五章 执行器ppt课件.ppt

化工过程自动化 西北民族大学 化工学院 5 执行器 概述 5.1 执行机构 5.2 控制阀 5.3 气动薄膜控制阀的流量特性 5.4 控制阀口径的确定 5.5 阀门定位器 5.6 气动薄膜控制阀的选用 5.7 数字阀和智能控制阀 概述 作用：接收控制器输出的控制信号，改变操纵变量，使生产过程按预定要求正常进行。 组成：执行机构和调节机构 分类：气动、电动和液动 执行机构 执行机构是指根据控制器控制信号产生推力或位移的装置。 调节机构 调节机构是根据执行机构输出信号去改变能量或物料输送量的装置，通常指控制阀。 现场有时就将执行器称为控制阀。 液动执行器 推力最大，但较笨重，现很少使用 电动执行器 电动执行器的执行机构和调节机构是分开的两部分，其执行机构有角行程和直行程两种，都是以两相交流电机为动力的位置伺服机构，作用是将输入的直流电流信号线性地转换为位移量。 安全防爆性能较差，电机动作不够迅速，在行程受阻或阀杆被轧住时电机易受损。 气动执行器 气动执行器的执行机构和调节机构是统一的整体，其执行机构有薄膜式和活塞式两类。 活塞式行程长，适用于要求有较大推力的场合，而薄膜式行程较小，只能直接带动阀杆。 化工厂一般均采用薄膜式。（习惯称为气动调节阀)是用压缩空气为能源，结构简单、动作可靠、平稳、输出推动力大、维修方便、防火防爆、价格较低、广泛应用于化工、炼油生产。 气动薄膜阀 5.1 执行机构 5.1.1 气动执行机构 5.1.2 电动执行机构 5.1.1 气动执行机构 气动执行器的执行机构和调节机构是统一的整体。 气动执行机构主要分为薄膜式和活塞式。 薄膜式 活塞式 (1)薄膜式 这种执行机构的输出位移与输入气压信号成比例关系。当压力与弹簧的反作用力平衡时，推杆稳定在某一位置，信号压力越大，推杆的位移量也越大。(推杆的位移即为执行机构的直线输出位移，也称行程。) 形式有传统结构和改进结构。 正作用形式： 信号压力增大，推杆向下。反作用形式：信号压力增大，推杆向上。 传统型 国产正作用式执行机构称为ZMA型，反作用式执行机构称为ZMB型。较大口径的控制阀都是采用正作用的执行机构。信号压力通过波纹膜片的上方（正作用式）或下方（反作用式）进入气室。 侧装式气动执行机构 (2) 活塞式 活塞式执行机构属于强力气动执行机构。其气缸允许操作压力高达0.5MPa，且无弹簧抵消推力，因此输出推力很大，特别适用于高静压、高压差、大口径场合。它的输出特性有两位式和比例式。 两位式 两位式是根据活塞两侧的操作压力的大小而动作，活塞由高压侧推向低压侧，使推杆从一个极端位置移动到另一个极端位置，其行程达25～100mm，适用于双位控制系统。 比例式 比例式是指推杆的行程与输入压力信号成比例关系，必须带有阀门定位器，它适用于控制质量要求较高的系统。 5.1.2 电动执行机构 在防爆要求不高且无合适气源的情况下可以使用电动执行器。 电动执行机构是由电动机带动减速装置，在电信号的作用下产生直线运动和角度旋转运动。 电动执行机构一般可以分为直行程、角行程、多转式三种。 直行程电动执行机构 直行程电动执行机构的输出轴输出各种大小不同的直线位移，通常用来推动单座、双座、三通、套筒等形式的控制阀。 角行程电动执行机构 角行程电动执行机构的输出轴输出角位移，转动角度范围小于360o, 通常用来推动蝶阀、球阀、偏心旋转阀等转角式控制阀。 多转式电动执行机构 多转式电动执行机构的输出轴输出各种大小不等的有效圈数，通常用于推动闸阀或由执行电动机带动旋转式的调节机构，如各种泵等。 5.2 控制阀 5.2.1 控制阀（调节阀）结构 5.2.2 控制阀类型 5.2.1 控制阀（调节阀）结构 调节阀是一个局部阻力可以改变的节流元件。由于阀芯在阀体内移动，改变了阀芯与阀座之间的流通面积，即改变了阀的阻力系数，被调介质的流量也就相应地改变，从而达到调节工艺参数的目的。 实现两种调节 执行器，如气动薄膜控制阀的执行机构和调节机构组合起来，可以实现气开和气关式两种调节。 气动控制阀的气开、气关特性 气关阀：供气量越大，阀门开度越小，而在失气时则全开，称FO型。 气开阀：供气量越大，阀门开度越大，而在失气时则全关，称FC型； 5.2.2 控制阀类型 主要有：直通单座阀、直通双座阀 另外还有：隔膜控制阀、角型控制阀、三通控制阀、套筒型控制阀等 直通单座阀与直通双座阀比较 直通单座阀 直通双座阀 结构特点： 只有一个阀芯