1、1.概述 气动执行器的执行机构和调节机构是统一的整体，其执行机构有薄膜式和活塞式两类。活塞式行程长，适用于要求有较大推力的场合，而薄膜式行程较小，只能直接带动阀杆。化工厂一般均采用薄膜式。（习惯称为“气动薄膜控制阀”)是用压缩空气为能源，结构简单、动作可靠、平稳、输出推动力大、维修方便、防火防爆、价格较低、广泛应用于化工、炼油生产。图1 薄膜式图2 活塞式第1页/共23页1.2 气动执行机构分类 薄膜式执行机构的输出位移与输入气压信号成比例关系。当压力与弹簧的反作用力平衡时,推杆稳定在某一位置,信号压力越大,推杆的位移量也越大。(推杆的位移即为执行机构的直线输出位移,也称行程)。活塞式执行机构
2、属于强力气动执行机构。其气缸允许操作压力高达0.5MPa，且无弹簧抵消推力，因此输出推力很大，特别适用于高静压、高压差、大口径控制蝶阀的推动装置。可用于压缩机气量控制。第2页/共23页正作用：阀芯向下，阀杆向下，流通面积减少。反作用：阀芯向上，阀杆向下，流通面积增大。图3 控制阀正、反作用1.2 正反作用 气动薄膜式执行机构有正作用和反作用两种型式。当来自控制器或阀门定位器的信号压力增大时，阀杆向下动作的叫正作用执行机构(ZMA型)；当信号压力增大时，阀杆向上动作的叫反作用执行机构(ZMB型)。第3页/共23页 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。图
3、4 正反作用组合第4页/共23页 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；p(kp)100 20 20 100 开度 开度 全开 全开 p(kp)气关阀 气开阀 全关 全关 图5 气开阀、气关阀第5页/共23页2.气动薄膜调节阀2.1 气动薄膜调节阀的组成 2.2 气动薄膜调节阀的类型2.3 气动薄膜阀的选择2.4 气动薄膜调节阀的安装 第6页/共23页2.1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 当信号压力(通常为0.02一0.1MPa)通人薄膜气室时，在
4、薄膜上产生一个推力，使阀杆移动并压缩弹簧，直至弹簧的反作用力与推力相平衡，推杆稳定在一个新的位置。信号压力越大，阀杆的位移量也越大。阀杆的位移即为执行机构的直线输出位移，也称行程。行程规格有10、16、25、40、60、l00 mm等。执行机构调节机构第7页/共23页2.1.1执行机构 执行机构是执行器的推动装置，它按控制信号压力的大小产生相应的推力，推动控制机构动作，所以它是将信号压力的大小转换为阀杆位移的装置。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.第8页/共23页2.1.2调节机构 调节机构是执行器的控制部分，它直接与被控介质接触，控制流体的流量。所以它是将
5、阀杆的位移转换为流过阀的流量的装置。调节机构是由阀体、阀杆、阀芯、阀座等部件所组成阀心阀杆阀体第9页/共23页2.2气动薄膜调节阀的类型 直通单座调节阀 直通双座调节阀 三通调节阀 隔膜调节阀 蝶阀 球阀 高压角形调节阀第10页/共23页直通单座调节阀 这种阀的阀体内只有一个阀芯与阀座(如图)，其特点是结构简单、泄漏量小，易于保证关闭，甚至完全切断。但是在压差大的时候，流体对阀芯上下作用的推力不平衡，这种不平衡力会影响阀芯的移动。因此这种阀一般应用在小口径、低压差的场合。第11页/共23页第12页/共23页直通双座调节阀 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
6、过阀芯阀座后汇合，从右侧流出 这是最常用的一种类型。由于流体流过的时候，作用在上、下两个阀芯上的推力方向相反而大小近于相等，可以互相抵消，所以不平衡力小。但是，由于加工的限制，上下两个阀芯阀座不易保证同时密闭，因此泄漏量较大。根据阀芯与阀座的相对位置，这种阀可分为正作用式与反作用式(或称正装与反装)两种型式。当阀体直立，阀杆下移时，阀芯与阀座间的流通面积减小的称为正作用式。如果将阀芯倒装，则当阀杆下移时，阀芯与阀座间流通面积增大，称为反作用式。第13页/共23页三通调节阀 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。
7、三通阀共有三个出人口与工艺管道连接。其流通方式有合流(两种介质混合成一路)型和分流(一种介质分成两路)型两种。第14页/共23页隔膜调节阀 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。隔膜阀结构简单、流阻小，流通能力比同口径的其他种类的阀要大。由于介质用隔膜与外界隔离，故无填料，介流质也不会泄漏。选用隔膜阀时，应注意执行机构须有足够的推力。一般隔膜阀直径大于DN100mm时，均采用活塞式执行机构。由于受衬里材料性质的限制，这种阀的使用温度宜在150以下，压力在1MPa以下。第15页/共23页蝶阀 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
8、 蝶阀具有结构简单、重量轻、价格便宜、流阻极小的优点，但泄漏量大，适用于大口径、大流量、低压差的场合，也可以用于含少量纤维或悬浮颗粒状介质的控制。第16页/共23页球阀 球阀的阀芯与阀体都呈球形体，转动阀芯使之与阀体处于不同的相对位置时，就具有不同的流通面积，以达到流量控制的目的，球阀阀芯有“V”形和“O”形两种开口形式，分别如图(a)、(b)所示。O形球阀的节流元件是带圆孔的球形体，转动球体可起控制和切断的作用，常用于双位式控制。V形球阀的节流元件是V形缺口球形体，转动球心使V形缺口起节流和剪切的作用，适用于高粘度和污秽介质的控制。第17页/共23页高压角形调节阀 角形阀的两个接管呈直角形，
9、一般为底进侧出，这种阀的流路简单、阻力较小，适用于现场管道要求直角连接介质为高粘废、高压差和含有少量悬浮物和固体颗粒状的场合。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。第18页/共23页 调节阀结构型式的选择 要根据工艺条件差、工艺介质的物理化学性、是否有毒性、是否含悬浮颗粒等。过程控制的要求如精度、可调比、噪音等。并参照各种调节阀的特点，兼顾其经济性来选择调节阀的类型，同时还必须考虑调节阀的材质、公称压力等级和上阀盖的型式及所用的密封填料等问题.气开、气关形式的选择 调节阀的流量直接影响到系统
10、的控制质量和稳定性，需要正确选择。快开特性一般应用于双位控制和程序控制，因此流量特性的选择主要是直线特性和对数特性的选择.调节阀口径的确定 控制阀的口径选择是由控制阀流量系数C值决定的。调节阀的流量系数C：2.3气动薄膜阀的选择第19页/共23页 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。当装有阀门定位器或手轮机构时，更应保证观察、凋整和操作的方便。手轮机构的作用是：在开停车或事故情况下，可以用它来直接人工操作控制阀，而不用气压驱动。气动执行器应安装在环境温度不高于十60 和不低于40 的地方，并应远离振动较大的设备。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。气动
11、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，也应加文撑。通过控制阀的流体方向在阀体上有箭头标明、不能装反，正如孔板不能反装一样。2.4气动薄膜调节阀的安装和维护 气动执行器的安装和维护，一般应注意下列几个问题。第20页/共23页 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，如图所示。控制阀安装前，应对管路进行清洗，排去污物和焊渣。在日常使用中，要对控制阀经常维护和定期检修。应注意填料的密封情况和阀杆上下移动的情况是良好，气路接头及膜片有否漏气等。第21页/共23页第22页/共23页感谢观看！第23页/共23页
