第六章 執(zhí)行器ppt課件

1、第六章 執(zhí)行器 內(nèi)容提要?dú)鈩訄?zhí)行器氣動執(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執(zhí)行器的安裝和維護(hù)電動執(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 氣動執(zhí)行器 電動執(zhí)行器 液動執(zhí)行器執(zhí)行器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第一節(jié) 氣動執(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 氣動執(zhí)行器表示圖5執(zhí)行器的構(gòu)成圖6-2 氣動薄膜調(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)兩個部分構(gòu)成 輔助安裝：閥門定位器 和 手動操作機(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，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) 氣動執(zhí)行器一、氣動執(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、價錢廉價、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氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動態(tài)特性為一階滯后環(huán)節(jié)。其時間常數(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)壓差而挪動兩側(cè)可以分別輸入一個固定信號和一個變動信號，或兩側(cè)都輸入變動信號。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，流過執(zhí)行器的流量減小 氣動調(diào)理閥通常稱為氣關(guān)閥 正作用：當(dāng)輸入信號增大時，執(zhí)行器的開度增大，即流過執(zhí)行器的流量增大 氣動調(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，改動了閥芯與閥座之間的流通截面積，即改動了調(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。 缺陷在壓差大的時候，流體對閥芯上下作用的推力不平衡，這種不平衡力會影響閥芯的挪動。 圖6-2 直通單座閥82直通雙座控制閥 閥體內(nèi)有兩個閥芯和閥座。 特點(diǎn)流體流過的時候，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、價錢廉價、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)動閥芯使之與閥體處于不同的相對位置時，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，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，閥門能自動翻開，保證平安。反之閥處于封鎖時危害性小，那么應(yīng)選用氣開閥。 選擇要求 有壓力信號時閥關(guān)、無信號壓力時閥開的為氣關(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，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，有 四、氣動執(zhí)行器的安裝和維護(hù)341為便于維護(hù)檢修，氣動執(zhí)行器應(yīng)安裝在接近地面或樓板的地

11、方。 2氣動執(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)離振動較大的設(shè)備。 3閥的公稱通徑與管道公稱通徑不同時，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，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場所時，也應(yīng)加支撐。 6控制閥前后普通要各裝一只切斷閥，以便修繕時拆下控制閥。思索到控制閥發(fā)生缺點(diǎn)或維修時，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，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) 電動執(zhí)行器37 電動執(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)自動控制。定義分類 角行程 直行程 多轉(zhuǎn)式角行程電動執(zhí)行機(jī)構(gòu) 主要由伺服放大器、伺服電動機(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變壓器。 位置發(fā)送器圖6-22差動變壓器原理圖 電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)不僅可與控制器配合實(shí)現(xiàn)自動控制，還可經(jīng)過支配器實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的自動控制和手動控制的相互切換。當(dāng)支配器的切換開關(guān)置于手動操作位置時，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)換器可以把電動變送器來的電信號變?yōu)闅庑盘?，送到氣動控制器或氣動顯示儀表；也可把電動控制器的輸出信號變?yōu)闅庑盘柸ヲ?qū)動氣動控制閥，此時常用電氣閥門定位器，它具有電-氣轉(zhuǎn)換器和氣動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，可用電動控制器輸出的010 mA DC或420 mA DC信號去支配氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)； 具有氣動閥門定位器的作用，可以使閥門位置按控制器送來的信號準(zhǔn)確定位。 改動圖6-24中反響凸輪5的外形或安裝位置，還可以改動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