▏气动执行机构附件及其原理[专业内容]

1、,Pneumatic Accessories & Theory,目录,2,气动执行机 构附件,Pneumatic Accessories & Theory,GGC常用的气 动原理图,气动执行机构附件,过滤减压阀,a. 二联件（过滤器、减压阀） 作用：完成对压缩仪表空气的过 滤和减压功能,b.三联件（过滤器、减压阀、油 雾器，压力表为可选件） 作用：完成对压缩仪表空气的过 滤和减压功能，并对空气 进行润滑。,1. 过滤减压阀,过滤器减压阀图形符号,一体化过滤器减压阀 过滤空气中的杂质与灰尘,过滤减压阀,两联件,三联件,空气过滤器的使用目的,脏空气,干净空气,空气过滤器,空气过滤器,挡水板,楔型导

2、流板,滤芯,空气过滤器,空气过滤器的工作原理,空气过滤器,分离并收集杂质 带斜槽的切口使得压缩空气进入之后发生强烈旋转 空气中的液态水和固体颗粒随着旋转的离心作用分离并沉积下来 档水板使得分离出的水和固体颗粒不会粘附在过滤器上,空气过滤器的工作原理,必须进行日常的检查，以免水面升高从而污染过滤器滤芯 滤芯使用2年或压力降下0.1MPa就应更换滤芯，避免滤芯破损 从水杯目视滤芯，如果其发黑，说明滤芯过脏，应该更换,空气过滤器的日常使用,空气过滤器,减压阀的使用场合,减压并实现稳压,减压阀,减压阀的结构,2,4,6,8,10,40,80,120,lbf/in2,bar,P1,P2,反馈孔,膜片,主

3、阀芯,调压弹簧,溢流孔,减压阀,P1,P2,把压力P1降低到合适的工作压力P2 当调压阀前后流量不发生变化时，压力稳定在P2 流量的变化使主阀芯打开到足够的开度以满足在压力P2下的流量 压力P2可以通过固定在调压阀上的压力表调节,P1,P2,2,4,6,8,10,40,80,120,lbf/in2,bar,减压阀的工作原理,减压阀,在调节压力之前，需要把调压旋钮向上拔，以便能够转动旋钮 顺时针旋转调压旋钮，使压力P2增大 调压弹簧的弹簧力使得主阀芯打开 这时压力P2逐渐升高，在与弹簧力达到平衡之后，维持在压力P2,2,4,6,8,10,40,80,120,lbf/in2,bar,P1,P2,P

4、1,P2,减压阀,减压阀的工作原理,当气流量发生变化时，主阀芯保持在一定的开度，使得出口压力P2维持在设定压力的位置,2,4,6,8,10,40,80,120,lbf/in2,bar,P1,P2,P1,P2,减压阀,减压阀的工作原理,出口压力P2增加时，多余的压力从溢流口流出，使P2降低到设定的压力,P1,P2,2,4,6,8,10,40,80,120,lbf/in2,bar,P1,P2,减压阀,减压阀的工作原理,压力设定好之后，压下调压旋钮，即可实现锁定,2,4,6,8,10,40,80,120,lbf/in2,bar,P1,P2,P1,P2,减压阀,减压阀的工作原理,油雾器的使用场合,气缸

5、,油雾器,油雾器的工作原理,可调式油雾器构造,限流器,油雾器,最小滴下流量,可变式油雾器工作原理,油雾器,2. 电磁阀,电磁阀的定义 电磁阀的应用领域 连接气动执行器的种类 电磁阀分类 两位三通电磁阀冗余控制回路 电磁阀的连接形式与标准,电磁阀,电磁阀,电磁阀的定义,定义：用电磁铁操纵阀芯移动的阀，一般是通过控制气动执行器的运动过程 实现对阀门的打开与关闭。 分类：3/2 WAY, 4/2 WAY & 5/2 WAY.,电磁阀,气动执行器,阀门,电磁阀的应用领域,电磁阀,炼油 油气开采 化工 食品饮料生产 医药生产 海水淡化与水处理 造纸 电力,连接气动执行器的种类,气缸式,膜片式,电磁阀,电

