第六章 執(zhí)行器ppt課件

1、第六章 執(zhí)行器 內(nèi)容提要?dú)鈩?dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器的構(gòu)造與分類控制閥的流量特性控制閥的選擇氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝和維護(hù)電動(dòng)執(zhí)行器電-氣轉(zhuǎn)換器及電-氣閥門定位器電-氣轉(zhuǎn)換器電-氣閥門定位器1內(nèi)容提要數(shù)字閥與智能控制閥數(shù)字閥智能控制閥2概述3作用 接納控制器送來的控制信號，改動(dòng)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)。 按能源方式分類 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)截止閥第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器4結(jié)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)造 執(zhí)行器的推進(jìn)安裝，它按控制信號壓力的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力

2、，推進(jìn)控制機(jī)構(gòu)動(dòng)作，所以它是將信號壓力的大小轉(zhuǎn)換為閥桿位移的安裝。 控制機(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)換為流過閥的流量的安裝。 第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器常用輔助設(shè)備閥門定位器手輪機(jī)構(gòu)圖6-1 氣動(dòng)執(zhí)行器表示圖5執(zhí)行器的構(gòu)成圖6-2 氣動(dòng)薄膜調(diào)理閥的外形和內(nèi)部構(gòu)造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)控制機(jī)構(gòu)123456執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制調(diào)理機(jī)構(gòu)兩個(gè)部分構(gòu)成 輔助安裝：閥門定位器 和 手動(dòng)操作機(jī)構(gòu) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制機(jī)構(gòu)POIOF lM流通截面積支配變量的流量執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)控制信號產(chǎn)生推力(薄膜、活塞、馬達(dá))。 它是執(zhí)行器的

3、推進(jìn)安裝，它按控制信號的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力，推進(jìn)控制機(jī)構(gòu)動(dòng)作，所以它是將信號的大小轉(zhuǎn)換為閥桿位移的安裝 控制機(jī)構(gòu)根據(jù)推力產(chǎn)生位移或轉(zhuǎn)角，改動(dòng)開度。 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)換為流過閥的流量的安裝 手操機(jī)構(gòu)手輪機(jī)構(gòu)的作用是當(dāng)控制系統(tǒng)因停電、停氣、控制器無輸出或執(zhí)行機(jī)構(gòu)失靈時(shí)，利用它可以直接支配控制閥，以維持消費(fèi)的正常進(jìn)展。 第一節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器一、氣動(dòng)執(zhí)行器的構(gòu)造與分類61.執(zhí)行機(jī)構(gòu) 薄膜式 活塞式構(gòu)造簡單、價(jià)錢廉價(jià)、維修方便，運(yùn)用廣泛。 推力較大，用于大口徑、高壓降控制閥或蝶閥的推進(jìn)安裝。 長行程行程長、轉(zhuǎn)矩大，適于輸出轉(zhuǎn)角6090和力矩

4、。氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)有正作用和反作用兩種方式。 根據(jù)有無彈簧可分為有彈簧的及無彈簧的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)氣源 PO氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)根本構(gòu)造和任務(wù)原理氣源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)管長短粗細(xì)有關(guān)，普通為數(shù)秒到數(shù)十秒之間。 氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)根本構(gòu)造和任務(wù)原理根本部件：活塞和氣缸活塞在氣缸內(nèi)隨活塞兩側(cè)壓差而挪動(dòng)兩側(cè)可以分別輸入一個(gè)固定信號和一個(gè)變動(dòng)信號，或兩側(cè)都輸入變動(dòng)信號。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根底上加有閥門定位器后

5、，使推桿位移與信號壓力成比例關(guān)系。 P1P2反作用：當(dāng)輸入信號增大時(shí)，流過執(zhí)行器的流量減小 氣動(dòng)調(diào)理閥通常稱為氣關(guān)閥 正作用：當(dāng)輸入信號增大時(shí)，執(zhí)行器的開度增大，即流過執(zhí)行器的流量增大 氣動(dòng)調(diào)理閥通常稱為氣開閥執(zhí)行器的作用方式從平安消費(fèi)的角度來確定正反作用H假設(shè)，介質(zhì)是由強(qiáng)腐蝕性的，再消費(fèi)過程中不允許溢出，調(diào)理閥的作用方式？假設(shè)后面的環(huán)節(jié)不允許沒有物料，調(diào)理閥的作用方式？調(diào)理機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的調(diào)理部分，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力和輸出位移作用下，調(diào)理機(jī)構(gòu)閥芯的運(yùn)動(dòng)，改動(dòng)了閥芯與閥座之間的流通截面積，即改動(dòng)了調(diào)理閥的阻力系數(shù)，使被控介質(zhì)流體的流量發(fā)生相應(yīng)變化。2.控制機(jī)構(gòu)1執(zhí)行機(jī)構(gòu)2閥桿3閥芯4閥座5閥體6

