控制系統(tǒng)變得不穩(wěn)定。

控制閥的口徑選擇是由控制閥流量系數(shù)KV值決定的。流量系數(shù)KV的定義為：當(dāng)閥兩端壓差為100kPa，流體密度為1g/cm3，閥全開(kāi)時(shí)，流經(jīng)控制閥的流體流量。1/10/20249:08AM第三節(jié)控制閥的選擇312.控制閥結(jié)構(gòu)與特性的選擇

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。

1/10/20249:08AM第三節(jié)控制閥的選擇

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。如果閥處于打開(kāi)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(mén)能自動(dòng)打開(kāi)，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(kāi)閥。選擇要求

有壓力信號(hào)時(shí)閥關(guān)、無(wú)信號(hào)壓力時(shí)閥開(kāi)的為氣關(guān)式。反之，為氣開(kāi)式。

3.氣開(kāi)式與氣關(guān)式的選擇321/10/20249:08AM第三節(jié)控制閥的選擇序號(hào)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制閥氣動(dòng)執(zhí)行器（a）（b）（c）（d）正正反反正反正反氣關(guān)（反）氣開(kāi)（正）氣開(kāi)（正）氣關(guān)（反）33表8-1組合方式表圖7-12組合方式圖1/10/20249:08AM第四節(jié)閥門(mén)定位器及電-氣轉(zhuǎn)換器

氣動(dòng)閥門(mén)定位器與氣動(dòng)控制閥配套使用，組成閉環(huán)系統(tǒng)，利用反饋原理來(lái)改善控制閥的定位精度和提高靈敏度，并能以較大功率克服閥杠的摩擦力、介質(zhì)的不平衡力等影響，從而使控制閥門(mén)位置能使控制儀表來(lái)的控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)正確定位。

37一、氣動(dòng)閥門(mén)定位器1/10/20249:08AM第四節(jié)閥門(mén)定位器及電-氣轉(zhuǎn)換器二、電-氣閥門(mén)定位器38作用

具有電-氣轉(zhuǎn)換器的作用，可用電動(dòng)控制器輸出的0～10mADC或4～20mADC信號(hào)去操縱氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；具有氣動(dòng)閥門(mén)定位器的作用，可以使閥門(mén)位置按控制器送來(lái)的信號(hào)準(zhǔn)確定位。改變圖8-13中反饋凸輪5的形狀或安裝位置，還可以改變控制閥的流量特性和實(shí)現(xiàn)正、反作用。1/10/20249:08AM第四節(jié)閥門(mén)定位器及電-氣轉(zhuǎn)換器圖7-13電-氣閥門(mén)定位器1—力矩馬達(dá)；2—主杠桿；3—平衡彈簧；4—反饋凸輪支點(diǎn)；5—反饋凸輪；6—副杠桿；7—副杠桿支點(diǎn)；8—薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)；9—反饋桿；10—滾輪；11—反饋彈簧；12—調(diào)零彈簧；13—擋板；14—噴嘴；15—主杠桿支點(diǎn)391/10/20249:08AM第四節(jié)閥門(mén)定位器及電-氣轉(zhuǎn)換器三、電-氣轉(zhuǎn)換器40按力矩平衡原理工作圖7-14電-氣轉(zhuǎn)換器原理結(jié)構(gòu)圖1—噴嘴擋板；2—調(diào)零彈簧；3—負(fù)反饋波紋管；4—十字彈簧；5—正反饋波紋管；6—杠桿；7—測(cè)量線圈；8—磁鋼；9—鐵芯；10—放大器1/10/20249:08AM第五節(jié)電動(dòng)執(zhí)行器41

電動(dòng)執(zhí)行器接收來(lái)自控制器的0～10mA或4～20mA的直流電流信號(hào)，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(mén)、擋板等控制機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。定義優(yōu)點(diǎn)能源采用方便信號(hào)傳輸速度快傳輸距離遠(yuǎn)一、概述1/10/20249:08AM第五節(jié)電動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器接受來(lái)自調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)，送入信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，轉(zhuǎn)換信號(hào)制式后與反饋的執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置信號(hào)進(jìn)行比較，其差值作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出結(jié)果再控制調(diào)節(jié)器的動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)對(duì)被控介質(zhì)的調(diào)節(jié)作用；其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出通過(guò)位置發(fā)生器可以產(chǎn)生其反饋控制所需要的位置信號(hào)。44圖7-15

電動(dòng)執(zhí)行器的工作原理圖1/10/20249:08AM第五節(jié)電動(dòng)執(zhí)行器

主要由伺服放大器、伺服電動(dòng)機(jī)、減速器、位置發(fā)送器和操縱器組成。

圖7-16

電動(dòng)執(zhí)行器的組成示意圖42二、電動(dòng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)1/10/20249:08AM第五節(jié)電動(dòng)執(zhí)行器43

是能將執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸的位移轉(zhuǎn)變?yōu)?～10mADC（或4～20mADC）反饋信號(hào)的裝置，它的主要部分是差動(dòng)變壓器。

位置發(fā)送器圖7-17差動(dòng)變壓器原理圖

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不僅可與控制器配合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，還可通過(guò)操縱器實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制和手動(dòng)控制的相互切換。當(dāng)操縱器的切換開(kāi)關(guān)置于手動(dòng)操作位置時(shí)，由正、反操作按鈕直接控制電機(jī)的電源，以實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，進(jìn)行遙控手動(dòng)操作。小結(jié)第六節(jié)調(diào)節(jié)閥的流量特性1/10/20249:08AM

調(diào)節(jié)閥的流量特性是指被控介質(zhì)流過(guò)閥門(mén)的相對(duì)流量和閥門(mén)相對(duì)開(kāi)度之間的關(guān)系式中為相對(duì)流量，即某一開(kāi)度流量與全開(kāi)流量之比；l

/L為相對(duì)行程，即某一開(kāi)度行程與全行程之比。第六節(jié)調(diào)節(jié)閥的流量特性1/10/20249:08AM目前常用閥的理想流量特性分為：直線特性、對(duì)數(shù)（等百分比）特性、快開(kāi)特性和拋物線特性四種曲線，如下圖7-18所示：

圖7-18

調(diào)節(jié)閥的理想流量特性曲線1/10/20249:08AM第七節(jié)執(zhí)行器的安裝和維護(hù)34（1）為便于維護(hù)檢修，執(zhí)行器應(yīng)安裝在靠近地面或樓板的地方。

（2）執(zhí)行器應(yīng)安裝在環(huán)境溫度不高于+60℃和不低于-40℃的地方，并應(yīng)遠(yuǎn)離振動(dòng)較大的設(shè)備。（3）閥的公稱(chēng)通徑與管道公稱(chēng)通徑不同時(shí)，兩者之間應(yīng)加一段異徑管。1/10/20249:08AM（5）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。（4）執(zhí)行器應(yīng)該是正立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，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。（6）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)，不影響工藝生產(chǎn)的繼續(xù)進(jìn)行，一般應(yīng)裝旁路閥。35第七節(jié)執(zhí)行器的安裝和維護(hù)1/10/20249:08AM36（7）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(mén)進(jìn)行清洗，并檢查閥門(mén)與管道連接處的密封性能。當(dāng)初次通入介質(zhì)時(shí)，