氣動調(diào)節(jié)閥執(zhí)行器知識問答

1、氣動調(diào)節(jié)閥執(zhí)行器知識問答8-1執(zhí)行器在自動控制系統(tǒng)中起什么作用？答：在過程控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器接受調(diào)節(jié)器的指令信號，經(jīng)執(zhí)行機構(gòu)將其轉(zhuǎn)換成相應的角位移或直線位移，去操縱調(diào)節(jié)機構(gòu)，改變被控對象進、出的能量或物料，以實現(xiàn)過程的自動控制。在任何自動控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器是必不可少的組成部分。如果把傳感器比擬成控制系統(tǒng)的感覺器官，調(diào)節(jié)器就是控制系統(tǒng)的大腦，而執(zhí)行器則可以比擬為干具體工作的手。8-2執(zhí)行器由哪些部分構(gòu)成?各起什么作用？答： 執(zhí)行器由執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)閥（調(diào)節(jié)機構(gòu)）兩個部分組成，圖8-1為氣動執(zhí)行器的外形圖。執(zhí)行機構(gòu)是執(zhí)行器的推動裝置，它根據(jù)控制信號的大小，產(chǎn)生相應的推力，推動調(diào)節(jié)閥動作。調(diào)節(jié)閥是執(zhí)行

2、器的調(diào)節(jié)部分，在執(zhí)行機構(gòu)推力的作用下，調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生一定的位移或轉(zhuǎn)角，直接調(diào)節(jié)流體的流量。各類執(zhí)行器的調(diào)節(jié)機構(gòu)的種類和構(gòu)造大致相同，主要是執(zhí)行機構(gòu)不同。因此在執(zhí)行器介紹時分為執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩部分。應說明的是在電動執(zhí)行器中執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)閥基本是可分的兩個部分，在氣動執(zhí)行器中兩者不可分的，是統(tǒng)一的整體。8-3執(zhí)行機構(gòu)的分類如何？答：執(zhí)行器按其所使用的能源形式可分為氣動、電動和液動三大類。（1）電動執(zhí)行器電動執(zhí)行器是以電能為動力的，它的特點是獲取能源方便，動作快，信號傳遞速度快，且可遠距離傳輸信號，便于和數(shù)字裝置配合使用等。所以電動執(zhí)行器處于發(fā)展和上升時期，是一種有發(fā)展前途的裝置。其缺點是結(jié)構(gòu)復雜，價

3、格貴和推動力小，同時，一般來說電動執(zhí)行器不適合防火防爆的場合。但如果采用防爆結(jié)構(gòu)，也可以達到防火防爆的要求。（2）氣動執(zhí)行器氣動執(zhí)行器是以壓縮空氣為動力的，具有結(jié)構(gòu)簡單、動作可靠穩(wěn)定、輸出力大、維護方便和防火防爆等優(yōu)點。所以廣泛應用于石油、化工、冶金、電力等部門，特別適用于具有爆炸危險的石油、化工生產(chǎn)過程。其缺點是滯后大，不適宜遠傳（150m以內(nèi)），不能與數(shù)字裝置連接。目前，國內(nèi)外所選用的執(zhí)行器中，液動的很少。8-4常用調(diào)節(jié)閥有哪幾種？它們各有什么優(yōu)缺點？答：調(diào)節(jié)閥的品種很多，但根據(jù)閥芯的動作形式，調(diào)節(jié)閥可分為直行程式和角行程式兩大類。閥桿帶動閥芯沿直線運動的調(diào)節(jié)閥屬于直行程類，閥芯按轉(zhuǎn)角運動

4、的調(diào)節(jié)閥屬于角行程類。其常用結(jié)構(gòu)類型如下： （一）直行程式的調(diào)節(jié)機構(gòu)1、直通單座閥所謂單座是指閥體內(nèi)只有一個閥芯和一個閥座。如圖8-2（b）、（c）所示。其特點是結(jié)構(gòu)簡單、泄漏量小(甚至可以完全切斷)和允許壓差小。因此，它適用于要求泄漏量小，工作壓差較小的干凈介質(zhì)的場合。在應用中應特別注意其允許壓差，防止閥門關不死。2、直通雙座閥直通雙座調(diào)節(jié)閥圖8-2(a)的閥體內(nèi)有兩個閥芯和閥座。它與同口徑的單座閥相比，流通能力約大20%25%。因為流體對上、下兩閥芯上的作用力可以相互抵消，但上、下兩閥芯不易同時關閉，因此雙座閥具有允許壓差大、泄漏量較大的特點。故適用于閥兩端壓差較大，泄漏量要求不高的干凈介

