A石油工程自动控制技术7执行器(一).pptVIP

第四章 自动控制仪表 本次课程主要内容 五、执行器 1、概述 ? ●执行器作用：接受调节器的控制信号，改变操纵变量，使生产过程按预定要求正常进行。执行器安装在生产现场直接与介质接触。 ? ●执行器组成：由执行机构和调节机构组成。执行机构是指根据调节器控制信号产生推力或位移的装置。 调节机构是根据执行机构输出信号去改变能量或物料输送量的装置，通常指调节阀。 ? ●执行器分类（按能源形式）：气动、电动、液动 气动应用最广，电动次之。 （1）气动：输入信号为0.02～0.1MPa的压力信号，其结构简单，维修方便，价格便宜，防火防爆，可以与QDZ、DDZ仪表配用，因而广泛使用。 多弹簧精小型气动薄膜执行机构(直行程) PRISMA（普利司马）气动执行器PRISMA90°旋转型气动执行器 （2）电动：动作迅速，其信号便于远传，并便于与计算机配合使用，但不适用于防火防爆等生产场合。 DKZ电动直行程执行机构 DKJ角行程电动执行机构 （3）液动：以液压站提供的流体（液压油）高压为动力源，推动机构动作。 注：气动、电动、液动这三种执行器除执行机构不同外，所用的调节机构(调节阀)都相同。 2、气动执行机构 ? 结构组成：膜片、推杆(阀杆)、平衡弹簧 ? 作用：是执行器的推动装置，推动调节机构动作。它接受气动调节器或电—气阀门定位器输出的气压信号，经膜片转换成推力，克服弹簧力后，使推杆（阀杆）产生位移，同时可带动阀芯动作。 ? 气动执行机构有正作用和反作用两种形式。 ●正作用：当输入信号增加时，在薄膜膜片上产生一个推力，克服弹簧的作用力后，阀杆位移，位移方向向外，称为正作用执行机构。 ●反作用：输入信号连接口在下膜盖上，信号增加时，阀杆位移向内，缩到膜盒里，称为反作用执行机构。 气动执行机构有薄膜式和活塞式等。 薄膜执行机构：气压推动薄膜并带动连杆运动。 特点：结构简单、价格便宜、维修方便、应用广泛。 活塞执行机构：气压推动活塞并带动连杆运动。 特点：推力大，应用于大口径、高压降场合。 气动执行机构输入输出信号范围： 输入信号 空气压力：0.02~0.1MPa 输出： 按连杆最大位移——行程确定规格： 10，16，25，40，60，100mm 3、气动调节机构（调节阀） ?（1）工作原理： 根据流体力学的观点，调节阀是一个局部阻力可变的节流元件。 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。 P1、P2：阀前后压力，ρ：流体密度。 Q：体积流量，A：管道面积， ξ：调节阀阻力系数，结构和开度决定， ξ大则Q小。 （2）调节阀按阀芯(截流元件)的运动方式分为直行程调节阀(直行程阀)和角行程调节阀(角行程阀)两类。 ●阀的截流元件(阀芯、阀塞、阀板等)在流体通道里做直线运动称直行程阀。 ●阀的截流元件(阀芯、阀塞、阀板等)在流体通道里做旋转运动称角行程阀。 （3）调节阀类型介绍 a、直通单座阀 体内只有一个阀芯做线性运动，阀体内具有一个阀座的阀，见图 (a)。 b、 直通双座阀 体内有两个阀芯做线性运动，阀体内有两个阀座的阀，见图 (b)。 c、套筒阀 在阀体内安装有阀笼(套筒)、阀塞，阀塞做直线运动，图 (c)。 d、角形阀 阀芯做线性运动，两阀口中心成直角，见图 (d)。 e、三通调节阀 阀芯做线性运动，阀体上有三个通口，见图 (e)。 f、隔膜阀 阀内装有一块隔膜片，隔膜的上下动作来改变它与阀体堰面间的流通面积，完成调节作用；而当阀芯将隔膜压紧在堰面上时，就将介质完全切断，见图 (f)。 以上均为直行程调节阀。 g、蝶阀 阀轴带动阀板旋转，实现流体调节或切断，见图 (g)。 h、球阀 阀轴带动球体或部分球体旋转，球体上有一个通过它的流体通道，流体通道中心与管道中心一致时，阀具有最大流量，流体通道中心与管道中心垂直时，则阀处于切断状态，见图 (h)。 i、偏心旋转阀 阀轴带动偏心球塞旋转，由于偏心球塞会塞进或偏离阀座，可以减少摩擦和磨损，见图 (i)。 j、全功能超轻型调节阀 综合了旋转类阀的共同特点，配上“日”字形支架与轻便型的活塞执行机构、电子式执行机构相连接，见图 (j)。 以上为角行程调节阀。 （4）气动执行器的选用 应根据介质的特点和工艺要求等来合理选用执行器。具体选用时应考虑以下几个主要问题： ●调节阀的尺寸选择： 调节阀的尺寸通常用公称直径Dg和阀座直径dg来表示。Dg、dg是根据计算出来的流通能力C来查表选择。(具体计算过程见教材，不作要求) ●? 气开式、气关式阀的选择 在生产过程中，调节阀气开、气关形式的选择，主要是从工艺生产的安全来考虑。 例：蒸气加热器选用气开阀；锅炉进水的调节阀则选用