岗前培训--执行器(调节阀)基础知识

1、海南基地岗前培训班一、基本理念一、基本理念目录 2、气动气动薄膜调节阀薄膜调节阀的的主要结构由下列主要结构由下列零部件组成：零部件组成： 1. 1.膜片膜片 2. 2.弹簧弹簧 3. 3.推杆推杆 4. 4.阀芯阀芯 5. 5.阀座阀座1、调节阀的工作原理 当来自控制器的信号压力通入到薄膜气室时，在膜片上当来自控制器的信号压力通入到薄膜气室时，在膜片上产生一个推力，并推动推杆部件向下移动，使阀芯和阀座之产生一个推力，并推动推杆部件向下移动，使阀芯和阀座之间的空隙减小间的空隙减小( (即流通面积减小即流通面积减小) )，流体受到的阻力增大，流，流体受到的阻力增大，流量减小。推杆下移的同时，弹簧受

2、压产生反作用力，直到弹量减小。推杆下移的同时，弹簧受压产生反作用力，直到弹簧的反作用力与信号压力在膜片上产生的推力相平衡为止，簧的反作用力与信号压力在膜片上产生的推力相平衡为止，此时，阀芯与阀座之间的流通面积不再改变，流体的流量稳此时，阀芯与阀座之间的流通面积不再改变，流体的流量稳定，可见，调节阀是根据信号压力的大小，通过改变阀定，可见，调节阀是根据信号压力的大小，通过改变阀芯的芯的行程行程来改变阀的阻力大小，达到控制流量的目的来改变阀的阻力大小，达到控制流量的目的 。 气动薄膜执行机构主要用作包括气动薄膜执行机构主要用作包括一般一般调节阀的推动调节阀的推动装置，分有弹簧和无弹簧两种。无弹簧的

3、气动薄膜执装置，分有弹簧和无弹簧两种。无弹簧的气动薄膜执行机构常用于双位式控制。行机构常用于双位式控制。有弹簧的气动薄膜执行机有弹簧的气动薄膜执行机构按作用形式分为正作用和反作用两种构按作用形式分为正作用和反作用两种。正作用式气正作用式气动薄膜执行机构当来自控制器或阀门定位器的信号压动薄膜执行机构当来自控制器或阀门定位器的信号压力增大时力增大时，推杆向下动作的叫正作用执行机构；当信，推杆向下动作的叫正作用执行机构；当信号压力增大时，推杆向上动作的叫反作用执行机构。号压力增大时，推杆向上动作的叫反作用执行机构。正作用机构的信号压力是通入波纹膜片上方的薄膜气正作用机构的信号压力是通入波纹膜片上方的

4、薄膜气室，而反作用机构的信号压力是通人波纹膜片下方的室，而反作用机构的信号压力是通人波纹膜片下方的薄膜气室。通过更换个别零件，两者便能互相改装薄膜气室。通过更换个别零件，两者便能互相改装。2、执行机构、执行机构的工作原理的工作原理 当阀芯下移时阀关小叫正装，反之叫反装当阀芯下移时阀关小叫正装，反之叫反装。这样阀芯有正装和反装两种，加之执行机构。这样阀芯有正装和反装两种，加之执行机构有正作用和反作用。有正作用和反作用。 因此，调节阀的作用形式有四种，这四种因此，调节阀的作用形式有四种，这四种形式的调节阀如果从信号的控制作用来看，分形式的调节阀如果从信号的控制作用来看，分为两种，即气开和气关形式，

5、在使用中，大口为两种，即气开和气关形式，在使用中，大口径的阀门一般都用正作用形式，而用改变阀芯径的阀门一般都用正作用形式，而用改变阀芯的安装方向来获得气开或气关特性。气开、气的安装方向来获得气开或气关特性。气开、气关的选择与生产安全有关，其原则是：一旦信关的选择与生产安全有关，其原则是：一旦信号中断，调节阀的状态能保证人员和设备的安号中断，调节阀的状态能保证人员和设备的安全。全。上图中(b)和(c)为气开式，(a)和(d)为气关式气开式与气关式的选择 气动调节阀在气压信号中断后阀门会复位。 无压力信号时阀全开，随着信号增大，阀门逐渐关小的称为气关式。反之，无压力信号时阀全闭，随着信号增大，阀门

6、逐渐开大称的为气开式。 如气动薄膜调节阀的气开式与气关式：气开气关的气开气关的选择原则选择原则是：是： 信号压力中断时，应保证信号压力中断时，应保证设备和操作人员的安全，如阀设备和操作人员的安全，如阀门处于打开位置时危害性小，门处于打开位置时危害性小，则应选用气关式；反之，则用则应选用气关式；反之，则用气开式。气开式。 给水阀给水阀燃气阀燃气阀蒸汽蒸汽例如： 选择蒸汽锅炉的控制阀门时，为保证失控状态下锅炉的安全： 给水阀应选气关式 燃气阀应选气开式 阀门阀门要想实现定位，事故状态全开、全关或者保位，要想实现定位，事故状态全开、全关或者保位，以及跳车时阀门回到安全阀位等等功能时，需要与不同以及跳