5、質(zhì)場合，不適用于高粘度和含纖維的場合。3、角形閥角形調(diào)節(jié)閥圖8-2(d)的閥體為直角形，其流路簡單，服力小，適用于高壓差、高粘度、含懸浮物和顆粒狀物料流量的控制。一般使用于底進側(cè)出、此種調(diào)節(jié)閥穩(wěn)定性較好。在高壓場合下，為了延長閥芯使用壽命，可采用側(cè)進底出，但在小開度才容易發(fā)生振蕩。（二）角行程式的調(diào)節(jié)機構(gòu)1、蝶閥蝶閥圖8-2(g)的擋板以轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)來控制流體的流量。它由閥體、擋板、擋板軸和軸封等部件組成。其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、成本低、流通能力大，特別適用于低壓差、大口徑、大流量氣體和帶有懸浮物流體的場合，但泄漏量較大。其流量特性在轉(zhuǎn)角達到70。前和等百分比特性相似，70以后工作不穩(wěn)定，特

6、性也不好，所以蝶閥通常在070轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)使用。蝶閥不僅在石油、煤氣、化工、水處理等一般工業(yè)上得到廣泛應用，而且還應用于熱電站的冷卻水系統(tǒng)。2、凸輪撓曲閥凸輪撓曲閥又稱偏心旋轉(zhuǎn)閥圖8-2(i)，也是一種新型結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)閥。其球面閥芯的中心線與轉(zhuǎn)軸中心偏離，轉(zhuǎn)軸帶動閥芯偏心旋轉(zhuǎn)，使閥芯向前下方進入閥座。偏心旋轉(zhuǎn)閥具有體積小，重量輕，使用可靠，維修方便，通用性強，流體阻力小等優(yōu)點，適用于粘度較大的場合，在石灰、泥漿等流體中，具有較好的使用性能。8-5何謂調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)？它與哪些因素有關？答：所謂調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)，是指在調(diào)節(jié)閥全開時，單位時間內(nèi)通過調(diào)節(jié)閥的流體體積或質(zhì)量。它表明了調(diào)節(jié)閥根據(jù)工藝要求應具

7、有的尺寸大小。對不可壓縮流體而言，從流體的能量守恒原理不難得到流過調(diào)節(jié)閥的流量表達式： 從調(diào)節(jié)閥的流量表達式可知，流過調(diào)節(jié)閥的流量大小與流體的種類、性質(zhì)、工況及閥芯閥座的結(jié)構(gòu)尺寸等許多因素有關，因此，表示調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)，必須規(guī)定一定的條件。流量系數(shù)KV可以定義為：在調(diào)節(jié)閥前后壓差為100kPa，流體密度為1000kg/m3的條件下，每小時通過閥門的流體數(shù)量(m3)。8-6調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關選擇原則是怎樣確定的？單參數(shù)控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器的正、反作用又是如何定的？答：確定調(diào)節(jié)閥開關方式的原則是：當信號壓力中斷時，應保證工藝設備和生產(chǎn)的安全。如閥門在信號中斷后處于打開位置，流體不中斷最安全，則選用

