氣動執(zhí)行機構課件

1.概述氣動執(zhí)行器的執(zhí)行機構和調(diào)節(jié)機構是統(tǒng)一的整體，其執(zhí)行機構有薄膜式和活塞式兩類?；钊叫谐涕L，適用于要求有較大推力的場合，而薄膜式行程較小，只能直接帶動閥桿?；S一般均采用薄膜式。（習慣稱為“氣動薄膜控制閥”)是用壓縮空氣為能源，結(jié)構簡單、動作可靠、平穩(wěn)、輸出推動力大、維修方便、防火防爆、價格較低、廣泛應用于化工、煉油生產(chǎn)。圖1薄膜式圖2活塞式第1頁/共23頁1.2氣動執(zhí)行機構分類

薄膜式執(zhí)行機構的輸出位移與輸入氣壓信號成比例關系。當壓力與彈簧的反作用力平衡時,推桿穩(wěn)定在某一位置,信號壓力越大,推桿的位移量也越大。(推桿的位移即為執(zhí)行機構的直線輸出位移,也稱行程)?；钊綀?zhí)行機構屬于強力氣動執(zhí)行機構。其氣缸允許操作壓力高達0.5MPa，且無彈簧抵消推力，因此輸出推力很大，特別適用于高靜壓、高壓差、大口徑控制蝶閥的推動裝置?？捎糜趬嚎s機氣量控制。第2頁/共23頁正作用：閥芯向下，閥桿向下，流通面積減少。反作用：閥芯向上，閥桿向下，流通面積增大。圖3控制閥正、反作用1.2正反作用

氣動薄膜式執(zhí)行機構有正作用和反作用兩種型式。當來自控制器或閥門定位器的信號壓力增大時，閥桿向下動作的叫正作用執(zhí)行機構(ZMA型)；當信號壓力增大時，閥桿向上動作的叫反作用執(zhí)行機構(ZMB型)。第3頁/共23頁

執(zhí)行器如氣動薄膜控制閥的執(zhí)行機構和調(diào)節(jié)機構組合起來可以實現(xiàn)氣開和氣關式兩種調(diào)節(jié)。

圖4正反作用組合第4頁/共23頁氣動控制閥的氣開、氣關特性氣關閥：供氣量越大，閥門開度越小，而在失氣時則全開。氣開閥：供氣量越大，閥門開度越大，而在失氣時則全關；圖5氣開閥、氣關閥第5頁/共23頁2.氣動薄膜調(diào)節(jié)閥2.1氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的組成2.2氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的類型2.3氣動薄膜閥的選擇2.4氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的安裝第6頁/共23頁2.1氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的組成氣動薄膜調(diào)節(jié)閥是由上部的薄膜執(zhí)行機構和下部的調(diào)節(jié)機構兩部分組成當信號壓力(通常為0.02一0.1MPa)通人薄膜氣室時，在薄膜上產(chǎn)生一個推力，使閥桿移動并壓縮彈簧，直至彈簧的反作用力與推力相平衡，推桿穩(wěn)定在一個新的位置。信號壓力越大，閥桿的位移量也越大。閥桿的位移即為執(zhí)行機構的直線輸出位移，也稱行程。行程規(guī)格有10、16、25、40、60、l00mm等。執(zhí)行機構調(diào)節(jié)機構第7頁/共23頁2.1.1執(zhí)行機構執(zhí)行機構是執(zhí)行器的推動裝置，它按控制信號壓力的大小產(chǎn)生相應的推力，推動控制機構動作，所以它是將信號壓力的大小轉(zhuǎn)換為閥桿位移的裝置。氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機構是由波紋膜片、上下膜蓋、平穩(wěn)彈簧等部件組成的.第8頁/共23頁2.1.2調(diào)節(jié)機構調(diào)節(jié)機構是執(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裝置。調(diào)節(jié)機構是由閥體、閥桿、閥芯、閥座等部件所組成閥心閥桿閥體第9頁/共23頁2.2氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的類型

