EXIT
第34页
（3）根据负荷变化 直线阀在小开度时流量变化大，调节过于灵敏，易振荡。在 大开度时，调节作用又显得微弱，造成调节不及时，不灵敏。 因此在压降比S较小，负荷变化大的场合不宜采用直线阀。 等百分比阀在接近关闭时工作缓和平稳，而接近全开状态 时，放大系数大，工作灵敏有效，因此它适用于负荷变化幅 度大的场合。快开特性阀在行程较小时，流量就较大，随着 行程的增大，流量很快达到最大，它一般用于双位调节和程 序控制的场合。 （4）根据调节对象的特性 一般有自平衡能力的调节对象都可选择等百分比流量特性的 调节阀，不具有自平衡能力的调节对象则选择直线流量特性 的调节阀。
1喷嘴 2 挡板 3 杠杆 4 调 零弹簧 5 永久磁钢 6、7 线圈 8 反馈弹簧 9 夹子 10 拉杆 11 固定螺钉 12 放大器 13 反馈轴 14反馈 压板 15 调量程支点 16 反馈机体
EXIT
第32页
8.4 调节阀的选择 1 流量特性的选择 流量特性的选择方法有两种，一种是通 过数学计算的分析法，另一种是在实际工 程中总结的经验法。由于分析法既复杂又 费时，所以一般工程上都采用经验法。具 体来说，应该从调节质量、工况条件、负 荷及特性几个方面考虑。
L 相对开度，即某一开度下的行程与全行程之比 Qmax 相对流量Q/ Q/Qmax
快开
1.理想流量特性
直线 抛物线
等百分比 （对数）
相对开度l/L
EXIT
第24页
表1 调节阀4种理想流量特性
EXIT
第25页
2.工作流量特性 在实际使用时，控制阀安装在管道上，与其它设备串 联，或者与旁路管道并联，因而控制阀前后的压差是变 化的。此时，控制阀的相对流量与阀芯相对开度之间的 关系称为工作流量特性。 串联管道的工作流量特性
结构 体积 推力 配管配线 动作滞后 频率响应 维护检修 使用场合 温度影响 成本
简单 中 中 较复杂 大 狭 简单 防火防爆 较小 低
复杂 小 小 简单 小 宽 复杂 隔爆型才防火防爆 较大 高
简单 大 大 复杂 小 狭 简单 要注意火花 较大 高
EXIT
第4页
8.2 执行机构
电动执行器 气动执行器
EXIT
第22页
(1)串联管道时的可调比
R实际 = R S S=
∆P min ∆P
ΔPmax 为控制阀全关时阀前后的压差（近似等于 Pmax为控制阀全关时阀前后的压差（近似等于 系统的总压差）； 为控制阀全开时阀前后的压差； ΔPmin Pmin为控制阀全开时阀前后的压差； S为控制阀全开时阀前后压差与系统总压差之比
EXIT
第35页
2 口径的选择
调节阀口径是根据工艺要求的流通能力确定 的，要根据提供的工艺条件计算出调节阀的流通 能力，再依据其流通能力选择调节阀的口径。 实际工程中，阀门口径是分级的，C值通常也 不是连续值（公式计算的C值是连续的）。不同 厂商的同类型产品有不同的C值与口径对应表。 在计算出期望的C值后，就可以查阅生产商的相 应产品数据表来决定所需的阀门口径。选取阀门 口径的原则应尽可能接近或大于计算结果，不应 小于计算结果。
EXIT
第33页
（1）根据自动调节系统的调节质量 根据自动控制原理中的特性补偿原理，为了使系统保持良 好的调节质量，希望开环总放大系数与各环节放大系数之 积保持常数。这样，适当选择阀的特性，以阀的放大系数 变化来补偿对象放大系数的变化，从而使系统的总放大系 数保持不变。 （2）根据管道系统压降变化情况 管道系统压降比S : 1~0.6 0.6~0.3 0.3~0 调节 不适宜 所选流量特性 直线 等百分比 等百分比 调节 不适宜 实际工作流量特性 直线, 等百分比 直线 , 等百分比
EXIT
第12页
二、电动执行器
电动执行机构由伺服放大器和执行机构两部分组成。 执行机构又包括两相伺服电动机、减速器和位置发 送器
EXIT
第13页
1.伺服放大器
前置磁放大器、触发器，可控硅主回路及 伺服放大器： 伺服放大器：前置磁放大器、触发器，可控硅主回路及 电源等部分。 ：综合输入信号和反馈信号 ，并将该 结果信号加以 作用 作用：综合输入信号和反馈信号 ：综合输入信号和反馈信号，并将该 ，并将该结果信号加以 放大，使之有足够大的功率来控制伺服电动机的转动。 结果信号的极性 ，放大器应输出相应极性的 根据综合后 根据综合后结果信号的极性 结果信号的极性，放大器应输出相应极性的 以控制电动机的正、反运转。 信号， 信号，以控制电动机的正、反运转。
(2)并联管道时的可调比
1 R实际 = = 1− x 1 Q max = Q1 max Q2 1− Q max
x=
调节阀全开时的流量 Q1 max = 总管最大流量 Q max
EXIT
第23页
四、控制阀的流量特性
