項目七執(zhí)行器

1/10/20249:08AM項目七執(zhí)行器的工作原理認識和校準維護1/10/20249:08AM內容提要概述控制閥的種類控制閥的選擇閥門定位器及電-氣轉換器電動執(zhí)行器的工作原理控制閥的流量特性執(zhí)行器的安裝校準維護11/10/20249:08AM3作用

接收控制器送來的控制信號，改變被控介質的流量，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。按能源形式分類

氣動執(zhí)行器電動執(zhí)行器液動執(zhí)行器執(zhí)行器第一節(jié)概述1/10/20249:08AM第一節(jié)概述4結構執(zhí)行機構

執(zhí)行器的推動裝置，它按控制信號壓力的大小產生相應的推力，推動控制機構動作，所以它是將信號壓力的大小轉換為閥桿位移的裝置。調節(jié)機構

執(zhí)行器的控制部分，它直接與被控介質接觸，控制流體的流量。所以它是將閥桿的位移轉換為流過閥的流量的裝置。1/10/20249:08AM第一節(jié)概述常用輔助設備閥門定位器手輪機構圖7-1

氣動執(zhí)行器示意圖5一、氣動執(zhí)行器的組成與分類1.組成一般由氣動執(zhí)行機構和控制閥兩部分組成。1/10/20249:08AM氣動薄膜執(zhí)行器1/10/20249:08AM1/10/20249:08AM1/10/20249:08AM第二節(jié)控制閥的分類7根據(jù)不同的使用要求，控制閥的結構形式主要有以下幾種。（1）直通單座控制閥閥體內只有一個閥芯與閥座。特點結構簡單、泄漏量小，易保證關閉，甚至完全切斷。缺點在壓差大的時候，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。圖7-2直通單座閥適用于閥兩端壓差較小，對泄漏量要求比較嚴格，管徑不大（公稱直徑小于25mm）的場合。1/10/20249:08AM8（2）直通雙座控制閥

閥體內有兩個閥芯和閥座。

特點流體流過的時候，不平衡力小，流通能力比同口徑的單座閥大。缺點容易泄漏圖7-3

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

角形閥的兩個接管呈直角形，一般為底進側出。特點

流路簡單、阻力較小.適于現(xiàn)場管道要求直角連接，介質為高黏度、高壓差和含有少量懸浮物和固體顆粒狀的場合。圖7-4

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

共有三個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)控制閥的分類可用來代替兩個直通閥，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，可省掉一個二通閥和一個三通接管。1/10/20249:08AM11（5）隔膜控制閥

采用耐腐蝕襯里的閥體和隔膜。特點結構簡單、流阻小、流通能力比同口徑的其他種類的閥要大。不易泄漏。耐腐蝕性強。適用于強酸、強堿、強腐蝕性介質的控制，也能用于高黏度及懸浮顆粒狀介質的控制。圖7-6

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

特點結構簡單、重量輕、價格便宜、流阻極小。缺點泄漏量大。圖7-7

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

球閥的閥芯與閥體都呈球形體，轉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?！癡”形和“O”形兩種開口形式。球閥閥芯分類圖7-8球閥圖7-9球閥閥芯的形狀第二節(jié)控制閥的分類適用于纖維、紙漿、含有顆粒等介質的控制。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，固定在轉動軸上。特點密封性好。重量輕、體積小、安裝方便。適用于既要求控制，又要求密封的場合。圖7-10凸輪撓曲閥14第二節(jié)控制閥的分類1/10/20249:08AM15（9）籠式閥

特點

可調比大、振動小、不平衡力小、結構簡單、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合。缺點不適用高溫、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

口徑選擇得過小，會使流經控制閥的介質達不到所需要的最大流量?？趶竭x擇得過大，會浪費設備投資，且使控制閥經常處于小開度工作，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：當閥兩端壓差為100kPa，流體密度為1g/cm3，閥全開時，流經控制閥的流體流量。1/10/20249:08AM第三節(jié)控制閥的選擇312.控制閥結構與特性的選擇

主要根據(jù)工藝條件，如溫度、壓力及介質的物理、化學特性（如腐蝕性、黏度等）來選擇。

結構形式選擇特性選擇

先按控制系統(tǒng)的特點來選擇閥的希望流量特性，然后再考慮工藝配管情況來選擇相應的理想流量特性。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

主要從工藝生產上安全要求出發(fā)。信號壓力中斷時，應保證設備和操作人員的安全。如果閥處于打開位置時危害性小，則應選用氣關式，以使氣源系統(tǒng)發(fā)生故障，氣源中斷時，閥門能自動打開，保證安全。反之閥處于關閉時危害性小，則應選用氣開閥。選擇要求

