化工仪表与自动化第5章执行器.ppt

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1、5.1概述5.2执行机构5.3调节机构5.4执行器的选择第五章执行器1.作用：接受来自控制器的控制信号，改变操纵变量流量，使测量值保持在给定值或一定范围内相当于人工控制中执行大脑命令的手的作用。5.1概述2.重要性直接与介质接触，是薄弱环节，和调节质量密切相关。工作在高温、高压、腐蚀、振动等恶劣环境中，需要有足够的功率以影响生产过程。3.种类根据控制参数不同,分为：调节阀ControlValve（最常见）:通过改变阻力元件的阻力来改变流体流量风门Damper：通过改变挡板角度改变气体流量步进电机Step

2、Motor：将电脉冲转化为角位移的执行机构变频调速器Variable-frequencegovernor：控制动力源的转速来改变流量5.1概述4.结构从结构功能上分：执行结构（ValveActuator）：是执行器的推动装置，按控制器送来的操纵信号产生相应的直线行程或转角行程调节机构（ValveBody）：是执行器的调节部分，在执行机构推理作用下，调节机构产生一定的位移或转角，改变管道阻力，实现对流量的控制5.1概述5.1概述5.2执行机构5.2.1分类5.2.2气动薄膜执行机构5.2.3电动执行机构5

3、.3调节机构5.4执行器的选择第五章执行器1.按其能源形势可分为：（1）气动（pneumatic）—以压缩空气(0.14MPa)为能源。输入信号范围:0.02~0.1MPa特点：结构简单、动作可靠、平稳、输出推动力大、维修方便、防火防爆，价格便宜。得到广泛应用。利用电/气转换器(I/PConvertor)4~20mA20~100KPa（3~15PSI）或阀门定位器(Valvepositioner)与电动仪表配用（2）电动（electricmotor）—靠伺服机构带动，接受电信号，易于电动仪表配用，功率

4、大，易燃易爆场合需防爆（3）液动（hydraulic）—以液压为能源、功率大、准确到位；结构复杂、维护要求高，只能在某些特殊场合。如：炼厂催化裂化装置中催化剂的流量控制（待生滑阀、再生滑阀）（4）自力式（self-operated）—利用被调介质能量来动作的。5.2.1分类2.按结构分：薄膜式(flexiblediaphragm)—常用，可与各种形式的直行程阀配用。结构简单、价格便宜、动作可靠、维修方便。输出作用力小活塞式(piston)—气缸活塞机构，输出力大、行程长（400mm）。两位式，主要用作大

5、口径、高静压、高压差的直行程阀和蝶阀的推动装置，是一种强力的气动执行机构。长行程式——行程长、转矩大，多与大转矩的蝶阀、闸阀、风门等角行程阀配用。5.2.1分类5.2.2气动薄膜执行机构1.结构上膜盖、波纹膜片、下膜盖、支架、推杆、压缩弹簧、弹簧支座、调节件、螺母、行程标尺波纹膜片—关键部件波纹状以保持有效面积基本保持不变，提高执行机构的线性度膜片有效面积有200，280，400，630，1000和1600cm2有效面积越大，执行机构的推动力越大5.2.2气动薄膜执行机构1.结构压缩弹簧刚度全行程范围内

6、保持不变，以提高执行结构的线性度调节件调整弹簧支座的位置，从而调整压缩弹簧的预紧量，改变信号的起始值行程标尺指示执行机构的推杆位移行程规格：10，16，25，40，60和100mm六种压缩弹簧弹簧支座推杆2.作用：控制信号（20~100KPa）作用在由上膜盖与波纹膜片组成的气室中，在波纹膜片中上产生向下的推力，克服压缩弹簧的弹力使其产生向下的行程。推杆行程传递给调节机构。3.工作原理：膜片受力分析：F信信号压力在膜片上产生的推力：Po－薄膜气室内的信号压力Ad－薄膜的有效面积F0无信号时弹簧的预紧力F弹

7、弹簧受压后在膜片上产生的反作用力ℓ－推杆位移；Cs－弹簧刚度PF信F0F弹5.2.2气动薄膜执行机构PF信F0F弹3.工作原理：膜片受力分析：根据力平衡关系：可得：结论：无负载时，线性；有负载时无法达到预定行程5.2.2气动薄膜执行机构4.正反作用：正作用（Direct-Acting）信号由薄膜气室上方通入信号：20～100KPa推杆：0～全行程反作用（Reverse-Acting）信号由薄膜气室下方通入信号：20～100KPa推杆：全行程～05.2.2气动薄膜执行机构POPO5.2.3电动执行机构接收

8、4～20mA操纵信号，通过控制电动机的正、反转产生推杆的直行程或角行程直行程电动执行机构角行程电动执行机构5.1概述5.2执行机构5.3调节机构5.3.1结构5.3.2种类5.3.3调节机构的性能指标5.3.4调节机构的工作性能指标5.4执行器的选择第五章执行器5.3.1结构主要部件：阀杆、压板、填料、上阀盖、阀体、阀芯、阀座、下阀盖上阀盖(Bonnet)—导向、密封填料(Packing)—防止流体沿阀杆向上泄露针对不同流体分为：普通型散热