第5章执行器ppt课件

1、气动薄膜直通单座阀气动薄膜直通双座阀气动蝶阀气动球阀气动切断阀电动直通单座阀电动隔膜阀电动三通阀气动薄膜角形阀电磁阀手动截止阀对执行器的初步认识1.概述1执行机构2阀杆3阀芯4阀座5阀体6转轴7阀板 主要构成：阀体、阀座、阀心、和阀杆或转轴调理机构的构造和特点“O形球阀： 阀芯为一球体阀芯上开有一个直径和管道直径相等的通孔，转轴带动球体旋转，起调理和切断作用。该阀构造简单，维修方便，密封可靠，流通才干大流量特性为快开特性，普通用于位式控制。 常用调理阀构造表示图及特点“O形球阀“O形球阀“V形球阀： 阀芯也为一球体但球体上开孔为V形口，随着球体的旋转，流通截面积不断发生变化，但流通截面的外形一

2、直坚持为三角形。该阀构造简单，维修方便，封锁性能好，流通才干大，可调比大流量特性近似为等百分比特性，适用于纤维、纸浆及含颗粒的介质。 常用调理阀构造表示图及特点“V形球阀“V形球阀孔板流量计的公式5.2 流量系数和流量特性 调理阀的流量方程根据的原理：伯努利方程能量守恒流量系数是反映调理阀口径大小的一个重要参数 流量系数KV的定义 :在调理阀前后压差为100KPa，流体密度为1g/cm3 即540的水的条件下，调理阀全开时，每小时经过阀门的流体量m3 5.2.1 调理阀的流量系数 把上述参数代入流量方程，即可算出实践工况的流经阀门的流量 现实上，这里提出流量系数的概念，意图不在流量的计算上，真

3、正目的是根据工艺要求如何来选择一台适宜的调理阀。 根据工艺要求，即流量Q、前后差压P、介质密度，可以用下式来计算调理阀的流量系数，并以此来作为阀门口径选择的根据之一：留意：上式中各参数的单位 上式只适用于普通的流体如水或者类似流体 流体的种类和性质将影响KV的大小，因此对不同的流体必需思索其对流量系数的影响 流体的流动形状也将影响K的大小流量系数的计算 可调比R反映调理阀的调理才干的大小 定义:调理阀所能调理的最大流量和最小流量之比 调理阀前后压差的变化，会引起可调比变化，将可调比分为理想可调比和实践可调比。 5.2.2 调理阀的可调比 理想可调比由构造设计决议，通常 R=30 或 50(1)

4、 理想可调比R (P 一定) 串联管道时的可调比 设 (2)实践可调比 Rr (P 变化) 并联管道时的可调比 R 1 设 供参考调理阀流量特性：介质流过调理阀的相对流量与相对位移即阀的相对开度之间的关系 调理阀前后压差的变化，会引起流量变化。流量特性分为理想流量特性和实践流量特性5.2.3. 调理阀的流量特性 最大流量最大位移实践位移实践流量调理阀的固有特性，由阀芯的外形所决议。1-快开特性2-直线特性3-抛物线特性4-等百分比对数特性 理想流量特性 (P 一定)特点：a.放大系数是常数 调理阀的相对流量与相对位移成直线关系，即单位位移变化所引起的流量变化是常数 b. Q 流量相对变化值 (

5、1) 直线流量特性 特点：a. Q 放大系数单位相对位移变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比关系b. 流量相对变化值是常数 (2) 等百分比流量特性对数流量特性单位相对位移的变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量值的平方值的平方根成正比关系 (3) 抛物线流量特性 为了弥补直线特性在小开度时调理性能差的缺陷，在抛物线特性根底上派生出一种修正抛物线特性，它在相对位移30%及相对流量变20%这段区间内为抛物线关系，而在此以上的范围是线性关系。 在开度较小时就有较大的流量，随着开度的增大，流量很快就到达最大；以后再添加开度，流量变化很小 有效位移普通为阀座直径的1/4 适用于迅速启闭的位