7、车时阀门回到安全阀位等等功能时，需要与不同种类的阀门附件配合，才能够满足工艺的不同需求。下种类的阀门附件配合，才能够满足工艺的不同需求。下面，我将对几种常用的阀门附件做讲解。面，我将对几种常用的阀门附件做讲解。1、电气、电气阀门定位器阀门定位器 阀门阀门定位器是调节阀的主要附件，为了保证从调节器定位器是调节阀的主要附件，为了保证从调节器来的控制信号与调节阀阀杆的行程位置相联系，提高调节来的控制信号与调节阀阀杆的行程位置相联系，提高调节特性的品质，必须利用阀门定位器。特性的品质，必须利用阀门定位器。在什么情况下需要使用阀门定在什么情况下需要使用阀门定位器？位器？ 来自调节器或输出安全栅送来的来自

8、调节器或输出安全栅送来的420mA DC420mA DC电流输入线圈时，使位于电流输入线圈时，使位于线圈中的可动铁芯（即杠杆线圈中的可动铁芯（即杠杆2 2）磁化，因为可动铁芯位于永久磁钢）磁化，因为可动铁芯位于永久磁钢1 1所产所产生的磁场中，因而，两磁场相互作用，使杠杆生的磁场中，因而，两磁场相互作用，使杠杆2 2产生偏转力矩。它以中产生偏转力矩。它以中心支点为中心发生偏转，固定在杠杆心支点为中心发生偏转，固定在杠杆2 2上的挡板上的挡板1313靠近或远离喷嘴靠近或远离喷嘴1515，使放大器使放大器1414背压增大或减小，经放大后的输出气压作用于调节阀的膜头背压增大或减小，经放大后的输出气压

9、作用于调节阀的膜头8 8上，使其阀杆下移或上移。阀杆的位移通过反馈杆上，使其阀杆下移或上移。阀杆的位移通过反馈杆9 9转换为反馈轴和反转换为反馈轴和反馈板馈板5 5的角位移，再通过调量程支点的角位移，再通过调量程支点7 7使反馈机体使反馈机体1010移动。固定在杠杆移动。固定在杠杆2 2上的弹簧上的弹簧1111被拉伸，产生了一个负的反馈力矩，使杠杆被拉伸，产生了一个负的反馈力矩，使杠杆2 2产生位移，当产生位移，当反馈力矩和输入力矩相等时，使杠杆反馈力矩和输入力矩相等时，使杠杆2 2平衡，同时，阀杆也稳定在一个平衡，同时，阀杆也稳定在一个相应的位置上，从而实现了电流信号与乏味之间的比例关系。相

10、应的位置上，从而实现了电流信号与乏味之间的比例关系。 电气电气阀门定位器工作原理阀门定位器工作原理举例：举例： I杠杆上端右移杠杆上端右移挡板挡板靠近喷嘴靠近喷嘴 P压力压力阀杆下移阀杆下移反馈凸轮反馈凸轮右转右转 反馈弹簧右拉反馈弹簧右拉杠杆平衡杠杆平衡 阀阀杆位移和输入信号之间的关系取决于杆位移和输入信号之间的关系取决于转换转换系数系数、力臂力臂长度以及长度以及反馈部分的反馈反馈部分的反馈系数，系数，而与执行机构的而与执行机构的时间常数和时间常数和放大系数，即执行放大系数，即执行机构的膜片有效面积和弹簧刚度无关，因此阀门定位器能消除执行机机构的膜片有效面积和弹簧刚度无关，因此阀门定位器能消

11、除执行机构膜片有效面积和弹簧刚度变化的影响，构膜片有效面积和弹簧刚度变化的影响，提高执行机构的线性度，提高执行机构的线性度，实实现准确定位。现准确定位。 改变改变阀门定位器反馈凸轮的几何形状，即可改变反馈部分的反馈阀门定位器反馈凸轮的几何形状，即可改变反馈部分的反馈系数，系数，从而从而改变执行机构的特性，进而可以改变整个改变执行机构的特性，进而可以改变整个调节阀调节阀的特性的特性。因此，可以。因此，可以通过改变反馈凸轮的几何形状来修正调节阀的流量特性。通过改变反馈凸轮的几何形状来修正调节阀的流量特性。 根据根据系统的需要，阀门定位器也能实现正反作用。正作用阀门定位器是系统的需要，阀门定位器也能

