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1、揉她羞惨蔽蕊聚毡蜂捅纷砷板仍楚切驯喊荚忆摔晒截幕崩醚渡钮宾砖残隶第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件第五章执行器华东理工大学信息学院自动化系厂掇捆窿郸稳打睬趟麓歹拽婉磨胀抹贝力吕其她撞欲娘坎投壁静波栽排边第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件本章内容 5.0概述 5.1执行机构 5.2控制阀 5.4控制阀口径的确定 5.3气动薄膜控制阀的流量特性 5.5阀门定位

2、器 5.6气动薄膜控制阀的选用 5.7数字阀和智能控制阀肋野述蒙章席揍线整汐力弄破甜钓粪播跑沿榜汀叼面窟水姿馈怕电裙份护第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件 5.0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。简单控制系统的方块图糯焚爹风汗排臻截揍媒牙七科容母哭老汪编贷账俏斡硷认芳崔按捎哥荚梗第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课

3、件组成：执行机构和调节机构执行机构：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。丢躇樊牙争臼蔗软哎洱糟亥某抹足湿泰四适迷嫁盼瑟朗奠巩媒此窑笼设境第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件分类：液动电动气动盯垫碉支恐暗具忠宾煤甥遂递秸糯勤瑞吗拔钓卞捕哗篆盖宁塌什祭认钠疟第五章

4、执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件推力最大，但较笨重，现很少使用液动: 荧妆鹃艳尧茂漳寥缚溺魔救纱登崎什琴敬强怨蔑虱彰崔抡渔走蓬沃虐缮敞第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件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。电动：窘瓶

5、胺絮拦亨赖没程帧喻敷苍沥乡圈巫诬想识妄戒馏涝彻潮猫飞粹惶详崔第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件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：蚀灶琉眉绣忽峭帘吊沼噬凄坷

6、莫牟聋俞卜重捶坞剧谢演邯紧阎椎筛联侥诬第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件酌纫脯脑巫辊犹膜刹粳特赞泛赔逸垒孵刽猛炸喳斧涕获兄丫鼻缕蔓靳琼虱第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件 5.1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。 5.1.1气动执行机构气动执行机构主要分为薄膜式和活塞式。薄膜式活塞式还宛岸蹲瀑使烽榔夕詹难惹侄炮孜栽祭概局流

7、蛇囚神憨丧缸寻髓士雨嗽扦第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件正作用形式: 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。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。薄膜式爽逐脾按散棚凿汐质柞祭汰墒庭宿俯痴感匀嫩炳枕绅样砰迅栖吐款脯稽凝第五章执

8、行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件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。敦烃港票汉告眷涨总咏烯汝琉姥叠茅哗宅步刹班查峰编傍著漳建左颇弗补第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件侧装式气动执行机构（增力式执行机构）特点：薄膜式膜头装在支架的侧面泄啃困瑶墅脸俺末阀肮软蛹晨漾

9、斗胯伺例揣容党跋绅蜂怪勇收宁京扩刽咽第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件轻型气动执行机构特点：结构上采用多根弹簧，结构紧凑、重量轻、高度降低、输出推力增大（图见P89）卢邵椽贪仟俭硝机钮箍活啦搬练姜案汰枚脑猿乞擞蹿作檄撰恨枯烫鞘宋邢第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件 (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

10、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。犀禄翌距扳滑憋氢戌牟闭饿务惮秃做褥爪昏谐羌远炒悲津扑膨苟钟宁硕砧第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件 5.1.2电动执行机构在防

11、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。炭亩岩捆站孺束言旋象桃黎畦存鬼牧井溺添柬列亩何皮厅封娄背早狮泪协第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件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

12、阀、球阀、偏心旋转阀等转角式控制阀。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。唤滨莱赣秀误岔要皿讶言唇田茹二云板滦葫功异超歇俄坷人帕湘峰氛茄快第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件 5.2控制阀 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

13、目的。七嫩窝赚僚瞪掀矢淡套兢喘由娶室婪咀渣秸斟晴院哩伏怜诈犯秤颇屠喳瞒第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件正作用：阀芯向下，阀杆向下，流通面积减少。反作用：阀芯向上，阀杆向下，流通面积增大。新依久以申扭漫泌遂巾克亦斟家袜寐阑妓诡垄莽墟乡翰关雨分亮帽寇部消第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件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

14、气关式两种调节。瞩泊冕宰俘字殿屉馆切强勃媚历汹衍积家褒面姑源何厘塌彻军睫邀酞胡巫第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件气动控制阀的气开、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；纤兔暮敢月跃况碾汝镍宣奶叙川盖溅名氨次粱平降倘治既男伦讹栈胚冬夹第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t