8、氣關閥；如果閥門在信號壓力中斷后處于關閉位置，流體不通過最安全，則選用氣開閥。在一個自動控制系統(tǒng)中，應使調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥、對象三個環(huán)節(jié)組合起來，能在控制系統(tǒng)中起負反饋作用。一般步驟，首先由操縱變量對被控變量的影響方向來確定對象的作用方向，然后由工藝安全條件來確定調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關型式，最后由對象、調(diào)節(jié)閥、調(diào)節(jié)器三個環(huán)節(jié)組合后為“負”來確定調(diào)節(jié)器的正、反作用?！纠?】有一液位控制系統(tǒng)如圖8-3所示，根據(jù)工藝要求調(diào)節(jié)閥選用氣開式，調(diào)節(jié)器的正反作用應該如何？解：先做兩條規(guī)定：（1）氣開調(diào)節(jié)閥為+A，氣關調(diào)節(jié)閥為A；（2）調(diào)節(jié)閥開大，被調(diào)參數(shù)上升為+B，下降為B。則AB=“+”調(diào)節(jié)閥選反作用； AB=“

9、”調(diào)節(jié)閥選正作用。在圖中，閥為氣開+A，閥開大，液位下降B，則有： （+A）（B）=“”調(diào)節(jié)器選正作用。8-7電動執(zhí)行機構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)怎樣?答：電動執(zhí)行機構(gòu)接受電動調(diào)節(jié)器輸出的010mA，DC或420mA，DC信號，并將其轉(zhuǎn)換成相應的輸出軸角位移或直線位移，去操縱調(diào)節(jié)閥，以實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。電動執(zhí)行機構(gòu)由伺服放大器和執(zhí)行單元兩大部分，其結(jié)構(gòu)原理方框圖如圖8-3所示。 圖8-3電動執(zhí)行機構(gòu)組成框圖從調(diào)節(jié)器來的信號通過伺服放大器驅(qū)動電動機，經(jīng)減速器帶動調(diào)節(jié)閥，同時經(jīng)位置發(fā)信器將閥桿行程反饋給伺服放大器，組成位置隨動系統(tǒng)。依靠位置反饋，保證輸入信號準確地轉(zhuǎn)換為閥桿的行程。8、控制閥的結(jié)構(gòu)形式主要有哪些？各

10、有什么特點？主要使用在什么場合？答：類型特點主要使用場合直通單座控制閥結(jié)構(gòu)簡單、泄露量小、易于保證關閉、小口徑、低壓差直通雙座控制閥不平衡力小、泄露量較大最為常用角形控制閥流路簡單，阻力較小現(xiàn)場管道要求直角連接、高壓差、介質(zhì)黏度大、含有少量懸浮物和顆粒狀固體三通控制閥有三個出入口與工藝管道連接，可組成分流與合流兩種形式配比控制或旁路控制隔膜控制閥結(jié)構(gòu)簡單、流阻小、流通能力大、耐腐蝕性強強酸、強堿、強腐蝕性、高黏度、含懸浮顆粒狀的介質(zhì)蝶閥結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、價格便宜、流阻極小、泄露量大大口徑、大流量、低壓差、含有少量纖維或懸浮顆粒狀介質(zhì)球閥閥芯與閥體都呈球形體流體的黏度大、污穢、雙位控制凸輪撓曲閥

11、密閉性好、重量輕、體積小、安裝方便介質(zhì)黏度高、含懸浮物顆?；\式閥可調(diào)范圍大、振動小、不平衡力小、結(jié)構(gòu)簡單、套筒互換性好、汽蝕小、噪音小壓差大、要求噪音小的場合。對高溫、高黏度及含固體顆粒的介質(zhì)不適用9、什么叫氣動執(zhí)行器的氣開式與氣關式？其選擇原則是什么？答：隨著送往執(zhí)行器的氣壓信號的增加，閥逐漸打開的稱為氣開式，反之稱為氣關式。氣開、氣關式的選擇主要是由工藝生產(chǎn)上安全條件決定的。一般來講，閥全開時，生產(chǎn)過程或設備比較危險的選氣開式；閥全關時，生產(chǎn)過程或設備比較危險的應選氣開式；10、試簡述電動執(zhí)行器的功能與主要功能。答：角行程的功能是接收來自控制器的的支流電流信號，并將其轉(zhuǎn)換成相應的角位移或直行程位移，去操縱閥門、擋板等的控制機構(gòu)，以實現(xiàn)自動控制。電動執(zhí)行器的主要類型有角行程、直行程和多轉(zhuǎn)式等。角行程電動執(zhí)行機構(gòu)以電