Q l 式中：Q Q 相对流量，即某一开度的流量与全开流量之比 = f( ) max Qmax L l 相对开度，即某一开度下的行程与全行程之比
L Q 开度
EXIT
执行机构 位移
调节机构
第6页
EXIT
第7页
气动薄膜控制阀
外形
正作用 执行机 构 P入
气开式 执行器
正作用式 气动薄膜 控制阀
反装阀
EXIT
第8页
阀芯的正装与反装形成气开、气关
正装
反装
EXIT
第9页
反作用式气动薄膜控制阀 � 结构 原理
O型环
气关式 控制阀
气开式 执行器
P入
EXIT
第5页
一、气动执行器
1. 特点 它是以140kP的压缩空气为能源，以20 ~ 100kP气压 信号为输入控制信号； 具有结构简单、动作可靠、性能稳定、输出推力大、 维修方便、本质安全防暴和价格低廉等特点。 2.构成原理 （一）结构组成： 执行机构 调节机构
输入 信号 P入
Pλ →L → Q
EXIT
第15页
8.3 调节机构
一、控制阀的结构特点
直通
角形
EXIT
第பைடு நூலகம்6页
三通控制阀：合流；分流
合流 分流
EXIT
第17页
碟阀
EXIT
第18页
角行程式阀芯
凸轮挠曲阀 蝶阀 球阀
EXIT
第19页
二、控制阀的流量系数
1、控制阀的节流原理
流量方程：
Q= A ζ
2 （P 1 −P 2） ρ
P入
P1 实用流量方程：
反作用执 行机构
EXIT
第10页
四种组合
气关式
正作用
气开式
正作用
气开式
反作用
气关式
反作用
P入
P入
P入
P入
Q
Q
Q
Q
正装阀
反装阀
正装阀
EXIT
反装阀 Q
第11页
气动活塞式执行机构
气动活塞式执行机构按其 比例式 和两 作用方式可分成 作用方式可分成比例式 比例式和 两种。 位式 位式两种。 比例式是指输入信号压力 与推杆的行程成比例关系， 这时它必须与阀门定位器配 用。 两位式是根据输入执行 机构活塞两侧的操作压力差 来完成的。活塞由高压侧推 向低压侧，就使推杆由一个 极端位置推移至另一个极端 位置。
EXIT
第30页
二、电/气阀门定位器
电/气阀门定位器实际上是电气转换器和阀门 定位器的组合。 先看电气转换器的动作原理
EXIT
第31页
二、电 /气阀门定位器 二、电/
4～20mADC 电流信号 电/气阀门定位器将来自控制器或其它单元的 气阀门定位器将来自控制器或其它单元的4 20mADC电流信号 同时， 从阀杆的位移取得反馈信 转换成气压信号去驱动执行机构。 转换成气压信号去驱动执行机构。同时， 同时，从阀杆的位移取得反馈信 因而不仅 改善了执行器的静 号，构成具有阀位负反馈的闭环系统， 号，构成具有阀位负反馈的闭环系统，因而不仅 因而不仅改善了执行器的静 而且改 态特性，使输入电流与阀杆位移之间保持良好的线性关系； 态特性，使输入电流与阀杆位移之间保持良好的线性关系；而且改 ，减少了信号 善了气动执行器的动态特性，使阀杆的移动速度加快 善了气动执行器的动态特性，使阀杆的移动速度加快， 的传递滞后。
EXIT
第26页
并联管道的工作流量特性
S′为阀全开时的工作流量与总管最大流量之比。 图中 图中S S′的值不能低于 0.8 根据实际经验， 根据实际经验，S 的值不能低于0.8
EXIT
第27页
调节阀的选择
1 流量特性的选择 流量特性的选择方法有两种，一种是通 过数学计算的分析法，另一种是在实际工 程中总结的经验法。由于分析法既复杂又 费时，所以一般工程上都采用经验法。具 体来说，应该从调节质量、工况条件、负 荷及特性几个方面考虑。
第8章 执行器与调节阀
知识目标
了解执行器的种类、特点及正反作用方式 理解电动执行机构的组成及各部分作用 了解控制阀的结构及特点 理解控制阀的流量系数、可调比和流量特性的概念 了解阀门定位器的作用及使用场合 掌握控制阀的选用原则
EXIT
第1页
第8章 执行器
8.1 概述 8.2 执行机构 8.3 调节机构 8.4 阀门定位器 8.5 阀门的选择 8.6 执行器的选择与安装
Q = 5.09 A ζ
∆P ρ
P2
Q ρ
Q
2、阀门的流量系数 C的定义
C = 5.09
A ζ
Q ρ C= ∆P
EXIT
第20页
二、控制阀的流量系数
流量系数 ，在控制阀中又称为为阀的 流通能力 。 称为流量系数 流量系数，在控制阀中又称为为阀的 ，在控制阀中又称为为阀的流通能力 流通能力。 �C称为 C被定义为：当控制阀全开时，阀前后压差 �流通能力 流通能力C ΔP为0.1Mpa 、流体重度为 1g/cm3时，每小时通过控制阀 0.1Mpa、 流体重度为1g/cm 流体的流量数。 Dg 和阀座直径 dg 来表示。 �控制阀的尺寸通常用公称直径 控制阀的尺寸通常用公称直径Dg Dg和阀座直径 和阀座直径dg dg来表示。 C来进行选择 。 主要依据是计算出流通能力 主要依据是计算出流通能力C