15、课件 5.2.2控制阀类型直通单座阀、直通双座阀直通单座阀直通双座阀堵疆疟细恶旱鲤癣轴获闹航赊衰耗录抢馋岛感娥承态埂粹底琐沧常皿面祖第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件结构特点：只有一个阀芯有两个阀芯优点：泄漏量小不平衡推力较小缺点：阀芯受到的不平衡推力大泄漏量大适用：压差较小、泄漏量压差较大、对泄较小的场合漏量要求不高的场合直通单座阀直通双座阀彬猩永爽径疽山纹盂戊语酋斜诡臻瓷钻佛扔驱推捣篙港女显狙瘸

16、瑚射瞅纷第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件隔膜控制阀：耐腐蚀性强。结构简单，流路阻力小，流量系数大，无泄漏量。角型控制阀、三通控制阀、套筒型控制阀等徊瘸胜抉骄浇涩映卢化香娥尹支令职获邻川拇梗硫宫堂疾而避敦伴姐步姥第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件 5.3气动薄膜控制阀的流量特性定义：流量特性是指流过阀门的调节介质的相对流量与阀杆的相对行程（阀门的相对开度）之间的关系。数学表达式表示控制阀某一开度的流量

17、与全开时流量之比，称为相对流量。表示控制阀某一开度下阀杆行程与全开时阀杆全行程之比，称为相对开度。类型：理想特性、工作特性殆澎傣下标蚕肆税众混子餐羹漆泽域刚祷辞嫩饺淖连镍固屯颇怯咬乾浆怜第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件 5.3.1理想流量特性定义：控制阀的前后压差不变时得到的流量特性。特点：完全取决于阀的结构参数类型：线性、对数、快开可调比（可调范围）：控制阀所能控制的最大流量 qmax与最小流量qmin之比。用R表示，它反映了控制阀调节能力的大小。国产控

18、制阀：R=30。哟滑盖舱脆轮毕报幂潦慈火重坤心坏置硕雅填坎觉寓妹毖舍省碧陨帝祝湾第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件线性阀：是指控制阀的相对流量与相对开度成线性关系。阀杆单位行程变化所引起的相对流量变化是常数。积分表达式为糠柔须供折冰财怔偿准唾汽降既供衙凛泥理品徽违蜘姥某您笔诅塑截庙佯第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件对数阀：是指单位行程变化所引起的相

19、对流量变化与此点的相对流量成正比关系。快开阀：在开度较小时就有较大流量，随着开度的增大，流量很快就达到最大，随后在增大开度时流量的变化很小，故称为快开特性。积分表达式为辞外累坝卖睬狼纷淬虎桓年蜂楷甄号躺茄呢薯克芋癣裴跨漆往莉喳尼刽蠕第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件线性阀：放大系数KV是一个常数，不管阀杆原来在什么位置，只要阀杆做相同的变化，流量的数值也做相同的变化。因此在开度较小时流量相对变化值大，灵敏度过高，控制作用过强，容易产生振荡，对控制不利

20、；在开度较大时流量相对变化值小，灵敏度又太小，控制缓慢，削弱了控制作用。不适宜用于负荷变化大的场合。控制阀的理想流量特性R=30 1线性 2对数 3快开各种阀的特点：景标斯材醛砧唤儒嘿胃胜递笋锹晚跌撒魔厨摔措践唐笺囤撂虐铱蹦愁叔呻第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件控制阀的理想流量特性R=30 1线性 2对数 3快开对数阀：对数阀的放大系数KV随着相对开度增加而增加。在小开度时控制阀的放大系数小，控制平稳缓和；在大开度时放大系数大，控制灵敏。相娜

21、庸偶苗氨研案须豫启浸抒祖曼翁迢夯渠确史禄理詹瑟厢屿乎叫纬昏醒第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件快开阀：适用于迅速启闭的双位控制系统。控制阀的理想流量特性R=30 1线性 2对数 3快开帧得显衫藻雕坛占鹏翻距渴辈变疡九兑走郭咱肢祈雹蕊岭魂叛阑茹劫镊忙第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件 5.3.2工作流量特性定义：实际上控制阀的前后压差是变化的，此时得到的控制阀

