EXIT
第31页
1、执行机构的选择
依据：各种控制阀结构类型及特点
电动执行器
气动执行器
EXIT
第32页
2、气开气关的选择原则
气开式
正作用
气关式
正作用
P入
P入
Q
Q
EXIT
第33页
3、控制阀的结构种类的选择
控制阀的流通形式不同
直通单座阀
单座角形阀
EXIT
第34页
3、控制阀的结构种类的选择
直通双座阀 蝶阀
A
P


Q
P1
P2
Q ρ
2、阀门的流量系数C的定义
C 5.09
A

C
Q P
EXIT
第20页
二、控制阀的流量系数
C称为流量系数，在控制阀中又称为为阀的流通能力。 流通能力C被定义为：当控制阀全开时，阀前后压差 ΔP为0.1Mpa、流体重度为1g/cm3时，每小时通过控制 阀流体的流量数。 控制阀的尺寸通常用公称直径Dg和阀座直径dg来表示。 主要依据是计算出流通能力C来进行选择 。
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 系统的总压差）； ΔPmin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
(2)并联管道时的可调比
R实际 1 1 x 1 Q max Q1 max Q2 1 Q max
反行程变差 %
灵敏限 % 流通能力误差 % 流量特性误差 % 允许泄漏量 %
2.5
1.5
1
0.3
2.5
1.5 ±10
1
0.3
2.5
1.5 ±10
1
0.3
5
2
1
0.3
6
3 ±20
1
0.3
±10 （C≤5为±15） ±10 （C≤5为±15） 单座、角型 0.01 双座0.1
±10 （C≤5为±15） ±10 （C≤5为±15） 单座、0.01 双座0.1
调节阀全开时的流量 Q1 max x 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 相对流量，即某一开度的流量与全开流量之比 Qmax f( ) Qmax L l
L 相对开度，即某一开度下的行程与全行程之比
1.理想流量特性
快开
直线 抛物线
EXIT
第24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
EXIT
第28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29页
二、电/气阀门定位器
电/气阀门定位器将来自控制器或其它单元的4～20mADC电流信号 转换成气压信号去驱动执行机构。同时，从阀杆的位移取得反馈信 号，构成具有阀位负反馈的闭环系统，因而不仅改善了执行器的静 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 善了气动执行器的动态特性，使阀杆的移动速度加快，减少了信号 的传递滞后。
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
伺服放大器：前臵磁放大器、触发器，可控硅主回路及 电源等部分。 作用：综合输入信号和反馈信号，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。 根据综合后结果信号的极性，放大器应输出相应极性的 信号，以控制电动机的正、反运转。
控制阀流量特性的选择目前较多采用经验法。 一般可以从下面的几个方面来考虑： 根据过程特性选择 根据配管情况选择 根据负荷变化情况选择
EXIT
第39页
三、控制阀口径的确定
控制阀口径的大小决定于流通能力C 控制阀口径的选择需经以下几个步骤： 计算流量的确定 计算压差的确定 流通能力的计算 流通能力C 值的选用
对于具有爆炸危险或环境条件比较恶劣的场所， 可选用气动执行机构。 执行器分气开式和气关式两种。一般根据生产上 安全要求选择。如果供气系统发生故障时，控制阀处 于全开位置造成的危害较小，则选用气关式，反之选 用气开式。
EXIT
第38页
二、 控制阀的流量特性选择
控制阀的流量特性，在生产中常用的是直线、等 百分比和快开三种。而快开特性主要用于两位式 控制及程序控制中，因此，在考虑控制阀流量特 性选择时通常是指如何合理选择直线和等百分比 流量特性。
EXIT
第25页
并联管道的工作流量特性
图中S′为阀全开时的工作流量与总管最大流量之比。 根据实际经验，S′的值不能低于0.8
EXIT
第26页
4.4 阀门定位器
用途： 提高阀杆位臵的线性度，克服阀杆的摩擦力，消除被控介 质压力变化与高压差对阀位的影响； 增加执行机构的动作速度，改善控制系统的动态特性； 可用20～100kPa的标准信号压力去操作40～200kPa的非标准 号压力的气动执行机构； 可实现分程控制，用一台控制仪表去操作两台控制阀 ； 可实现反作用动作； 可修正控制阀的流量特性； 可使活塞执行机构和长行程执行机构的两位式动作变为比例 式动作； 采用电/气阀门定位器后，可用4～20mADC电流信号去操作气 动执行机构，一台电/气阀门定位器具有电/气转换器和气动阀 门定位器的双重作用。
EXIT
第 1页
第4章 执行器
4.1 概述 4.2 执行机构 4.3 调节机构 4.4 阀门定位器 4.5 执行器的选择
4.6 气动薄膜控制阀性能测试 4.7 执行器的安装与维护
EXIT
第 2页
4.1 概述：
一、执行器的结构组成 组成： 执行机构 调节机构
输入 Ii 执行机构 位移 L 调节机构 Q 开度 信号 P 入
EXIT
第21页
三、控制阀的可调比
控制阀的可调比就是控制阀所能控制的最大 流量与最小流量之比。可调比也称为可调范围， 用R表示。 Q max
R
Q min
1.理想可调比
当控制阀上压差一定时，这时的可调比称为理想可调 比。
2.实际可调比
控制阀在实际工作时，与管路系统相串联或与旁路阀 相并联，此时的可调比就称为实际可调比。
EXIT
第27页
一、气动阀门定位器
气动阀门定位器接受由气动控制器或 电/气转换器转换的控制器的输出信 号，然后产生和控制器输出信号成比 例的气压信号，用以控制气动执行器。
阀门定位器与气动执行器连接
1-波纹管 2-主杠杆 3-迁移弹簧 4凸轮支点 5-凸轮 6-副杠杆7-支点 8-执行机构 9-反 馈杆 10-滚轮 11-反馈弹簧 12-调零弹簧 13-挡板 14-喷嘴 15 主杠杆支点 16-放大器 力矩平衡式气动阀门定位器
输入 信号 P入 L 执行机构 位移
EXIT
调节机构
Q 开度
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
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 作用方式可分成比例式和两 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 极端位臵推移至另一个极端 位臵。
EXIT
第14页
2.执行机构
伺服电机：是执行机构的动力部分 减速器 ：将高转速、低转矩变成低转速、高转矩 位置发送器：根据差动变压器的工作原理，利用 输出轴的位移来改变铁芯在差动线圈中的位臵，以产 生反馈信号和位臵信号。 操作器：是用来完成手动自动之间的切换、远方操 作和自动跟踪无扰动切换等任务
EXIT
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
4.2 执行机构
电动执行器 气动执行器
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 Pλ →L → Q 调节机构
1—定值器；2—压力表；3—百分表
EXIT
第42页
4.流通能力 测试装置如图所示，与一 般流量校验装置相似。
5.流量特性
测试装臵如流通能力测试图所示 测试方法：按流通能力的测试方法 进行，分别测取相对开度为5%、10%、 20%、30%、40%、50%、60%、70%、 80%、90%、100%时的相对应流通能 力，即由此得到控制阀的实测流量 特性。 要求：实测流量特性与理论流量特 性最大偏差不应超过表中所列指标。