6、轉(zhuǎn)軸7閥板 主要構(gòu)成：閥體、閥座、閥心、和閥桿或轉(zhuǎn)軸控制機(jī)構(gòu)的構(gòu)造和特點(diǎn)7根據(jù)不同的運(yùn)用要求，控制閥的構(gòu)造方式主要有以下幾種。1直通單座控制閥閥體內(nèi)只需一個(gè)閥芯與閥座。特點(diǎn)構(gòu)造簡單、走漏量小，易保證封鎖，甚至完全切斷。 缺陷在壓差大的時(shí)候，流體對閥芯上下作用的推力不平衡，這種不平衡力會(huì)影響閥芯的挪動(dòng)。 圖6-2 直通單座閥82直通雙座控制閥 閥體內(nèi)有兩個(gè)閥芯和閥座。 特點(diǎn)流體流過的時(shí)候，不平衡力小。 缺陷容易走漏可分為正作用式與反作用式兩種方式。 根據(jù)閥芯與閥座的相對位置圖6-3 直通雙座閥3角形控制閥 角形閥的兩個(gè)接納呈直角形，普通為底進(jìn)側(cè)出。 特點(diǎn) 流路簡單、阻力較小，適于現(xiàn)場管道要求直角

7、銜接，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所。 圖6-4 角形閥94三通控制閥 共有三個(gè)出入口與工藝管道銜接。 按照流通方式分合流型和分流型兩種 圖6-5 三通閥10115隔膜控制閥 采用耐腐蝕襯里的閥體和隔膜。 特點(diǎn)構(gòu)造簡單、流阻小、流通才干比同口徑的其他種類的閥要大。不易走漏。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6-6 隔膜閥留意執(zhí)行機(jī)構(gòu)須有足夠的推力 6蝶閥 特點(diǎn)構(gòu)造簡單、分量輕、價(jià)錢廉價(jià)、流阻極小。缺陷走漏量大。 圖6-7 蝶閥12137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位置時(shí)，就具有

8、不同的流通面積，以到達(dá)流量控制的目的。 “V形和“O形兩種開口方式。 球閥閥芯分類圖6-8球閥圖6-9球閥閥芯的外形8凸輪撓曲閥 閥芯呈扇形球面狀，與撓曲臂及軸套一同鑄成，固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上。 特點(diǎn)密封性好。分量輕、體積小、安裝方便，適用于高黏度或帶有懸浮物的介質(zhì)流量控制。圖6-10凸輪撓曲閥14159籠式閥 特點(diǎn) 可調(diào)比大、振動(dòng)小、不平衡力小、構(gòu)造簡單、套筒互換性好，改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所。 缺陷不適用高溫、高黏度及含有固體顆粒的流體。 圖6-11籠式閥三、控制閥的選擇301.控制閥構(gòu)造與特性的選

9、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、黏度等來選擇。 構(gòu)造方式選擇特性選擇 先按控制系統(tǒng)的特點(diǎn)來選擇閥的希望流量特性，然后再思索工藝配管情況來選擇相應(yīng)的理想流量特性。 目前運(yùn)用比較多的是等百分比流量特性。 主要從工藝消費(fèi)上平安要求出發(fā)。信號壓力中斷時(shí)，應(yīng)保證設(shè)備和操作人員的平安。假設(shè)閥處于翻開位置時(shí)危害性小，那么應(yīng)選用氣關(guān)式，以使氣源系統(tǒng)發(fā)生缺點(diǎn)，氣源中斷時(shí)，閥門能自動(dòng)翻開，保證平安。反之閥處于封鎖時(shí)危害性小，那么應(yīng)選用氣開閥。 選擇要求 有壓力信號時(shí)閥關(guān)、無信號壓力時(shí)閥開的為氣關(guān)式。反之，為氣開式。 2.氣開式與氣關(guān)式的選擇31序號執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制閥氣動(dòng)執(zhí)行器（a）（

