化工仪表及自动化PPT电子课件教案-第六章 执行器

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1、化工仪表及自动化第六章执行器内容提要气动执行器气动执行器的结构与分类控制阀的流量特性控制阀的选择气动执行器的安装和维护电动执行器电-气转换器及电-气阀门定位器电-气转换器电-气阀门定位器1内容提要数字阀与智能控制阀数字阀智能控制阀2概述3作用接收控制器送来的控制信号，改变被控介质的流量，从而将被控变量维持在所要求的数值上或一定的范围内。按能源形式分类气动执行器电动执行器液动执行器执行器第一节气动执行器4结构执行结构执行器的推动装置，它按控制信号压力的大小产生相应的推力，推动控制机构动作，所以它是将信号压力的大小转换为阀杆位移的装置。控制机构执

2、行器的控制部分，它直接与被控介质接触，控制流体的流量。所以它是将阀杆的位移转换为流过阀的流量的装置。第一节气动执行器常用辅助设备阀门定位器手轮机构图6-1气动执行器示意图5第一节气动执行器一、气动执行器的结构与分类61.执行机构薄膜式活塞式结构简单、价格便宜、维修方便，应用广泛。推力较大，用于大口径、高压降控制阀或蝶阀的推动装置。长行程行程长、转矩大，适于输出转角（60°～90°）和力矩。气动薄膜式执行机构有正作用和反作用两种形式。根据有无弹簧可分为有弹簧的及无弹簧的执行机构。结构第一节气动执行器72.控制机构根据不同的使用要求，控制阀的结构

3、形式主要有以下几种。（1）直通单座控制阀阀体内只有一个阀芯与阀座。特点结构简单、泄漏量小，易保证关闭，甚至完全切断。缺点在压差大的时候，流体对阀芯上下作用的推力不平衡，这种不平衡力会影响阀芯的移动。图6-2直通单座阀第一节气动执行器8（2）直通双座控制阀阀体内有两个阀芯和阀座。特点流体流过的时候，不平衡力小。缺点容易泄漏可分为正作用式与反作用式两种形式。根据阀芯与阀座的相对位置图6-3直通双座阀第一节气动执行器（3）角形控制阀角形阀的两个接管呈直角形，一般为底进侧出。特点流路简单、阻力较小，适于现场管道要求直角连接，介质为高黏度、高压差和含有

4、少量悬浮物和固体颗粒状的场合。图6-4角形阀9第一节气动执行器（4）三通控制阀共有三个出入口与工艺管道连接。按照流通方式分合流型和分流型两种图6-5三通阀10第一节气动执行器11（5）隔膜控制阀采用耐腐蚀衬里的阀体和隔膜。特点结构简单、流阻小、流通能力比同口径的其他种类的阀要大。不易泄漏。耐腐蚀性强，适用于强酸、强碱、强腐蚀性介质的控制，也能用于高黏度及悬浮颗粒状介质的控制。图6-6隔膜阀注意执行机构须有足够的推力第一节气动执行器（6）蝶阀特点结构简单、重量轻、价格便宜、流阻极小。缺点泄漏量大。图6-7蝶阀12第一节气动执行器13（7）球阀球

5、阀的阀芯与阀体都呈球形体，转动阀芯使之与阀体处于不同的相对位置时，就具有不同的流通面积，以达到流量控制的目的。“V”形和“O”形两种开口形式。球阀阀芯分类图6-8球阀图6-9球阀阀芯的形状第一节气动执行器（8）凸轮挠曲阀阀芯呈扇形球面状，与挠曲臂及轴套一起铸成，固定在转动轴上。特点密封性好。重量轻、体积小、安装方便，适用于高黏度或带有悬浮物的介质流量控制。图6-10凸轮挠曲阀14第一节气动执行器15（9）笼式阀特点可调比大、振动小、不平衡力小、结构简单、套筒互换性好，更换不同的套筒可得到不同的流量特性，阀内部件所受的汽蚀小、噪声小，是一种性能

6、优良的阀，特别适用于要求低噪声及压差较大的场合。缺点不适用高温、高黏度及含有固体颗粒的流体。图6-11笼式阀第一节气动执行器二、控制阀的流量特性控制阀的流量特性是指被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度（相对位移）间的关系，即16第一节气动执行器171.控制阀的理想流量特性图6-12不同流量特性的阀芯形状1—快开；2—直线；3—抛物线；4—等百分比在不考虑控制阀前后压差变化时得到的流量特性称为理想流量特性。它取决于阀芯的形状（1）直线流量特性指控制阀的相对流量与相对开度成直线关系。（6-2）第一节气动执行器18将（6-2）积分可得（6-3

7、）边界条件：l=0时，Q=Qmin;l=L时Q=Qmax把边界条件代入式（6-3），可分别得（6-4）R为控制阀的可调范围或可调比。Qmin不等于控制阀全关时的泄漏量，一般是Qmax的2％～4％。注意！第一节气动执行器将式（6-4）代入式（6-3），可得（6-5）注意：当可调比不同时，特性曲线在纵坐标上的起点是不同的。19第一节气动执行器20图6-13理想流量特性1—快开；2—直线；3—抛物线；4—等百分比曲线举例当R=30,l/L=0时，Q/Qmax=0.33假设R=∞,位移变化量为10%在10％时，流量变化的相对值为在50％时，流量变化的

8、相对值为在80％时，流量变化的相对值为在流量小时，流量变化的相对值大；在流量大时，流量变化的相对值小。第一节气动执行器21（2）等百分比（对数）流量特性等百分比流量