6、磁阀分类,电磁阀,按操作方式分类,人力操作,按钮式,手柄式,脚踏板式,机械操作,柱塞式,滚轮杠杆式,电气操作,直动式,先导式,气压控制,直接控制,间接控制,按阀芯结构分类,阀芯结构 截止式 滑柱式 滑板式,密封形式 弹性密封（橡胶密封） 间隙密封（金属密封）,电磁阀分类,电磁阀,按操使用习惯分类,1、两位两通电磁阀,2、两位三通电磁阀,3、两位四通电磁阀,4、两位五通电磁阀,5、三位五通电磁阀,电磁阀,直动式,电磁铁,结构,I 型,T 型,I 型电磁铁吸力较小，适合于直流电磁铁和小型交流电磁铁，常用作小型直动式和先导式电磁铁。,T 型电磁铁吸力强，行程长，体积大，适合于交流电磁铁，主要用于行程

7、较大的直动式电磁铁。,线圈,静铁芯,动铁芯,行程（气隙）,先导式特点：,利用电磁先导阀输出先导压力，此先导压力控制主阀芯换向,1、结构复杂，动作频率比直动式的低。 2、先导阀体积小，电磁吸力小，故耗电量少 3、主阀芯行程不受电磁控制部分的影响，不会因 主阀芯卡死而烧毁线圈。,外部先导压力,内部先导式,外部先导式,A,A,电磁阀,先导式,两位三通结构图,电磁阀,电磁阀,两位三通动作过程演示（气缸式）,不带电状态,排气,进气,电磁线圈,弹簧复位执行器,气缸,电磁阀,排气,进气,电磁线圈,气缸,弹簧复位执行器,带电状态,两位三通动作过程演示（气缸式）,两位三通动作过程演示（膜片式）,电磁阀,电磁阀,

8、两位五通结构图(1),电磁阀,两位五通结构图(2),电磁阀,两位五通结构图(3),不带电状态,排气,进气,电磁线圈,双作用执行器,两位五通动作演示（气缸式）,电磁阀,电磁阀,两位五通动作演示（气缸式）,排气,进气,双作用执行机构,带电状态,两位五通动作演示（气缸式）,电磁阀,两位三通电磁阀冗余控制回路,电磁阀,典型常用的一个电磁阀控制,气源,S,阀门,电磁阀,1oo1 存在潜在危险： 不能识别故障 必须关闭维护 不容易确认电磁阀的状态 电磁阀维护周期短,两位三通电磁阀冗余控制回路,电磁阀,S,S,通路,阀门,一个电磁阀出现故障，另一个电磁阀仍然可以保证阀门正常动作，这种方式可以提高稳定性。,2

9、oo2 预防紧急关断,气源,电磁阀1,电磁阀2,电磁阀,两位三通电磁阀冗余控制回路动作演示,气缸,进气,排气,电磁阀不带电状态,电磁阀 A,电磁阀 B,两个电磁阀连接,电磁阀,两位三通电磁阀冗余控制回路动作演示,两个电磁阀连接,进气,排气,电磁阀 A,电磁阀 B,气缸,电磁阀带电状态,气缸,电磁阀带电, 但是电磁阀A fail,电磁阀 A - Fail,电磁阀 B,两位三通电磁阀冗余控制回路动作演示,电磁阀,两个电磁阀连接,进气,排气,电磁阀,两位三通电磁阀冗余控制回路动作演示,气缸,带电, 但是电磁阀B fail,电磁阀A,电磁阀 B -Fail,两个电磁阀连接,进气,排气,两位三通电磁阀冗