10、b）（c）（d）正正反反正反正反氣關(guān)（正）氣開（反）氣開（反）氣關(guān)（正）32表6-1組合方式表圖6-19 組合方式圖333.控制閥口徑的選擇 口徑選擇得過小，會(huì)使流經(jīng)控制閥的介質(zhì)達(dá)不到所需求的最大流量。 口徑選擇得過大，會(huì)浪費(fèi)設(shè)備投資，且使控制閥經(jīng)常處于小開度任務(wù)，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值決議的。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，閥全開時(shí)，流經(jīng)控制閥的流體流量。 對于不可緊縮的流體，且閥前后壓差p1p2不太大時(shí)，有 四、氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝和維護(hù)341為便于維護(hù)檢修，氣動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)安裝在接近地面或樓板的地

11、方。 2氣動(dòng)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閥的公稱通徑與管道公稱通徑不同時(shí)，兩者之間應(yīng)加一段異徑管。5經(jīng)過控制閥的流體方向在閥體上有箭頭標(biāo)明，不能裝反。 4氣動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)該是正立垂直安裝于程度管道上。特殊情況下需求程度或傾斜安裝時(shí)，除小口徑閥外，普通應(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)場所時(shí)，也應(yīng)加支撐。 6控制閥前后普通要各裝一只切斷閥，以便修繕時(shí)拆下控制閥。思索到控制閥發(fā)生缺點(diǎn)或維修時(shí)，不影響工藝消費(fèi)的繼續(xù)進(jìn)展，普通應(yīng)裝旁路閥。 35367控制閥安裝前，應(yīng)對管路進(jìn)展清洗，排去污物和焊渣。安裝后還應(yīng)再次對管路和閥門進(jìn)展清洗，并

12、檢查閥門與管道銜接處的密封性能。當(dāng)初次通入介質(zhì)時(shí)，應(yīng)使閥門處于全開位置以免雜質(zhì)卡住。 圖6-20控制閥在管道中的安裝1調(diào)理閥；2切斷閥；3旁路閥8在日常運(yùn)用中，要對控制閥經(jīng)常維護(hù)和定期檢修。 第二節(jié) 電動(dòng)執(zhí)行器37 電動(dòng)執(zhí)行器接納來自控制器的010mA或420mA的直流電流信號，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或直行程位移，去支配閥門、擋板等控制機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。定義分類 角行程 直行程 多轉(zhuǎn)式角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 主要由伺服放大器、伺服電動(dòng)機(jī)、減速器、位置發(fā)送器和支配器組成。 圖6-21 角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組成表示圖3839 是能將執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸的位移轉(zhuǎn)變?yōu)?10mA DC或420mA DC反響信號

13、的安裝，它的主要部分是差動(dòng)變壓器。 位置發(fā)送器圖6-22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，還可經(jīng)過支配器實(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)支配器的切換開關(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)展遙控手動(dòng)操作。 小結(jié)第三節(jié) 電-氣轉(zhuǎn)換器及電-氣閥門定位器 電-氣轉(zhuǎn)換器可以把電動(dòng)變送器來的電信號變?yōu)闅庑盘?，送到氣?dòng)控制器或氣動(dòng)顯示儀表；也可把電動(dòng)控制器的輸出信號變?yōu)闅庑盘柸ヲ?qū)動(dòng)氣動(dòng)控制閥，此時(shí)常用電氣閥門定位器，它具有電-氣轉(zhuǎn)換器和氣動(dòng)閥門定位器兩種作用。 40一、電-氣轉(zhuǎn)換器41按力矩平衡原理任務(wù)圖6-

14、23電-氣轉(zhuǎn)換器原理構(gòu)造圖1噴嘴擋板；2調(diào)零彈簧；3負(fù)反響波紋管；4十字彈簧；5正反響波紋管；6杠桿；7丈量線圈；8磁鋼；9鐵芯；10放大器二、電-氣閥門定位器42作用 具有電-氣轉(zhuǎn)換器的作用，可用電動(dòng)控制器輸出的010 mA DC或420 mA DC信號去支配氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)； 具有氣動(dòng)閥門定位器的作用，可以使閥門位置按控制器送來的信號準(zhǔn)確定位。 改動(dòng)圖6-24中反響凸輪5的外形或安裝位置，還可以改動(dòng)控制閥的流量特性和實(shí)現(xiàn)正、反作用。 圖6-24電-氣閥門定位器1力矩馬達(dá)；2主杠桿；3平衡彈簧；4反響凸輪支點(diǎn)；5反響凸輪；6副杠桿；7副杠桿支點(diǎn)；8薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)；9反響桿；10滾輪；11反響彈簧；12調(diào)零彈簧；13擋板；14噴嘴；15主杠桿支點(diǎn)43一、數(shù)字閥 數(shù)字閥是一種位式的數(shù)字執(zhí)行器，由一