执行器的基本原理及分类VIP免费

执行器的基本原理及分类仪表车间－刘洪波1.概述1.1执行器在自动控制系统中的作用执行器在自动控制系统中的作用，就是接受调节器发出的控制信号，改变调节参数，把被调参数在要求的范围内，从而达到生产过程自动化，因此，执行器是自动控制系统中极为重要的而不可缺少的组成部分。在生产现场，执行器直接控制工艺介质，尤其是高温、高压、低温、强腐蚀、易燃、易爆、易渗透、剧毒及高粘稠、易结晶等介质情况下，若选择或使用不当，往往会给生产过程自动化带来困难，导致调节质量下降，甚至会造成严重的生产事故。因此，对执行器的正确选用、安装和维修等各个环节都必须十分重视。执行器按其能源形式可分为气动、电动和液动3大类。气动执行器习惯称其为气动薄膜调节阀，以压缩空气为能源，具有结构简单、动作可靠、平稳、输出推力大、本质防爆、价格便宜、维修方便、等独特的优点，大大优于电动和液动执行器，因此，气动薄膜调节阀被广泛应用在石油、化工、冶金、电力等工业部门中。气动调节阀可以很方便地与气动仪表配套使用，当采用电动仪表或电子计算机控制时，只要用电气－阀门定位器或电气转换器，将电量信号转换成20－100Kpa的气压信号即可。本次主要介绍气动执行器。1.2执行器分类执行器分为气动执行器、电动执行器和液动执行器气动执行器按其执行机构形式分为薄膜式、活塞式和长行程式。近年来还研制了增力型薄膜调节阀。电动和液动执行器按其执行机构的运动方式分为直行程和角行程两类。目前在石化工业中普遍采用的是气动执行器，电动执行器使用较少，液动执行器只有在特殊要求下才采用。1.3执行器构成执行器常称调节阀，又称控制阀。它由执行机构和调节机构（也称调节阀）两部分组成，见下图其中执行机构是调节阀的推动部分，它按控制信号的大小产生相应的推力，通过阀杆使调节阀阀芯产生相应的位移（或转角）。调节机构是调节阀的调节部分，它与调节介质直接接触，在执行机构的推动下，改变阀芯与阀座间的流通面积从而达到调节流量的目的。气动执行器的外形图1.3.1执行机构（1）气动薄膜执行机构气动薄膜执行机构是一种应用最广泛的执行机构，它通常接受0.02～0.1Mpa或0.04～0.2Mpa的气动信号。气动薄膜执行机构分正作用和反作用两种形式，当信号压力增加时推杆向下移动的叫正作用执行机构，反之叫反作用执行机构。执行机构的正反作用（2）气动活塞式执行机构气动活塞式执行机构的活塞随气缸两侧压差而移动。气动活塞式执行机构的气缸允许操作压力可达0.5～0.7Mpa，因为没有反力弹簧抵消推力，所以有很大的输出推力，故特别适合高静压、高压差的工艺场合。气动活塞式执行机构1－活塞；2－气缸（3）长行程执行机构长行程执行机构具有行程长（200～400mm）、转矩大的特点，适用于输出转角（0°～90°）和力矩大的场合，如蝶阀、风门等，它将0.02～0.1Mpa（或0.04～0.2Mpa）的气动信号压力或4～20mADC的电流信号转变成相应的位移或转角。（4）侧装式气动薄膜执行机构这种执行机构同时融合了气动薄膜执行机构和活塞式执行机构的特点，采用杠杆传动进行力矩放大，可使执行机构的输出力增大3～5倍。侧装式气动薄膜执行机构适用于高压差、重负荷、噪声控制等多方面要求的控制系统。侧装式气动薄膜执行机构1－左膜盖；2－波纹管；3－右膜盖；4－支架；5－推杆；6－压缩弹簧；7－转板；8－轴；9－连杆；10－滑快；11－手轮机构；12－阀杆1.3.2调节机构调节机构又简称阀。阀的种类很多，根据阀的结构、用途来分，其基本形式是直通单座阀、直通双座阀、蝶阀、三通阀等，在此基础上根据特殊用途要求，派生出波纹管密封阀、低温阀、保温夹套阀、隔膜阀、角形阀、以及阀体分离阀等，近年来，随着工业自动化装置向大型化、高性能发展，研制出许多新型调节阀，如高温蝶阀、高压蝶阀和超高压调节阀；在阀的结构方面发展也很快，出现偏心旋转阀、套筒阀、O形球阀、V形球阀。在特殊要求下使用的有卫生阀、低噪声阀、低压降比阀以及单座塑料阀和全钛钢调节阀等品种。（1）直通单座阀直通单座阀阀体内只有一个阀芯和一个阀座。由阀杆带动阀芯上、下移动来改...