直通單座調(diào)節(jié)閥直通雙座調(diào)節(jié)閥三通調(diào)節(jié)閥隔膜調(diào)節(jié)閥蝶閥球閥高壓角形調(diào)節(jié)閥第10頁/共23頁直通單座調(diào)節(jié)閥這種閥的閥體內(nèi)只有一個閥芯與閥座(如圖)，其特點是結(jié)構簡單、泄漏量小，易于保證關閉，甚至完全切斷。但是在壓差大的時候，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移動。因此這種閥一般應用在小口徑、低壓差的場合。第11頁/共23頁第12頁/共23頁直通雙座調(diào)節(jié)閥直通雙座調(diào)節(jié)閥的結(jié)構如圖所示。閥體內(nèi)有兩個閥芯和閥座，流體從左側(cè)進入，通過閥芯閥座后匯合，從右側(cè)流出這是最常用的一種類型。由于流體流過的時候，作用在上、下兩個閥芯上的推力方向相反而大小近于相等，可以互相抵消，所以不平衡力小。但是，由于加工的限制，上下兩個閥芯閥座不易保證同時密閉，因此泄漏量較大。根據(jù)閥芯與閥座的相對位置，這種閥可分為正作用式與反作用式(或稱正裝與反裝)兩種型式。當閥體直立，閥桿下移時，閥芯與閥座間的流通面積減小的稱為正作用式。如果將閥芯倒裝，則當閥桿下移時，閥芯與閥座間流通面積增大，稱為反作用式。第13頁/共23頁三通調(diào)節(jié)閥三通閥可以把一路流體分成兩路，或是把兩路流體合為一路，它們是在直通單座或雙座調(diào)節(jié)閥的基礎上發(fā)展起來的，可以代替兩個直通閥。三通閥共有三個出人口與工藝管道連接。其流通方式有合流(兩種介質(zhì)混合成一路)型和分流(一種介質(zhì)分成兩路)型兩種。第14頁/共23頁隔膜調(diào)節(jié)閥隔膜調(diào)節(jié)閥采用耐腐蝕襯里的閥體和耐腐蝕的隔膜代替閥芯組件，由隔膜起控制作用。隔膜閥結(jié)構簡單、流阻小，流通能力比同口徑的其他種類的閥要大。由于介質(zhì)用隔膜與外界隔離，故無填料，介流質(zhì)也不會泄漏。選用隔膜閥時，應注意執(zhí)行機構須有足夠的推力。一般隔膜閥直徑大于DN100mm時，均采用活塞式執(zhí)行機構。由于受襯里材料性質(zhì)的限制，這種閥的使用溫度宜在150℃以下，壓力在1MPa以下。

第15頁/共23頁蝶閥蝶閥又稱為翻板閥。其結(jié)構如圖。它利用擋板的旋轉(zhuǎn)改變流通面積來控制流蝶閥具有結(jié)構簡單、重量輕、價格便宜、流阻極小的優(yōu)點，但泄漏量大，適用于大口徑、大流量、低壓差的場合，也可以用于含少量纖維或懸浮顆粒狀介質(zhì)的控制。第16頁/共23頁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，就具有不同的流通面積，以達到流量控制的目的，球閥閥芯有“V”形和“O”形兩種開口形式，分別如圖(a)、(b)所示。O形球閥的節(jié)流元件是帶圓孔的球形體，轉(zhuǎn)動球體可起控制和切斷的作用，常用于雙位式控制。V形球閥的節(jié)流元件是V形缺口球形體，轉(zhuǎn)動球心使V形缺口起節(jié)流和剪切的作用，適用于高粘度和污穢介質(zhì)的控制。第17頁/共23頁高壓角形調(diào)節(jié)閥角形閥的兩個接管呈直角形，一般為底進側(cè)出，這種閥的流路簡單、阻力較小，適用于現(xiàn)場管道要求直角連接．介質(zhì)為高粘廢、高壓差和含有少量懸浮物和固體顆粒狀的場合。鑄造成型的角形結(jié)構，如圖所示。為了延長使用壽命，適應高壓差下流體的沖刷和氣蝕，閥芯頭部可采用硬質(zhì)合金或可淬硬鋼滲鉻等，閥座則采用可淬硬鋼滲鉻。

第18頁/共23頁調(diào)節(jié)閥結(jié)構型式的選擇要根據(jù)工藝條件差、工藝介質(zhì)的物理化學性、是否有毒性、是否含懸浮顆粒等。過程控制的要求如精度、可調(diào)比、噪音等。并參照各種調(diào)節(jié)閥的特點，兼顧其經(jīng)濟性來選擇調(diào)節(jié)閥的類型，同時還必須考慮調(diào)節(jié)閥的材質(zhì)、公稱壓力等級和上閥蓋的型式及所用的密封填料等問題.氣開、氣關形式的選擇調(diào)節(jié)閥的流量直接影響到系統(tǒng)的控制質(zhì)量和穩(wěn)定性，需要正確選擇?？扉_特性一般應用于雙位控制和程序控制，因此流量特性的選擇主要是直線特性和對數(shù)特性的選擇.調(diào)節(jié)閥口徑的確定控制閥的口徑選擇是由控制閥流量系數(shù)C值決定的。調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)C：

2.3氣動薄膜閥的選擇第19頁/共23頁為便于維護檢修，氣動執(zhí)行器應安裝在靠近地面或樓板的地方。當裝有閥門定位器或手輪機構時，更應保證觀察、凋整和操作的方便。手輪機構的作用是：在開停車或事故情況下，可以用它來直接人工操作控制閥，而不用氣壓驅(qū)動。氣動執(zhí)行器應安裝在環(huán)境溫度不高于十60℃和不低于－40℃的地方，并應遠離振動較大的設備。閥的公稱通徑與管道公稱通徑不同時，兩者之間應加一段異徑管。氣動執(zhí)行器應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、除小口徑閥外，一般應加支撐。即使正立垂直安裝，當閥的自重較大和有振動場合時，也應加文撐。通過控制閥的流體方向在閥體上有箭頭標明、不能裝反，正如孔板不能反裝一樣。2.4氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的安裝和維護氣動執(zhí)行器的安裝和維護，一般應注意下列幾個問題。第20頁/共23頁控制閥前后一般要各裝一只切斷閥，以便修理