10、余控制回路动作演示-并联,电磁阀,正常,B故障,A故障,电磁阀,两位三通电磁阀冗余控制回路动作演示-串联,正常,A故障,B故障,a , 正常动作情况是为“防勿动”。 b , 下面两种故障情况是为稳定性。,电磁阀的连接形式与标准,电磁阀,一、板式连接。,二、管式连接。,法兰连接,螺纹连接,a, NPT,b, RC,C,G螺纹,a, NPT,a , NPT螺纹：美国标准的60度锥管螺纹。 b , Rc螺纹：英制密封55度圆锥内螺纹。 c ，G螺纹：G是 55 度非螺纹密封管螺纹。,电磁阀的连接形式与标准,电磁阀,限位开关,3、限位开关,作用：指示阀位及反馈。,形式：机械式。 接近式 4-20mA连

11、续反馈。,涡流式,电容式,霍尔式,光电式,其他式,定位器,4、定位器,定位器原理：阀门定位器是控制阀的主要附件.它将阀杆位移 信号作为输入的反馈测量信号,以控制器输出信 号作为设定信号，进行比较，当两者有偏差时， 改变其到执行机构的输出信号，使执行机构动 作，建立了阀杆位移倍与控制器输出信号之间 的一一对应关系。因此，阀门定位器组成以阀 杆位移为测量信号，以控制器输出为设定信号 的反馈控制系统。该控制系统的操纵变量是阀 门定位器去执行机构的输出信号。,适配品种：,常用执行机构分气动执行机构，电动执行 机构，有直行程、角行程之分。也可用以 自动、手动开闭各类阀门等。电力上主要 是应用在调节阀上。

12、,阀门定位器的分类,定位器,1、阀门定位器按输入信号分为： 气动阀门定位器、 电气阀门定位器和。,2、按阀门定位器输入信号是模拟信号或数字信号： 普通阀门定位器 现场总线电气阀门定位器。,3、按阀门定位器是否带CPU可分为： 普通电气阀门定位器 智能电气阀门定位器。,定位器,阀门定位器的作用,（1）用于对调节质量要求高的重要调节系统，以提高调节阀的定位精确及可靠性。 （2）用于阀门两端压差大（ p1MPa）的场合。通过提高气源压力增大执行机构 的输出力，以克服液体对阀芯产生的不平衡力，减小行程误差。 （3）当被调介质为高温、高压、低温、有毒、易燃、易爆时，为了防止对外泄漏， 往往将填料压得很紧

13、，因此阀杆与填料间的摩擦力较大，此时用定位器可克 服时滞。 （4）被调介质为粘性流体或含有固体悬浮物时，用定位器可以克服介质对阀杆移 动的阻力。 （5）用于大口径（Dg100mm）的调节阀，以增大执行机构的输出推力。 （6）当调节器与执行器距离在60m以上时，用定位器可克服控制信号的传递滞后， 改善阀门的动作反应速度。 （7）用来改善调节阀的流量特性。,分类： 二位三通 二位四通 二位五通等 作用：利用气体的压力来换向，其动 力源为仪表风，分为单气控和双气控 单作用靠弹簧复位,气控阀,5、气控阀,快排阀,6、快速排气阀,快排阀结构,快排阀,快排阀,应用: 大执行器的快速复位 可以用小尺寸电磁阀

14、,快排阀,应用快排阀的控制回路,不带快排阀的回路,气缸,排气,进气,电磁线圈,线圈不通电时，气缸排气路 径是电磁阀的排气孔,快排阀,带快排阀的回路,排气,进气,气缸,电磁线圈,电磁阀通电时气缸中气体 排出路径是快排阀,保位阀,7、保位阀,作用：当控制回路失气或失电时，可使用保位闪阀使阀 保位在故障前位置 STI意大利 YTC韩国 SMC,压力开关,通过压力开关对执行机构的气源压力进行高低压控制，保 证执行机构得到稳定的输出扭矩,SMC IS100 把设定讯号压力（0.02-0.1MP) 转为电讯号输出,ASCO SB22D 带传感器,8、压力开关,调速器,9、调速器,Controlled Flow,Free Flow,调速阀（单向调速阀） 通过调节输入到执行机构的气量大小来控制阀门的开关速度 一般采用排气节流，更稳定、可靠,调速器,结合针阀与单向阀功能的流量控制阀,针阀（限