第四章 调节阀(黄得先).ppt

沈阳理工大学 第四章 控制系统中的仪器仪表 主要内容 检测变送仪表 传感器 变送器 执行器--气动调节阀 气动调节阀的结构 执行机构 阀 阀门定位器 调节阀的结构特性和流量特性 结构特性 流量特性 气动调节阀的选择 补充知识 知识点一：DDZ仪表的发展历程 4.1 检测变送仪表 4.1.1 传感器 1、 温度测量 接触式测温 膨胀类------玻璃液体、压力式、双金属 热电类------热电偶 电阻类------铂电阻、热敏电阻等 其它电学类-------集成式等 非接触式测温 光纤类 辐射类 2 压力测量 液柱式压力表------压力转换成液柱高度； 弹性式压力表 ------弹性元件受力变形； 活塞式压力表 ------压力转换成活塞上所加砝码的重量； ------主要用于压力表校验 电气式压力表 ------压力转换成电势、电容、电阻等； ------- 如应变片式、霍尔片式、热电式； --------用于远传与自动控制，应用广泛。 3. 流量测量 体积式流量计 容积式-----腰轮流量计 差压式-----节流式 速度式-----涡流、电磁、超声 质量式流量计 推导式----体积流量经密度、温度、压力补偿计算出质量流量 直接式---冲量式流量计 4. 物位测量 液位、界位、料位 种类 直读-----玻璃管 静压-----压力等 浮力-----浮子、浮筒等 机械接触-----重锤等 电气------电阻、电容 其他-----超声、微波、辐射等 5. 成分测量 热力式 磁力式 光学式 射线式 电化学式---电导分析 色谱式 质谱式等 4.1.2 变送器 将传感器测量的信号转换为其他仪表或控制器能接受的信号。一般为1~5V或4~20mA。 如传感器输入量程为50~150度 传感器与变送器共同组成测量仪表增益 4.2 执行器---气动调节阀 分为三大类： 以压缩空气为能源的气动执行器（即气动调节阀），气动执行器的输入信号为20～100kPa； 以电为能源的电动执行器（即电动调节阀），电动执行器的输入信号为4～20mA DC； 以高压液体为能源的液动执行器（即液动调节阀）。 4.2.1 气动调节阀的结构 由执行机构和阀两部分组成。 作用：控制流入或流出被控过程的物料或能 量，从而实现对过程参数的自动控制。 执行器组成： 执行机构（驱动） 调节机构（阀芯） 接受调节器输出的控制信号，转换成直线位移或角位移，来改变调节阀的流通截面积。 气动薄膜调节阀的结构 气动调节阀的结构 一、气动执行机构 有薄膜式和活塞式两种； 执行机构由膜片、推杆和平衡弹簧等部分组成； 接受调节器或电-气阀门定位器输出的气压信号，经膜片转换成推力，使推杆（阀杆）产生位移，同时带动阀心动作； 气动执行器的执行机构可看成一阶惯性环节（而电动执行器可看成比例环节）。 气动薄膜调节阀执行器的结构 气动薄膜调节阀的组成 气动薄膜调节阀是由上部的薄膜执行机构和下部的调节机构两部分组成 执行机构 气动薄膜调节阀的执行机构是由波纹膜片、上下膜盖、平稳弹簧等部件组成的 调节机构 调节机构是由阀体、阀杆、阀芯、阀座等部件所组成 二、阀 局部阻力可变的节流元件； 包括阀芯、阀座和阀杆组成； 通过改变阀芯的行程可以改变调节阀的阻力系数，达到控制流量的目的。 阀的主要结构形式 三通调节阀 三通阀可以把一路流体分成两路，或是把两路流体合为一路， 它们是在直通单座或双座调节阀的基础上发展起来的，可以代替两个直通阀 蝶阀 蝶阀又称为翻板阀。其结构如图。它利用挡板的旋转改变流通面积来控制流量 高压角形调节阀 铸造成型的角形结构，如图所示。为了延长使用寿命，适应高压差下流体的冲刷和气蚀，阀芯头部可采用硬质合金或可淬硬钢渗铬等，阀座则采用可淬硬钢渗铬 隔膜调节阀 隔膜调节阀采用耐腐蚀衬里的阀体和耐腐蚀的隔膜代替阀芯组件，由隔膜起控制作用，如图所示 直通双座调节阀 直通双座调节阀的结构如图所示。阀体内有两个阀芯和阀座，流体从左侧进入， 通过阀芯阀座后汇合，从右侧流出 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。 气开阀：供气量越大，阀门开度越大，而在失气时则全关； 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气关式两种调节。 三、阀门定位器 是气动执行器主要辅助装置； 利用负反馈原理来改善调节阀的定位精度和灵敏度； 提高系统控制精度； 改变调节阀的流量特