有壓力信號時閥關、無信號壓力時閥開的為氣關式。反之，為氣開式。

3.氣開式與氣關式的選擇321/10/20249:08AM第三節(jié)控制閥的選擇序號執(zhí)行機構控制閥氣動執(zhí)行器（a）（b）（c）（d）正正反反正反正反氣關（反）氣開（正）氣開（正）氣關（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)閥門定位器及電-氣轉換器

氣動閥門定位器與氣動控制閥配套使用，組成閉環(huán)系統(tǒng)，利用反饋原理來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、介質的不平衡力等影響，從而使控制閥門位置能使控制儀表來的控制信號實現(xiàn)正確定位。

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

具有電-氣轉換器的作用，可用電動控制器輸出的0～10mADC或4～20mADC信號去操縱氣動執(zhí)行機構；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現(xiàn)正、反作用。1/10/20249:08AM第四節(jié)閥門定位器及電-氣轉換器圖7-13電-氣閥門定位器1—力矩馬達；2—主杠桿；3—平衡彈簧；4—反饋凸輪支點；5—反饋凸輪；6—副杠桿；7—副杠桿支點；8—薄膜執(zhí)行機構；9—反饋桿；10—滾輪；11—反饋彈簧；12—調零彈簧；13—擋板；14—噴嘴；15—主杠桿支點391/10/20249:08AM第四節(jié)閥門定位器及電-氣轉換器三、電-氣轉換器40按力矩平衡原理工作圖7-14電-氣轉換器原理結構圖1—噴嘴擋板；2—調零彈簧；3—負反饋波紋管；4—十字彈簧；5—正反饋波紋管；6—杠桿；7—測量線圈；8—磁鋼；9—鐵芯；10—放大器1/10/20249:08AM第五節(jié)電動執(zhí)行器41

電動執(zhí)行器接收來自控制器的0～10mA或4～20mA的直流電流信號，并將其轉換成相應的角位移或直行程位移，去操縱閥門、擋板等控制機構，以實現(xiàn)自動控制。定義優(yōu)點能源采用方便信號傳輸速度快傳輸距離遠一、概述1/10/20249:08AM第五節(jié)電動執(zhí)行器電動執(zhí)行器接受來自調節(jié)器的輸出信號，送入信號轉換單元，轉換信號制式后與反饋的執(zhí)行機構位置信號進行比較，其差值作為執(zhí)行機構的輸入，執(zhí)行機構的輸出結果再控制調節(jié)器的動作，以實現(xiàn)對被控介質的調節(jié)作用；其中執(zhí)行機構的輸出通過位置發(fā)生器可以產生其反饋控制所需要的位置信號。44圖7-15

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

主要由伺服放大器、伺服電動機、減速器、位置發(fā)送器和操縱器組成。

圖7-16

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

是能將執(zhí)行機構輸出軸的位移轉變?yōu)?～10mADC（或4～20mADC）反饋信號的裝置，它的主要部分是差動變壓器。

位置發(fā)送器圖7-17差動變壓器原理圖

電動執(zhí)行機構不僅可與控制器配合實現(xiàn)自動控制，還可通過操縱器實現(xiàn)控制系統(tǒng)的自動控制和手動控制的相互切換。當操縱器的切換開關置于手動操作位置時，由正、反操作按鈕直接控制電機的電源，以實現(xiàn)執(zhí)行機構輸出軸的正轉或反轉，進行遙控手動操作。小結第六節(jié)調節(jié)閥的流量特性1/10/20249:08AM

調節(jié)閥的流量特性是指被控介質流過閥門的相對流量和閥門相對開度之間的關系式中為相對流量，即某一開度流量與全開流量之比；l

/L為相對行程，即某一開度行程與全行程之比。第六節(jié)調節(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、對數(shù)（等百分比）特性、快開特性和拋物線特性四種曲線，如下圖7-18所示：

圖7-18

調節(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34（1）為便于維護檢修，執(zhí)行器應安裝在靠近地面或樓板的地方。

（2）執(zhí)行器應安裝在環(huán)境溫度不高于+60℃和不低于-40℃的地方，并應遠離振動較大的設備。（3）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。1/10/20249:08AM（5）通過控制閥的流體方向在閥體上有箭頭標明，不能裝反。（4）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，也應加支撐。（6）控制閥前后一般要各裝一只切斷閥，以便修理時拆下控制閥?？紤]到控制閥發(fā)生故障或維修時，不影響工藝生產的繼續(xù)進行，一般應裝旁路閥。35第七節(jié)執(zhí)行器的安裝和維護1/10/20249:08AM36（7）控制閥安裝前，應對管路進行清洗，排去污物和焊渣。安裝后還應再次對管路和閥門進行清洗，并檢查閥門與管道連接處的密封性能。當初次通入介質時，