6、式控制或程序控制系统 (4) 快开流量特性 上述4种流量特性中：直线和等百分比最常用。(1)串联管道时* 流量特性发生畸变 直线特性快开特性 等百分比特性直线特性 * 可调比减小 任务流量特性 (P 变化)(2)并联管道时的任务流量特性 通常普通X 值不能低于0.8，即旁路流量只能为总流量的百分数之十几。 可调比将大大下降供参考执行器的选用能否得当，将直接影响控制系统的控制质量、平安性和可靠性 执行器的选择，主要是从以下三方面思索：1.调理阀的构造方式；2.调理阀的流量特性；3.调理阀的口径。5.3 执行器的选择计算 执行机构的选择 5.3.1 执行器构造方式的选择 比较项目气动薄膜执行机构电

7、动执行机构可靠性高（简单、可靠）较低驱动能源需另设气源简单方便价格低高输出力大小刚度小大防爆好差工作环境大（4080）小（1055）可以根据实践运用要求，综合思索确定选择执行机构时，还必需思索执行机构的输出力力矩应大于它所遭到的负荷力力矩 负荷力力矩包括流体对阀芯产生的作用力不平衡力或作用力矩不平衡力矩阀杆的摩擦力、分量以及紧缩弹簧的预紧力 对于气动薄膜执行机构:任务压差小于最大允许压差但当所用调理阀的口径较大或压差较高时，执行机构要求有更大的输出力，此时可思索用活塞式执行机构，也可选用薄膜执行机构再配上阀门定位器。 (1)执行机构的选择 气开式调理阀:有信号压力输入时阀翻开 无信号压力时阀全

8、关气关式调理阀:有信号压力时阀封锁 无信号压力时阀全开气开气关的选择思索原那么是： 信号压力中断时，应保证设备和操作人员的发全，如阀门处于翻开位置时危害性小，那么应选用气关式；反之，那么用气开式。 确定整个调理阀的作用方式 主要根据是：1 流体性质 如流体种类、粘度、腐蚀性、能否含悬浮颗粒2 工艺条件 如温度、压力、流量、压差、走漏量3 过程控制要求 控制系统精度、可调比、噪音 根据以上各点进展综合思索，并参照各种调理机构的特点及其适用场所，同时兼顾经济性，来选择满足工艺要求的调理机构。(2) 调理机构的选择 实践上是指如何选择直线特性和等百分比特性 阅历准那么 :适当地选择调理阀的特性，以阀

9、的放大系数的变化来补偿控制对象放大系数的变化，使控制系统总的放大系数坚持不变或近似不变1思索系统的控制质量5.3.2. 执行器流量特性的选择 调理阀在串联管道时的任务流量特性与S值的大小有关，即与工艺配管情况有关。因此，在选择其特性时，还必需思索工艺配管情况。2思索工艺管道情况1.根据系统的特点选择所需求的任务流量特性2.思索工艺配管情况确定相应的理想流量特性P182 表5-5详细做法:直线特性调理阀在小开度时流量相对变化值大，控制过于灵敏，易引起振荡，且阀芯、阀座也易遭到破坏，因此在S值小、负荷变化大的场所，不宜采用。等百分比特性调理阀的放大系数随调理阀行程添加而增大，流量相对变化值是恒定不

10、变的，因此它对负荷变化有较强的顺应性。 3思索负荷变化情况结论：常用的调理阀流量特性为“线性和“等百分比 在设计过程中，当流量特性难以确定时，优先选用“等百分比特性，它的顺应性更强。首先必需求合理确定调理阀流量和压差的数据。通常把代入计算公式中的流量和压差分别称为计算流量和计算压差。而在根据计算所得到的流量系数选择调理阀口径之后，还应对所选调理阀开度和可调理比进展验算，以保证所选调理阀的口径能满足控制要求。 根据流量系数5.3.3.调理阀的口径选择 就是根据工艺参数计算出K，然后根据K选取一个Kv值差不多的调理阀。 最大计算流量是指经过调理阀的最大流量，其值应根据工艺设备的消费才干、对象负荷的