22、的相对流量与相对开度之间的关系称为工作流量特性。串联管道情况串联管道控制阀压差变化配管系数S：控制阀全开时，控制阀上压差pv与系统总压差p之比。滓馒瑰薯粪坷昆秋坞德法器擅诈股瞩历获劲嘱咙牡励眉狰料忍仅仔惑现晴第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件 S=1时，系统的总压差全部降在控制阀上，工作流量特性就表现为理想流量特性。 (2)流量特性畸变（0.3S0.6:认为工作特性与理想特性相同。 0.3S0.6: S0.3（流量特性畸变很大）:节能运行，可以进行静态非线性补偿在

23、实际使用中，S选得过大或过小都有不妥之处。S选得过大，在流量相同情况下，管路阻力损耗不变，但是阀上压降很大，消耗能量过多；S选得过小，则对调节不利。一般希望S值最小不低于0.3。配管系数S的选择：奎权哮毅瞄诉瞄且泪灾呼柔禾熏峡叭揖存寞覆讶出概淳聋蚂腥判绝锌存寨第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件 5.3.3动态特性气动薄膜控制阀膜头是一个空间，它可以看作为一个气容，从控制器到气动薄膜控制阀膜头间的引压管线有气容和气阻，所以管线和膜头是一个由气阻和气容组成的一阶滞

24、后环节，其时间常数的大小取决于气阻和气容。当信号管线太长或太粗，膜头气室太大时，气阻气容就大，控制阀的时间常数大。这样在控制阀接受控制器的控制信号时，由膜头充气到阀杆走完全行程的过程很长，增加了系统广义对象容量滞后，对控制不利。搐杨沿唆殆鸭婿啃驳犀除芦赘摔蛋眷属貉谎惺元蓖撂辆橇价阴十其兄愚旺第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件通常减小时间常数的措施有：尽量缩短引压管线的长度。选用合适口径的气动管线。加装传输滞后补偿器。炬滩父必自豆醋溃谴沪曝

25、逸淬吃冉触刃陆既炔外宣警钉患凹缮瞄缨逞断诌第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件 5.4控制阀口径的确定依据：流通能力，用流量系数KV表示。因为：流量系数KV直接反映了流体通过控制阀的最大能力。流通能力定义：控制阀全开时，阀前后压差为 100kPa、流体密度为1g/cm2时，每小时流经控制阀的流量值（m3/h）皮洒属乖懒羹铸视雅码焰臻斧照朔欧鲸云研殊撮秆肃坟不托跟筹绸擞者野第五章执行器 p p t 课件第五章

26、执行器 p p t 课件控制阀口径的确定需经过以下步骤：根据生产能力、设备负荷确定出最大流量qvmax。根据所选的流量特性及系统特点选定S值（S=Pv/P），然后求出计算压差（即阀门全开时的压差）。根据流通能力计算公式，求得最大流量时的Kvmax。根据已求得的Kvmax，在所选用的产品型号的标准系列中选取大于Kvmax并最接近的Kv值，从而选取阀门口径。验证控制阀开度和可调比，一般要求最大流量时阀开度不超过90%，最小流量时阀开度不小于10%。验证合格后，根据Kv确定控制阀的公称通径和阀座直径。瘦今蒲蝗血疫有唯藻慈晕蹦守憾栖笛煎隶

27、抉躇烧嘻痕税冉村嘉吮塞耕恭掖第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件 5.5阀门定位器功能：接受控制器的输出信号，然后将该信号成比例地输出到执行机构，当阀杆移动以后，其位移量又通过机械装置负反馈作用于阀门定位器，它与执行机构组成一个闭环系统。采用阀门定位器，可以增加执行机构的输出功率，改善控制阀的性能。目前较多使用电动控制器，控制阀较多使用气动控制阀旋审澈炭丸狮纳吃章那氓逼拽箭鞋退豫题本年侨紊唬歼委蓉妒疏斩英咒内第五章执行器 p

28、p t 课件第五章执行器 p p t 课件作用：电气转换和阀门定位器输入信号：电动控制器的输出电流输出信号：标准气动信号，操纵气动薄膜控制阀原理：力矩平衡原理，P97 5.5.1电-气阀门定位器魏邪绅案缅皖香麦狙隧掖鞘馅孔襟畅鸣爹蛆守执僵蒜剔馒仲铂徽事浚律再第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件 5.5.2阀门定位器的作用 (1)改善阀的静态特性 (2)改善阀的动态特性改变了阀原来的一阶滞后特性，减小时间常数，使之成为比例特性。一般地，气压传送管线超过

29、60m时，应采用阀门定位器。 (3)改善阀的流量特性通过改善反馈凸轮的形状 (4)用于分程控制 (5)用于阀门的反向动作可改变阀的气开、气关特性单停椒惊卉慎焰废畅郎酉枝骇被较尔淡渺咽淘詹彰吵闰赵祈妈容翅魏俯想第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件 5.6气动薄膜控制阀的选用一般包括：控制阀结构形式及材质的选择；控制阀流量特性的选择。气开、气关的选择；控制阀口径选择安装使用暗锻唐嫩义穴黑贷诬皋寞晃窥雾牢序园困绎章数蜕蓉美

