化工仪表及自动化第六章执行器25042.pptx

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1、第六章第六章 执行器执行器1掌握控制阀的流量特性的意义掌握控制阀的流量特性的意义2了解气动薄膜控制阀的基本结构、了解气动薄膜控制阀的基本结构、主要类型及使用场合。主要类型及使用场合。3理解气动执行器的气开、气关型式理解气动执行器的气开、气关型式及其选择原则。及其选择原则。4了解电气转换器及电了解电气转换器及电-气阀门定位器气阀门定位器的用途及工作原理。的用途及工作原理。执行器的作用：将控制器的输出转化为执行器的作用：将控制器的输出转化为对被操作对象的实际操作（动作）。对被操作对象的实际操作（动作）。根据动作能源的不同，执行器可以分为根据动作能源的不同，执行器可以分为以下三类：以下三类：气动执行

2、器：以气压为动力，推动机构动气动执行器：以气压为动力，推动机构动作。作。电动执行器：以电动机作为动力源，推动电动执行器：以电动机作为动力源，推动机构动作。机构动作。液动执行器：以液压站提供的流体（液压液动执行器：以液压站提供的流体（液压油）高压为动力源，推动机构动作。油）高压为动力源，推动机构动作。6.1 气动执行器气动执行器执行机构执行机构执行器的推动装置。执行器的推动装置。薄膜执行机构：气压推动薄膜并带动连杆运动。薄膜执行机构：气压推动薄膜并带动连杆运动。活塞执行机构：气压推动活塞并带动连杆运动。活塞执行机构：气压推动活塞并带动连杆运动。控制机构控制机构直接作用于对象，并使对象的运动发生改

3、变直接作用于对象，并使对象的运动发生改变的装置。的装置。气气一、气动执行机构一、气动执行机构输入信号输入信号空气压力：空气压力：0.020.1MPa输出：输出：按连杆最大位移按连杆最大位移行程确定规格：行程确定规格：10，16，25，40，60，100mm气动弹簧执行机构气动弹簧执行机构在薄膜或活塞上增加弹簧，使其行程与气压成正在薄膜或活塞上增加弹簧，使其行程与气压成正比比常用于连续变化量的调节。常用于连续变化量的调节。无薄膜气动执行机构，常用于开关方式调节。无薄膜气动执行机构，常用于开关方式调节。二、控制机构二、控制机构1.作用与分类作用与分类作用：直接作用于对象，并使对象的运作用：直接作用

4、于对象，并使对象的运动（如流量）发生变化。动（如流量）发生变化。由于被控对象千差万别，控制机构的形由于被控对象千差万别，控制机构的形式也各不相同，如调节阀、调压变压器、式也各不相同，如调节阀、调压变压器、变速器、振动给料机等等。变速器、振动给料机等等。化工系统中最常用的控制机构为各种形化工系统中最常用的控制机构为各种形式的控制阀。式的控制阀。2.各种形式的控制阀各种形式的控制阀插板阀、浆液阀插板阀、浆液阀直通单座、直通双座控制阀直通单座、直通双座控制阀角阀：角阀：高压差、高粘度、含悬浮物和颗粒物的流体；高压差、高粘度、含悬浮物和颗粒物的流体；底进侧出，与单座阀相似。底进侧出，与单座阀相似。三通

5、阀：适用于配比控制与旁路控制。三通阀：适用于配比控制与旁路控制。隔膜控制阀：强酸、强碱、强腐蚀性介质隔膜控制阀：强酸、强碱、强腐蚀性介质蝶阀：蝶阀：低压差、大流量气体和含悬浮颗粒介质的调节。低压差、大流量气体和含悬浮颗粒介质的调节。球阀：球阀：偏心旋转阀：偏心旋转阀：套筒阀、笼式阀、凸轮挠曲阀等。套筒阀、笼式阀、凸轮挠曲阀等。3.控制阀的理论流量特性控制阀的理论流量特性理论流量特性：被控介质流过阀门的相对流量与阀门相理论流量特性：被控介质流过阀门的相对流量与阀门相对开度（相对位移）间的关系。对开度（相对位移）间的关系。理想流量特性理想流量特性（条件：条件：P1-P2 为常数）为常数）Q/Qma

6、x=f（l/L）a)直线型流量特性：直线型流量特性：Q/Qmax=K（l/L）+C 调节阀的相对流量与相对开度成直线。调节阀的相对流量与相对开度成直线。带入边界条件，得：带入边界条件，得：即：即：Q小时相对变化值大，小时相对变化值大，Q大时相对变化值小。大时相对变化值小。结论：小开度时调节作用太强，会产生振荡；大开度时调结论：小开度时调节作用太强，会产生振荡；大开度时调结论：小开度时调节作用太强，会产生振荡；大开度时调结论：小开度时调节作用太强，会产生振荡；大开度时调节作用弱，不及时。节作用弱，不及时。节作用弱，不及时。节作用弱，不及时。b)对数特性：对数特性：指单位相对行程变化引起的相对流量

