[工学]0过控技术第四章 执行器.ppt

过程装备控制技术 内容提要 气动执行器 气动执行器的组成与分类 控制阀的流量特性 控制阀的选择 气动执行器的安装和维护 阀门定位器与电-气转换器 气动阀门定位器 电-气阀门定位器 电-气转换器 内容提要 电动执行器 概述 角行程电动执行机构 直行程电动执行机构 概述 概述 二、控制阀的流量特性 三、控制阀的选择 四、控制阀的安装和维护 五、气动阀门定位器 六、电-气阀门定位器 作业：简述电气转换器工作原理 电动执行器 一、概述 二、角行程电动执行机构 三、直行程电动执行机构 例题分析 例题分析 30 由上图可见 当x＝1，即旁路阀关闭时，控制阀的工作流量特性与理想流量特性相同。 随着x值的减小，即旁路阀逐渐打开，虽然阀本身的流量特性变化不大，但可调范围大大降低了。 控制阀关死，即l/L＝0时，流量Qmin大大增加。 在实际使用中总存在着串联管道阻力的影响，控制阀上的压差还会随流量的增加而降低，使可调范围下降得更多些，控制阀在工作过程中所能控制的流量变化范围更小，甚至几乎不起控制作用。 采用打开旁路阀的控制方案是不好的，一般认为旁路流量最多只能是总流量的百分之十几，即x值最小不低于0.8。 31 32 ① 串、并联管道都会使阀的理想流量特性发生畸变，串联管道的影响尤为严重。 ② 串、并联管道都会使控制阀的可调范围降低，并联管道尤为严重。 ③ 串联管道使系统总流量减少，并联管道使系统总流量增加。 ④ 串、并联管道会使控制阀的放大系数减小，串联管道时控制阀大开度时影响严重，并联管道时控制阀小开度时影响严重。 结论 1.控制阀的尺寸选择 流经控制阀的流量为 令 代入式 (11-13) ,得 (11-13) (11-14) C称为控制阀的流量系数,它与阀芯与阀座的结构、阀前后的压差、流体性质等因素有关。 33 额定流量系数指在控制阀全开,阀两端压差为0.1MPa,介质密度为1g/cm3时,流经控制阀的介质流量数(以m3/h表示)。 举例 有一个C值为40的控制阀,表示当此阀全开,阀前后压差为0.1MPa时,每小时能通过的水量为40m3。 由式 (11-14)可知,当生产工艺中需要的流量Q和压差Δp决定后,就可确定阀门的流量系数C,再从流量系数C就可选择阀门的尺寸。 现在,用控制阀流量系数 KV代替流量系数C。 34 35 主要根据工艺条件，如温度、压力及介质的物理、化学特性（如腐蚀性、黏度等）来选择。 结构形式选择 特性选择 先按控制系统的特点来选择阀的希望流量特性，然后再考虑工艺配管情况来选择相应的理想流量特性。 目前使用比较多的是等百分比流量特性。 2.控制阀结构与特性的选择 主要从工艺生产上安全要求出发。信号压力中断时，应保证设备和操作人员的安全。如果阀处于打开位置时危害性小，则应选用气关式，以使气源系统发生故障，气源中断时，阀门能自动打开，保证安全。反之阀处于关闭时危害性小，则应选用气开阀。 选择要求 压力信号增加时，阀关小、压力信号减小时阀开大的为气关式。反之，为气开式。 3.气开式与气关式的选择 36 气关（反） 气开（正） 气开（正） 气关（反） 正 反 正 反 正 正 反 反 （a） （b） （c） （d） 气动执行器 控制阀 执行机构 序号 37 表11-1　组合方式表 图11-11 组合方式图 38 （1）为便于维护检修，气动执行器应安装在靠近地面或楼板的地方。 （2）气动执行器应安装在环境温度不高于+60℃和不低于-40℃的地方，并应远离振动较大的设备。 （3）阀的公称通径与管道公称通径不同时，两者之间应加一段异径管。 （5）通过控制阀的流体方向在阀体上有箭头标明，不能装反。 （4）气动执行器应该是正立垂直安装于水平管道上。特殊情况下需要水平或倾斜安装时，除小口径阀外，一般应加支撑。即使正立垂直安装，当阀的自重较大和有振动场合时，也应加支撑。 （6）控制阀前后一般要各装一只切断阀，以便修理时拆下控制阀。考虑到控制阀发生故障或维修时，不影响工艺生产的继续进行，一般应装旁路阀。 39 40 （7）控制阀安装前，应对管路进行清洗，排去污物和焊渣。安装后还应再次对管路和阀门进行清洗，并检查阀门与管道连接处的密封性能。当初次通入介质时，应使阀门处于全开位置以免杂质卡住。 图11-12　控制阀在管道中的安装 1—调节阀；2—切断阀；3—旁路阀 （8）在日常使用中，要对控制阀经常维护和定期检修。 补充学习:气动仪表的基本元件 气动仪表由气阻、气容、弹性元件、喷嘴-挡板机构和功率放大器等基本元件。 1、气阻 在流体呈层流状态时，可表示为： 2、气容利用存放气体的容室对气压信号变化起惯性作