12、实现正反作用。正作用阀门定位器是输入信号压力增加，输出压力也增加；反作用阀门定位器与此相反，输入输入信号压力增加，输出压力也增加；反作用阀门定位器与此相反，输入信号压力增加，输出压力则减小信号压力增加，输出压力则减小。 空气空气过滤减压器是过滤减压器是最典型的附件。它用最典型的附件。它用于净化来自空气压缩于净化来自空气压缩机的气源，并能把压机的气源，并能把压力调整到所需的压力力调整到所需的压力值，具有自动稳压的值，具有自动稳压的功能。功能。2、空气过滤减压器、空气过滤减压器压力压力表表减压阀减压阀过滤器过滤器排放杂质油污和排放杂质油污和水分水分 当来自空气压缩机的空气输入到减压器的输入当来自空

13、气压缩机的空气输入到减压器的输入端后，进入过滤器室端后，进入过滤器室A A，由于旋风盘，由于旋风盘5 5的作用，使的作用，使气流旋转并将空气中的水分分离出一部分，在壳气流旋转并将空气中的水分分离出一部分，在壳体沉降下来。当气体流过过滤器件体沉降下来。当气体流过过滤器件4 4时，将进行时，将进行除水、除油、除尘得到进化后输出。除水、除油、除尘得到进化后输出。 当调节手轮按逆时针方向拧到不动的时候过滤当调节手轮按逆时针方向拧到不动的时候过滤器减压器没有输出压力，气路被球体阀瓣器减压器没有输出压力，气路被球体阀瓣3 3切断。切断。如果按顺时针方向转动手轮，则活动弹簧座把给如果按顺时针方向转动手轮，则

14、活动弹簧座把给定弹簧定弹簧1 1往下压，弹簧力通过膜片往下压，弹簧力通过膜片2 2，把球体阀瓣，把球体阀瓣打开，使气流经过球体阀瓣而流到输出管路。于打开，使气流经过球体阀瓣而流到输出管路。于此同时，气压通过反馈小孔一个向上的力。当此此同时，气压通过反馈小孔一个向上的力。当此力与给定弹簧所产生进入反馈气室力与给定弹簧所产生进入反馈气室B B，压力作用在，压力作用在膜片上，将产生的力相等是，过滤减压器达到力膜片上，将产生的力相等是，过滤减压器达到力平衡，输出压力就稳定下来。给定弹簧的作用力平衡，输出压力就稳定下来。给定弹簧的作用力越大，输出压力就越高。所以调节手轮就可以调越大，输出压力就越高。所以

15、调节手轮就可以调节给定值。节给定值。空气过滤器工作原理空气过滤器工作原理 气动气动继动器本质上是一种气动放大器。它与气动薄膜式或气动活塞式继动器本质上是一种气动放大器。它与气动薄膜式或气动活塞式执行机构配套使用，用以提高执行机构的动作速度。当仪表远距离传送压执行机构配套使用，用以提高执行机构的动作速度。当仪表远距离传送压力信号，或执行机构气室容量很大时，由于将产生较明显的传递时间滞后。力信号，或执行机构气室容量很大时，由于将产生较明显的传递时间滞后。因此，使用这种附件能够显著因此，使用这种附件能够显著提提执行机构响应执行机构响应特性。特性。3 3、气动、气动继动器继动器气动气动继动继动器工作原

16、理器工作原理 由由阀门定位器来的控制信号压阀门定位器来的控制信号压力输入到气室力输入到气室A A时，在膜组件时，在膜组件1 1上产上产生一个向下的推力，膜片组件生一个向下的推力，膜片组件1 1向向下转动，打开阀芯下转动，打开阀芯2 2。此时气源压。此时气源压力由阀芯、阀座之间的间隙流入到力由阀芯、阀座之间的间隙流入到反馈气室反馈气室B B，同时经由输出端被送，同时经由输出端被送到执行机构。当上下两侧所产的作到执行机构。当上下两侧所产的作用力相平衡时，输入信号与输出关用力相平衡时，输入信号与输出关系一定比例关系，一般为系一定比例关系，一般为1:11:1。输。输入信号端的气流量较小，而输出信入信号端的气流量较小，而输出信号测气流量较大，控制信号与输出号测气流量较大，控制信号与输出信号压力相同，即实现了功率放大信号压力相同，即实现了功率放大作用。作用。4、电磁阀、电磁阀 电磁阀电磁阀从原理上分三类（即直动式、分布直动式、先导式）。电磁从原理上分三类（即直动式、分布直动式、先导式）。电磁阀由电磁线圈和磁芯组成，是包含一个或几个孔的阀体，当线圈通电或阀由