7、变化与此点的相指单位相对行程变化引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比。即：调节阀的放大系数对流量成正比。即：调节阀的放大系数K随相对流随相对流量的增大而增大。量的增大而增大。Q/Qmax=R（l/L-1）c)抛物线特性：抛物线特性：介于直线型与等百分比曲线之间。介于直线型与等百分比曲线之间。d)快开特性：快开特性：在小开度时流量变化很大；在小开度时流量变化很大；l/L1/4Dg时，流量迅速增大；时，流量迅速增大；适用于快速开、闭的切断阀。适用于快速开、闭的切断阀。4.控制阀的实际流量特性控制阀的实际流量特性控制阀在调节过程中，同时将引起管道工况控制阀在调节过程中，同时将引起管道工况点的变化

8、，进而使阀门两端压差发生变化。点的变化，进而使阀门两端压差发生变化。阀门两端压差的变化又反过来影响通过阀门阀门两端压差的变化又反过来影响通过阀门流体的流量。流体的流量。因此，除非是简单的两端恒压（如水池放水因此，除非是简单的两端恒压（如水池放水阀），阀门的实际流量特性通常是十分复杂阀），阀门的实际流量特性通常是十分复杂的。的。例例 水泵出口阀门的调节特性水泵出口阀门的调节特性Q0Hs=1s=0.9s=0.5s=0.25.控制阀的选择控制阀的选择结构与特性选择结构与特性选择结构选择：依据工艺条件（温度、压力等）和介结构选择：依据工艺条件（温度、压力等）和介质的物理、化学性质（腐蚀性、黏度等）进行

9、选质的物理、化学性质（腐蚀性、黏度等）进行选择。择。流量特性选择：依据工艺需要并结合整个管路系流量特性选择：依据工艺需要并结合整个管路系统的工况点（管路流量特性）选择。统的工况点（管路流量特性）选择。气开式与气关式的选择气开式与气关式的选择依据气源断开的安全性结合执行机构形式选择。依据气源断开的安全性结合执行机构形式选择。阀门口径的选择阀门口径的选择依据实际流量调节范围选择。依据实际流量调节范围选择。三、气动执行机构的安装与维修保养三、气动执行机构的安装与维修保养位置选择应注意方便安装维修；位置选择应注意方便安装维修；环境温度：环境温度：+60C-40C尽量直立安装在水平管道上，其它安装方式尽

10、量直立安装在水平管道上，其它安装方式应加设支撑架；应加设支撑架；控制阀前后一般应安装手动截止阀，以便维控制阀前后一般应安装手动截止阀，以便维修；修；安装前应进行清洗；安装前应进行清洗；定期维护检修。注意观察密封与磨损情况。定期维护检修。注意观察密封与磨损情况。四、电四、电气转换气转换在电控系统中，使用气动执行机构必须在电控系统中，使用气动执行机构必须进行电进行电气转换。气转换。将控制器输出的直流电信号转换为气压信将控制器输出的直流电信号转换为气压信号；号；将执行器的位置信号（气压）转换为电信将执行器的位置信号（气压）转换为电信号，反馈给控制器，以便控制器能准确的号，反馈给控制器，以便控制器能准

11、确的进行控制。进行控制。6.2 电动执行器电动执行器以电动机为核心动力源，将控制器输出以电动机为核心动力源，将控制器输出的直流电信号直接转换成相应的角位移的直流电信号直接转换成相应的角位移或直线行程的机构。或直线行程的机构。电动执行机构的分类：电动执行机构的分类：角行程电动执行机构：使输出轴产生角行程电动执行机构：使输出轴产生090角位移；角位移；直线行程电动执行机构：直线行程电动执行机构：多转式电动执行机构多转式电动执行机构电动执行器的结构原理电动执行器的结构原理 伺服 放大器 伺服 电动机减速机 位置 发送器输入信号操作器输出轴输出轴离合器手轮电动执行器的选择电动执行器的选择电动执行器与气

12、动执行器的差异主要执电动执行器与气动执行器的差异主要执行机构，其控制机构基本相同。行机构，其控制机构基本相同。电动执行器的选择：电动执行器的选择：根据控制机构选择执行机构；根据控制机构选择执行机构；根据扭矩选择角行程执行器；根据扭矩选择角行程执行器；根据轴位移选择直线行程执行器；根据轴位移选择直线行程执行器；根据阀门型号选择多转式执行器。根据阀门型号选择多转式执行器。6.3 电电液执行器液执行器以直流电信号为控制信号，以液压为动以直流电信号为控制信号，以液压为动力的执行器。力的执行器。主要用途：与大功率、大位移控制机构主要用途：与大功率、大位移控制机构配套，用于大型设备的控制。配套，用于大型设备的控制。如：大型高压阀门的控制。如：大型高压阀门的控制。通常，防爆性能较差，不能用于易燃、通常，防爆性能较差，不能用于易燃、易爆及高温场所。易爆及高温场所。电电液执行器的结构原理液执行器的结构原理液压系统电控系统输入信号反馈信号 位置 发送器输出轴本章作业本章作业1，17，18