《过程控制与集散系统》课件-3.7 气动执行器

气动执行器PneumaticActuator.项目三：单水箱恒温控制系统课程名称：《过程控制与集散系统》引言电动执行器气动执行器气动执行器和电动执行器又有什么区别？气动执行器和电动执行器分别适用于什么场合呢？目录01气动执行器的结构和特点02气动执行器的执行机构03气动执行器的控制机构一、气动执行器的结构和特点执行器自动控制系统的终端部件，接受控制器送来的控制信号，自动地改变操纵量，达到对被调参数进行控制的目的。控制阀则是执行器中最广泛使用的形式。液动执行器气动执行器电动执行器一、气动执行器的结构和特点气动执行器的优势气动执行器成为很多工业场景的首选执行器01结构简单无复杂电气元件维护方便02动作可靠性能稳定故障率低适应恶劣环境03价格亲民性价比高大规模应用04压缩空气作为能源不产生电火花，在化工、石化等易燃易爆场景中极具优势。防爆05大功率型号满足大口径满足高压差一、气动执行器的结构和特点气动薄膜控制阀外形图气动执行机构控制机构执行机构按控制器输出的气动信号大小产生相应推力，是动力来源。控制机构即：调节阀，是实现控制的核心部件。辅助结构比如阀门定位器、手轮机构等，用于提升控制精度和应急操作。二、气动执行器的执行机构执行机构薄膜执行机构活塞执行机构长行程执行机构滚动膜片执行机构薄膜执行机构活塞执行机构长行程执行机构滚动膜片执行机构仅适配需要大行程调节的特殊场景（如风门控制、大型挡板调节）工业中阀门调节常规行程多为20～100mm，场景需求极少密封性能和推力均匀性略有提升推力有限问题未解决配件（滚动膜片）采购渠道窄、成本高应用较少应用较少二、气动执行器的执行机构气动薄膜执行机构的结构简图薄膜弹簧调节螺丝推杆阀杆填料阀体阀芯阀座气动薄膜执行机构按动作方式可分为正作用式和反作用式。正作用式：控制信号压力增大，阀杆向下移动。反作用式：反之向上移动。波纹膜片承受的压力一般为20～100kPa，为得到较大推力就需使用较大的薄膜面积，使膜片盒显得很庞大，对中小口径的阀就不相称。注意事项二、气动执行器的执行机构活塞执行机构的结构图活塞汽缸活塞执行机构属于强力气动执行机构。汽缸允许操作压力高达0.5MPa，且无弹簧抵消推力，具有很大的输出推力。适用于高静压、高压差、大口径的场合。输出特性活塞在两侧压力下移动到极端位置，适用于双位控制。两位式行程与输入压力信号成比例关系。比例式三、气动执行器的控制机构控制机构（调节阀）01020304调节阀的作用方式当阀芯向下位移时，流通截面积减少，称为正作用式或正装；反之，则称为反作用式或反装。控制机构（调节阀）执行器的控制部分，是一个可变阻力的节流元件。调节阀的功能通过阀芯移动，改变流通面积，从而改变介质流量，达到自动控制工艺参数的目的。调节阀的限制条件对于阀芯直径DN<25mm的结构为单导向，只能是正装。三、气动执行器的控制机构控制机构（调节阀）：调节阀的结构形式直通单座阀直通双座阀角形阀三通阀合流型三通阀分流型隔膜阀碟阀球阀V形球阀阀芯O形球阀阀芯凸轮挠曲阀笼式阀三、气动执行器的控制机构控制机构（调节阀）：调节阀的结构形式直通单座阀的结构图阀杆压板填料上阀盖斜孔衬套阀体阀芯阀座衬套斜孔下阀盖特点泄漏量小、易于关断、不平衡力大。适用泄漏量要求高、压差和口径较小的场合。结构特点单座阀的阀芯DN≥25mm时采用双向，而DN<25mm的阀芯采用单导向。三、气动执行器的控制机构控制机构（调节阀）：调节阀的结构形式直通双座阀的结构图阀杆压板填料上阀盖圆柱销钉阀体上下阀座阀芯下阀盖上下衬套结构特点01阀体内有两个阀芯和阀座02双导向结构03阀芯反装即可变正装为反装04不平衡力小05泄漏大不适用于高黏度和含纤维介质的场合三、气动执行器的控制机构控制机构（调节阀）：调节阀的结构形式三通阀结构简图压板阀杆填料上阀盖阀体阀芯阀座接管口阀体有三个出、入口与管道相连接，分为合流型和分流型。常用于热交换器的旁通控制，一般要求两股流体温差<150℃。适用于配比调节和旁路调节。三、气动执行器的控制机构控制机构（调节阀）：调节阀的结构形式碟阀结构简图流阻小、流量系数大、结构简单、成本低等特点，但泄漏量大。特点大口径、大流量、低压差的场合，以及含少量纤维或悬浮颗粒介质的流量控制。适用-20～450℃常温碟阀450～600℃和600～850℃高温碟阀-200～-40℃低温碟阀PN≤3200kPa高压碟阀电动执行器与气动执行器的比较电动执行器和气动执行器调节阀部分的结构都是相同的，不同点在于执行机构气动执行器电动执行器本质安全特点，广泛应用于化工、石化等易燃易爆环境中。控制精度高且寿命长，适合中小功率场景和中小流量控制。特点与应用选型原则重“安全、适配、低成本”。重“精准、节能、便捷联动”。结合现场能源条件、工况参数、控制要求综合决策，通过适配执行器特性实现工艺参数的稳定控制。思想升华稳定可靠防爆特性安全担当工业生产工匠精神精益求精从化工车间的易燃易爆环境到高压工况的精准调控，以结构简单却性能过硬的特质，守护着生产安全防线。安全守护未来使命以匠心打磨技能，让可靠担当融入每一项工业实践，用专业力量筑牢产业根基，践行新时代工业人的使命。课程小结课程内容回顾实践应用价值学习目标达成气动执行器的结构气动执行器的应用场景与电动执行器的