化工仪表及自动化（ 第三版） 教学课件 作者 乐建波 主编 第四章.pptVIP

尚辅网 尚辅网 第四章 执行器 1.喷嘴—挡板机构结构 原理 2.气动放大器结构 原理 第一节概述一、执行器在自动控制系统中的作用 二、执行器的分类 三、气动薄膜调节阀的组成 四、调节阀工作过程 五、调节阀的作用形式 六、调节阀的种类 七、调节阀的型号命名 第二节阀门定位器一、概述 二、电/气阀门定位器1. 电/气阀门定位器的结构 2. 电/气阀门定位器的工作原理 正作用电/气阀门定位器与正、反作用薄膜执行机构的组合 三、气动阀门定位器 1、结构 2、工作原理 四、智能阀门定位器1.智能阀门定位器的构成 （1）硬件构成 （2）软件部分 2.智能智能智能智能阀门定位器的特点 3.组态 * 第四章 执行器 * 尚辅网 本章内容： 1.补充气动元件知识 2.执行器概述 3.阀门定位器 本章问题： 1. 气动薄膜调节阀的工作原理是什么？ ２. 调节阀有哪几种类型？各适用于什么场合？ ３. 电---气阀门定位器的工作原理是什么？ 第四章 执行器 尚辅网 p0 p0 S p1 S p1 1 2 3 a) 喷嘴—挡板机构； (b) 喷嘴—挡板静特性 1—节流孔；2—喷嘴；3—挡板 补充 尚辅网 气源p0由节流孔1流入，经背压室后，由喷嘴2流出。当挡板3盖住喷嘴2时，背压室压力p1增到气源压力，但由于挡板不能全部盖住喷嘴，所以p1只能接近气源压力；当挡板3离开喷嘴2时，由于喷嘴直径大于节流孔直径，所以空气全部由喷嘴排出，背压室压力p1为大气压力，但实际上喷嘴多少有一点阻力，所以p1只能接近大气压力；当挡板3和喷嘴2有一定距离时，则背压室压力p1和挡板S有一定的对应关系。 补充 尚辅网 A P0 P出 1 2 3 7 6 5 位移平衡式放大器结构图 1---节流孔 2—喷嘴 3—挡板 4—金属膜片 5—阀杆 6—钢珠 7—弹簧片 补充 尚辅网 当挡板3靠近喷嘴2时，背压室C的压力增加，金属片4压向阀杆5，于是钢珠气阀6开大，阀杆5上部的排气间隙关小，输出压力p出增加。但是气室B和大气相通，所以压力pB始终为0，气室C内的压力由膜片4因位移而产生的弹力平衡，故称位移平衡式放大器。这种放大器的特点是既放大流量，也放大压力。 补充 尚辅网 控制信号 工艺管道 介质流量 图6-1 阀的作用 接受控制器送来的控制信号，去改变生产工艺中调节剂的流量，使生产过程按预定的要求正常进行，实现生产过程的自动化，所以执行器被称为生产过程自动化的 “手和脚”。 尚辅网 执行器按能源或驱动力可分为气动、电动、液动三大类，以气动调节阀和电动调节阀为主体。 电动执行器以电源为动力驱动的，具有快速，便于集中控制等优点，但结构复杂，防火防爆性能不好。 液动执行器是利用液压原理推动执行机构，它的推力大，适用于负荷较大的场合，但其辅助设备大而笨重。 气动执行器利用压缩空气作为能源，具有结构简单、动作可靠、维修方便、性能稳定、价格低廉、防火防爆等优点。 气动执行器也称为气动调节阀，下面以气动执行器的典型产品———气动薄膜调节阀为例介绍其结构和工作原理。 尚辅网 图6-2 气动薄膜调节阀外形图 1一气动执行机构；2一阀 图6-3 气动薄膜调节阀结构示意图 1-薄膜；2-平衡弹簧；3-推杆； 4-阀芯；5-阀座 有两部分组成：上部是气动执行机构，下部是调节机构。 尚辅网 执行机构是调节阀的推动装置，它按控制气压信号的大小产生相应的推力，使推杆产生相应的位移，从而带动阀芯动作。阀（阀体部件）是调节阀的调节机构，其内腔直接与工艺介质接触，阀芯在执行机构的带动下，改变了阀芯与阀座间的流通面积，引起流体通过阀的阻力的变化，达到改变介质流量的目的。 尚辅网 分四种： (a) 正作用气关阀：控制信号从上方来，流量减小。 (b) 正作用气开阀：控制信号从上方来，流量增大。 (c) 反作用气开阀：控制信号从下方来，流量增大。 (d) 反作用气关阀：控制信号从上方来，流量减小。 尚辅网 在各类调节阀中，虽然执行机构不相同，但其阀是通用的。根据不同的使用要求，调节阀结构有不同种类，如（a）直通单座、(b)直通双座、(c)角型、(d/e)三通阀、(f)蝶阀、(g)隔膜阀、(h)笼式阀、(i)凸轮挠曲阀、(j)球阀等。 尚辅网 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅳ 第一节 第二节 图6-4 气动调节阀型号命名 第一节以四个大写汉语拼音字母表示执行器的分类、能源和结构形式： I——执行器类，以字母“Z”表示。 Ⅱ——执行机构种类，“M”表示薄膜式；“H”薄膜多弹簧式；“N”深波纹式；“S”活塞式；