第4章-执行器及安全栅.ppt

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1、第4章执行器及安全栅4.1执行器执行器是自动控制系统中的重要组成部分，它将控制器送来的控制信号转换成执行动作，从而操纵进入设备的能量，将被控变量维持在所要求的数值上或一定的范围内。执行器有自动调节阀门、自动电压调节器、自动电流调节器、控制电机等。其中自动调节阀门是最常见的执行器，种类繁多。一、执行器的结构组成组成：执行机构调节机构二、执行器的分类执行机构调节机构IiP入LQ位移开度输入信号气动执行器Pλ→L→Q按能源分：电动执行器Ii→L→Q液动执行器直行程角行程比较项目气动执行器电动执行器液动执行器结构体积推力配管配线动作滞后频率响应维护检修使用场合温度影响成本简单中中较复杂大狭简单

2、防火防爆较小低复杂小小简单小宽复杂隔爆型才防火防爆较大高简单大大复杂小狭简单要注意火花较大高三种执行器的特点比较电动执行器气动执行器1.特点它是以140kP的压缩空气为能源，以20~100kP气压信号为输入控制信号；具有结构简单、动作可靠、性能稳定、输出推力大、维修方便、本质安全防暴和价格低廉等特点。2.构成原理执行机构调节机构P入LQ位移开度输入信号（一）结构组成：执行机构Pλ→L→Q调节机构4.1.1气动执行器4.1.1.1气动调节阀的结构与分类气动调节阀由执行机构和控制机构（阀）两部分组成。执行机构是推动装置，它是将信号压力的大小转换为阀杆位移的装置。控制机构是阀门，它将阀杆的位

3、移转换为流通面积的大小。1.执行机构执行机构按调节器输出的控制信号，驱动调节机构动作。气动执行机构的输出方式有角行程输出和直行程输出两种。直行程输出的气动执行机构有两类。气动活塞式执行机构薄膜式执行机构P正作用执行机构反作用执行机构气动薄膜控制阀外形反装阀气开式执行器正作用执行机构P入正作用式气动薄膜控制阀反作用式气动薄膜控制阀结构原理气关式控制阀O型环气开式执行器反作用执行机构P入阀芯的正装与反装形成气开、气关正装反装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，阀门逐

4、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：气关式气关式气开式气开式四种组合反作用反作用正作用正作用气关式气关式气开式气开式反装阀反装阀正装阀正装阀P入P入P入P入QQQQQ执行机构的作用方式序号执行机构调节阀气动执行器序号执行机构调节阀气动执行器图(a)图(b)正正正反气关气开图(c)图(d)反反正反气开气关给水阀燃气阀蒸汽例如：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气开气关式的选择原则：当控制信号中断时，阀门的复位位置能使工艺设备处于安全状态。返回一、控制阀的结构特点直通2.调节机构角形三通控制阀：合流；分流分流合流碟阀

5、角行程式阀芯凸轮挠曲阀蝶阀球阀4.1.1.2调节阀的流量特性调节阀的阀芯位移与流量之间的关系，对控制系统的调节品质有很大影响。流量特性的定义：被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度（相对位移）间的关系称为调节阀的流量特性。Q/Qmax—相对流量l/L—相对开度相对流量Q/Qmax是控制阀某一开度流量Q与全开时流量Qmax之比；相对开度l/L是控制阀某一开度行程l与全开行程L之比。调节阀的流量特性不仅与阀门的结构和开度有关，还与阀前后的压差有关，必须分开讨论。LQ快开直线抛物线为了便于分析，先将阀前后压差固定，然后再引伸到实际工作情况，于是有固有流量特性与工作流量特性之分。1、固有（

6、理想）流量特性在将控制阀前后压差固定时得到的流量特性称为固有流量特性。它取决于阀芯的形状。对数特性（1）直线流量特性控制阀的相对流量与相对开度成直线关系，即单位位移变化所引起的流量变化是常数。用数学式表示为：3142(l/L)/%R—调节阀的可调比系数。控制阀的可调比控制阀的可调比就是控制阀所能控制的最大流量与最小流量之比。可调比也称为可调范围，用R表示。1.理想可调比当控制阀上压差一定时，这时的可调比称为理想可调比。2.实际可调比控制阀在实际工作时，与管路系统相串联或与旁路阀相并联，此时的可调比就称为实际可调比。其中Qmin不是指阀门全关时的泄漏量，而是阀门能平稳控制的最小流量，约为

7、最大流量的2~4%一般阀门的可调比R=30。R=Qmax/Qmin3142直线阀的流量放大系数在任何一点上都是相同的。1.理想可调比（2）对数（等百分比）流量特性单位相对行程变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比关系：3142曲线斜率（放大系数）随行程的增大而增大。开度小时，流量变化小；开度大时，流量变化大。（4）抛物线流量特性特性曲线为抛物线，介于直线和对数曲线之间，使用较少。（3）快开特性3142开度较小时就有较大流量，随开度的增大