第3章过程控制仪表ppt课件.ppt

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1、作用：根据调节器的命令，直接控制能量或物料等被调介质的输送量，达到调节温度、压力、流量等工艺参数的目的.3.4执行器和防爆栅现场仪表单元，直接接触介质，通常工作在高温高压、高粘度，易燃易爆，强腐蚀。自动调节阀按照工作所用能源形式可分为：电动调节阀：电源配备方便，信号传输快、损失小，可远距离传输；但推力较小。气动调节阀：结构简单，可靠，维护方便，防火防爆；但气源配备不方便。液动调节阀：用液压传递动力，推力最大；但安装、维护麻烦，使用不多。工业中使用最多的是气动调节阀和电动调节阀。执行器有自动调节阀门、自动电压调节器、自动电流调节器、控制电机等。其中自动调节阀

2、门是最常见的执行器，种类繁多。执行机构：将调节器的输出信号转换为位移信号。（驱动）调节机构：将位移信号转换成流通截面积的变化。（阀芯）执行器的组成：它由膜片、阀杆和平衡弹簧等组成，是执行器的推动装置。它接受气动调节器或电/气转换器输出的气压信号，经膜片转换成推力并克服弹簧力后，使阀杆产生位移，带动阀芯动作。1-上盖2—膜片3一平衡弹簧4一阀杆5－阀体6－阀座7－阀芯1.气动执行机构气动执行机构有正作用和反作用两种形式:当输入气压信号增加时阀杆向下移动时称正作用；当输入气压信号增加时阀杆向上移动时称反作用。在工业生产中口径较大的调节阀通常采用正作用方式。气动

3、薄膜执行机构的静态特性表示平衡状态时输入的气压p与阀杆位移l的关系，即A为膜片的有效面积；K为平衡弹簧的弹性系数气动执行机构的动态特性可近似成一阶惯性环节，其惯性的大小取决于膜头空间的大小与气管线的长度和直径。气动执行机构（补充参考）2.电动执行机构（不考）电动执行机构根据配用的调节机构不同，其输出方式有直行程、角行程和多转式三种类型，其电气原理完全相同，仅减速器不一样。电动执行机构的组成框图θ=KIi（电动执行器可看成比例环节）。伺服放大器原理图校正网络原理图（1）直通单座阀流体对阀芯的不平衡作用力大。一般用在小口径、低压差的场合。结构简单、泄漏量小。3

4、．调节机构调节机构就是阀门，是一个局部阻力可以改变的节流元件。通过改变阀芯的行程可以改变调节阀的阻力系数，达到控制流量的目的。正装阀阀芯下移时，阀芯与阀座间的流通截面积增大阀门中的柱式阀芯可以正装，也可以反装。反装阀阀芯下移时，阀芯与阀座间的流通截面积减小（2）直通双座阀阀体内有两个阀芯和阀座。流体流过时，作用在上、下两个阀芯上的推力方向相反且大小相近，可以互相抵消，所以不平衡力小。但是，由于加工的限制，上下两个阀芯阀座不易保证同时密闭，因此泄漏量较大。（3）角形控制阀两个接管呈直角形，一般为底进侧出，这种阀的流路简单、对流体的阻力较小。适用于现场管道要求

5、直角连接，介质为高粘度、高压差和含有少量悬浮物和固体颗粒状的场合。（4）三通控制阀有三个出入口与工艺管道连接。流通方式有合流型（两种介质混合成一路）和分流型（一种介质分成两路）两种。适用于配比控制与旁路控制。（5）隔膜控制阀采用耐腐蚀材料作隔膜，将阀芯与流体隔开。结构简单、流阻小、流通能力比同口径的其他种类的阀要大。由于介质用隔膜与外界隔离，故无填料，介质也不会泄漏。耐腐蚀能力强，适用于强酸、强碱、强腐蚀性介质的控制，也能用于高粘度及悬浮颗粒状介质的控制。适用于大口径、大流量、低压差的场合，也可以用于含少量纤维或悬浮颗粒状介质的控制。（6）蝶阀又名翻板阀。

6、结构简单、重量轻、流阻极小，但泄漏量大。3.4.2气动执行器的应用1.调节阀的尺寸通常用公称直径Dg和阀座直径dg表示，它们的确定是合理应用执行器的前提条件。确定调节阀尺寸的主要依据是流通能力，它定义为调节阀全开、阀前后压差为0.1MPa、流体重度为1g/cm3时，每小时通过阀门的流体流量（m3或kg）。当流体为不可压缩时，通过调节阀的体积流量为:α为流量系数，它取决于调节阀的结构形状和流体流动状况，可从有关手册查阅或由实验确定；A0为调节阀接管截面积；g为重力加速度；r为流体重度。依据流通能力的定义，则有流通能力C与调节阀的结构参数有确定的对应关系。这就

7、是确定调节阀尺寸的理论依据。可得流通能力与流体重度、阀前后压差和介质流量三者的定量关系，即调节阀尺寸的确定过程为：根据通过调节阀的最大流量，r流体重度以及调节阀的前后压差，先由上式求得最大的流通能力，然后选取大于即可依据表3－2确定出Dg和dg的大小。的最低级别的C值，公称直径Dg(mm)202532405065阀门直径dg(mm)245678101215202532405065流通能力C单座阀0.080.120.200.320.500.801.22.03.25.0812203256双座阀1016254063公称直径Dg(mm)80100125150200

8、250300阀门直径dg(mm)80100125150200250