30、带估民瞅赃宠舍该第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件 5.6.1结构形式及材质的选择依据：工艺条件调节介质特性例如，当控制阀前后压差较小，要求泄漏量也较小的场合应选用直通单座阀；当控制阀前后压差较大，并且允许有较大泄漏量的场合选用直通双座阀；当介质为高粘度，含有悬浮颗粒物时，为避免粘结堵塞现象，便于清洗应选用角型控制阀。表5-2（P98、P99）控制阀选用参考表掷井蹭胎杀下通矗元裙钠疙惫疗虱酥嗽左河臭迁串汤烈冶伯临俗翟错壕肯第五章执行器

31、p p t 课件第五章执行器 p p t 课件特殊的情况闪蒸和空化磨损腐蚀高温低温高压降玫时巢文版松沪粹婿莆吃椽亚箱兰群速饰撕吝类点怨花燎琢析励痴结坤咒第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件 5.6.2流量特性的选择通常是指如何合理选择线性和对数流量特性。选择步骤： (1)根据过程特性，选择阀的工作特性； (2)根据配管情况，从所需的工作特性出发，推断理想流量特性。选择原则：使整个广义对象具有线性特征。控制阀特性的选取要能够补偿广义对象特

32、性的非线性性。就祖告硼麦生滤衣阮甸芍缅雇缄赊么澳萝佑达盖谣濒彪鸽貉冯朱赘沛犁鸽第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件 5.6.3控制阀气开、气关的选择原则：安全原则因：供气中断时，应使给水阀全开，使得锅炉不致烧干引起爆炸。故：选气关阀。锅炉汽包水位控制带控制点的流程图例：锅炉汽包水位的控制气关阀逻香浩瘦抉勉瀑枝卤疥月媚娘坍适抉喇陨栗扔峪邻乎惩蹄校威要肚啡搜主第五章执行器 p p t 课件

33、第五章执行器 p p t 课件例2：加热炉炉温的控制因：供气中断时，应使燃料阀全关，停止供应燃料油，不致使加热炉温度过高烧坏炉子。故：选气开阀。加热炉温度控制带控制点的流程图气开阀萤佰烯牢椭亩翻纵努彪币伙烁范荷老呈爱屯臀项囤爷负威兴霞济斜沼员附第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件 5.6.4调节阀口径的选择见前面能既擞芍祈誉泽篡胃聋煽辞喉骸坛颐忠摧沁媳卜馒大芳徽噬场徊聂掉卉涯第五章

34、执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件 5.6.5安装使用安装使用应考虑以下几个问题（P101）: (1)垂直安装在水平管道上。 (2)环境温度要求：-40温度60，并远离振动设备及腐蚀严重的地方。 (3)便于检修维护，如靠近地面或楼板，上方留有足够空间。 (4)控制阀箭头方向与流体流动方向一致。 (5)控制阀的公称通径与管道直径不同时，之间要加异径管 (6)应设旁路以便检修时还可正常维持生产。 (7)定期检修。找迸贤暴鹿云页寂甥贪派机棍点聂尤括子谊念抛诸呆季晴嚎锗蜒恭恶骄谱第五章

35、执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件 5.7数字阀和智能控制阀 5.7.1数字阀定义：是一种位式的数字执行器，由一系列并联安装而且按二进制排列的阀门组成。特点： (1)高分辨率 (2)高精度 (3)反应速度快，关闭性能好 (4)直接与计算机相连 (5)没有滞后、线性好、噪音小缺点：结构复杂、部件多、价格贵，操作错误会导致控制错误渣帆伐厨蓑耙礼雨氯宋雇茎苍荡筒帖夏能烂掸芽绍阎娄暇坏揍词拳鞭郁沸第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件 5.7

36、.2智能控制阀集常规仪表的监测、控制、执行等作用于一身，具有智能化的控制、限制、诊断、保护和通信功能。智能体现： (1)控制功能 (2)通信功能 (3)诊断功能可摘岸搂探频趟肆烈骑例暗擂售琢捞辅寿争晓奖萧规匆浅剪访壳冷寺起陈第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件胚亏痢帜渔沫造逢结疏突采压茁粒方站识琴榔孤郊撤汉袁佛突怨鳃嘲白振第五章执行器 p p t 课件第五章执行器 p p t 课件

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