《执行器和防爆栅栏》PPT课件

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1、第4章执行器和防爆栅自动化仪表与过程控制第4章执行器和防爆栅第1部分---执行器4.1执行器---是调节系统四个基本组成部分之一，形象称为自动化的手脚。（四个基本组成部：调节对象、检测仪表、调节器、执行器）执行器的作用--根据调节器的命令控制传送、调节温度、压力、流量等工艺参数。执行器的组成（分为两部分）（1）执行结构--执行器的驱动部分，按照调节器的信号产生推力或位移；（2）调节机构--执行器的调节部分，常见有调节阀等，在执行机构操纵下调节工艺介质的流量。执行器的影响--是调节系统中的薄弱环节，质量可能导致不能正常工作或影响调节品质。4.1.1气动执行器---以压缩空气为动力的执行器，由气动

2、执行结构和调节阀组成。类型原理：（1）薄膜式，弹性膜片将输入气压转变为推力，结构简单、价格便宜、应用广；（2）活塞式，由气缸活塞输出推力，允许压力高、有较大推力、行程长。典型气动执行机构原理—RF-P-176-FIG4-1薄膜式原理说明活塞式现场应用演示调节阀的形式：（1）分为单座阀和双座阀，以阀芯阀座的套数决定，单座一套，双座两套（RF-FIG-4-3）；（2）分为气开和气闭，气开：气压增加阀趋于开，气闭：气压增加阀趋于闭。调节阀的优缺点及适用场合：单座：易改装、结构简单、无同步问题；被调气流对阀芯有作用力，可能影响正常工作。双座：作用力可大致抵消，不平衡力小；两组阀芯不易同时关闭，关闭泄漏

3、量比单座阀大。选用气开、气关的原则：主要从安全角度考虑。事故状态下阀门打开危险性小，选启闭；反之选气开。调节阀的重要性：调节阀的特性对整个自动调节系统的调节品质有何大影响。调节阀的流量：与阀的开度和阀的前后压差均有关。阀特性研究：分两种方法—阀前后压差固定和实际工作变压差。下半部分为调节阀上半部分是产生推力的薄膜式执行机构P膜片推杆关闭阀芯（气闭式）调节阀的形式及优缺点分析直通单座阀直通双座阀流体对阀芯的作用力调节阀的优缺点及适用场合单座：易改装、结构简单、无同步问题；被调气流对阀芯有作用力，可能影响正常工作。双座：作用力可大致抵消，不平衡力小；两组阀芯不易同时关闭，关闭泄漏量比单座阀大

4、。选用气开、气关的原则：主要从安全角度考虑。事故状态下阀门打开危险性小，选启闭；反之选气开。调节阀的重要性：调节阀的特性对整个自动调节系统的调节品质有何大影响。调节阀的流量：与阀的开度和阀的前后压差均有关。阀特性研究：分两种方法—阀前后压差固定和实际工作变压差。1.固有流量特性在前后压差不变的情况下得出的流量特性或称为理想流量特性，通常有三种典型形式：（1）直线特性—流量与阀芯位移成直线关系；（2）对数特性—流量与阀芯位移成对数关系，即引起的流量变化的百分比相等；（3）快开特性—开度较小时流量变化较大，随开度增大很快达到最大值。三种典型固有流量特性的比较：2.工作流量特性调节阀和管道阻力串联的

5、情况实际使用时，阀前后压力变化，对应具体使用条件阀芯位移对水流的控制特性，影响因素较多，分析例：设调节阀管路外加压力Po恒定。阀的开度增加，Q增加，管道压降ΔPg与流量Q平方成正比。结论：（1）在同样的阀芯位移下，阀芯前后压差变化，非恒压差。（2）与恒压差相比，流量开始变化较缓慢，阀开始的反应较迟钝。直线阀、对数阀的实际工作特性（考虑管道阻力）直线阀、对数阀的实际工作特性（考虑管道阻力）其中：以S表示管道阻力下的压差比，即：分析：S=1相当于管道压力为0，实际工作特性与固有流量特性相同。S<1（1）阀开度大时流量减小，原因：管道设备压降增加。（2）阀开度大时控制灵敏度降低。注：可借鉴电位器负载

6、特性（电流大小）对输出的影响分析。（3）对数阀随开度的变化，其流量趋势与直线阀相反。调节阀和控制对象特性的非线性补偿阀和对象特性的非线性互相补偿依据：实际使用时有管道设备压差（对象）会引起非线性，不同形式的调节阀门也可以引起非线性，两者特性适当配合的合成特性可以是线性关系。调节阀口径的选择方法选择的目的：保证工艺操作正常进行，准确控制阀门的流量能力。选择不当时可能出现的问题（主要原因是阀门口径选择不当）：（1）口径过大：在小开度位置工作调剂质量不高。（2）口径过小：无法满足正常生产的需求。调节阀选择依据的计算过程电-气转换器作用：将调节器输出的标准电流信号转换为20~100kPa的标准气压信号

7、。电-气转换器（力平衡式）的工作原理组成：RF-FIG-4-9涉及：调节器输出电流I、电磁铁线圈、杠杆、喷嘴挡板机构、气动功率放大器支撑弹簧、波纹管、重锤、气源等。工作过程：调节器输出电流I↑---电磁铁线圈吸力↑---杠杆左端↓---挡板压缩喷嘴---喷嘴间隙↓---气动功率放大器输出功率P↑---杠杆波纹管充气---杠杆左端↑---形成反馈力达到平衡电-气转换器工作原理图调整方法：弹簧调整输出