11、变化、操作条件变化以及系统的控制质量等要素综合思索，合理确定。 防止两种倾向：过多思索余量 只思索眼前消费 选择调理阀口径的步骤1确定计算流量计算压差是指最大流量时调理阀上的压差，即调理阀全开时的压差2确定计算压差确定计算压差时必需兼顾调理性能和动力耗费两方面，即应合理选定S值。2) 在最大流量的条件下，分别计算系统内调理阀之外的各项部分阻力所引起的压力损失，再求出它们的总和PF 。 3) 选取S值 S值普通希望不小于0.3，常选 4) 求取调理阀计算压差PV 计算压差确定步骤如下： 1) 选择调理阀前后最近的压力根本稳定的两个设备作为系统的计算范围。 根据已求得的Kmax，在所选用的产品 型

12、式的规范系列中，选取大于Kmax并与其最接近的那一挡Kv 值 P.169,表6-3)根据已决议的计算流量和计算压差，求得最大流量时的流量系数Kmax 3计算流量系数Kmax4选取流量系数KV最大计算流量时的开度不大于90%最小计算流量时的开度不小于10% 直线特性调理阀 等百分比特性的调理阀 5验算调理阀开度6验算调理阀实践可调比须满足根据值决议调理阀的公称直径Dg和阀座直径dg7确定调理阀口径P.169表6-3)6 电气转换器/阀门定位器电气转换器电气阀门定位器紧缩空气过滤器阀门定位器将控制信号I0或PO，成比例地转换成气压信号输出至执行机构，使阀杆产生位移可见，阀门定位器与气动执行机构构成

13、一个负反响系统各参数的称号?如被控变量等)阀杆位移量经过机械机构反响到阀门定位器，当位移反响信号与输入的控制信号相平衡时，阀杆停顿动作，调理阀的开度与控制信号相对应。阀门定位器可以采用更高的气源压力，从而可增大执行机构的输出力在什么情况下需求运用阀门定位器？ 答：大口径阀门，或者要求由较大输出力的阀门等小口径阀门普通较少运用阀门定位器与执行机构安装在一同，因此可减少调理信号的传输滞后。此外，阀门定位器还可以接受不同范围的输入信号，因此采用阀门定位器还可实现分程控制。 按构造方式，阀门定位器可以分为:电/气阀门定位器气动阀门定位器智能式阀门定位器。 电气阀门定位器电气阀门定位器作用： 1.将42

14、0mA或010mA转换为气信号，用以控制气动调理阀 2.它还可以起到阀门定位的作用 当输入IO 对主杠杆2产生向左的力F1 主杠杆绕支点反时针偏转 挡板13接近喷嘴15 Pa 使阀杆向下挪动并带动反响杆9绕支点4偏转凸轮5也跟着逆时针偏转从而使反响弹簧11拉伸 最终使阀门定位器到达平衡形状。此时，一定的信号压力就对应于一定的阀杆位移，即对应于一定的阀门开度。 Pa特性KiIoFiliMiK1PaK2LKfFflfMfKiIoFiliMiK1PaK2LKfFflfMf阀杆位移和输入信号之间的关系取决于转换系数Ki、力臂长度li以及反响部分的反响系数Kf，而与执行机构的时间常数和放大系数，即执行机

15、构的膜片有效面积和弹簧刚度无关，因此阀门定位器能消除执行机构膜片有效面积和弹簧刚度变化的影响，提高执行机构的线性度，实现准确定位。 气动阀门定位器原理与前者完全一样气动力矩平衡式阀门定位器要将正作用改装成反作用，只需把波纹管的位置从主杠杆的右侧调到左侧即可。 智能式阀门定位器原理和前面两种阀门定位器很类似 智能式阀门定位器以CPU为中心，具有许多模拟式阀门定位器无法比较的优点：(1) 定位精度和可靠性高 智能式阀门定位器机械可动部件少，输入信号、反响信号的比较是数字比较，不易受环境影响，任务稳定性好，不存在机械误差呵斥的死区影响，因此具有更高的精度和可靠性。(2) 流量特性修正方便 智能式阀门定位器普通都包含有常用的直线、等百分比和快开特性功能模块，可以经过按钮或上位机、手持式数据设定器直接设定。(3) 零点、量程调整简单 零点调整