岗前培训--执行器(调节阀)基础知识PPT课件.pptx

执行器（行器（调节阀）基）基础知知识海南基地海南基地岗前培前培训班班一、基本理念一、基本理念二二二二、调节阀调节阀的分的分的分的分类类三三三三、调节阀调节阀的构成的构成的构成的构成四四四四、调节阀调节阀的工作原理的工作原理的工作原理的工作原理五五五五、阀门阀门附件附件附件附件简简介介介介一、一、一、一、调节阀调节阀的概述的概述的概述的概述目目录一、一、调节阀的概述的概述调节阀调节阀在自在自在自在自动动控制系控制系控制系控制系统统中作用，就是接受中作用，就是接受中作用，就是接受中作用，就是接受调节调节器器器器发发出的控制信号，改出的控制信号，改出的控制信号，改出的控制信号，改变调节变调节参数，把被参数，把被参数，把被参数，把被调调参数控制在所参数控制在所参数控制在所参数控制在所要求的范要求的范要求的范要求的范围围内，从而达到生内，从而达到生内，从而达到生内，从而达到生产过产过程自程自程自程自动动化。化。化。化。调节阀调节阀是是是是流体流体流体流体输输送系送系送系送系统统中的控制部件，具有截断、中的控制部件，具有截断、中的控制部件，具有截断、中的控制部件，具有截断、调节调节、导导流、防止逆流、流、防止逆流、流、防止逆流、流、防止逆流、稳稳压压、分流或溢流泄、分流或溢流泄、分流或溢流泄、分流或溢流泄压压等功能。等功能。等功能。等功能。二、二、调节阀的分的分类1 1、调节阀调节阀分分分分为为气气气气动调节阀动调节阀、电电动调节阀动调节阀、液、液、液、液动调动调节阀节阀三大三大三大三大类类。2 2、气、气、气、气动调节阀动调节阀分分分分为为薄膜式、活塞薄膜式、活塞薄膜式、活塞薄膜式、活塞式和式和式和式和长长行程式。行程式。行程式。行程式。3 3、电动电动和液和液和液和液动动调节阀调节阀分分分分为为直行程直行程直行程直行程和角行程。和角行程。和角行程。和角行程。三、三、调节阀构成构成 1 1、调节阀调节阀是由是由是由是由执执行机构行机构行机构行机构和和和和调节调节机构两机构两机构两机构两部分部分部分部分组组成。成。成。成。三、三、调节阀构成构成 执执行机构：接受行机构：接受行机构：接受行机构：接受输输入的气入的气入的气入的气压调节压调节信号，信号，信号，信号，产产生相生相生相生相应应的的的的推力，使推杆推力，使推杆推力，使推杆推力，使推杆发发生位移，推生位移，推生位移，推生位移，推动阀动阀芯芯芯芯动动作。从而改作。从而改作。从而改作。从而改变变阀门阀门的开度，最的开度，最的开度，最的开度，最终调节阀终调节阀内流体的流量内流体的流量内流体的流量内流体的流量变变化化化化。调节调节机构机构机构机构：是：是：是：是一个局部阻力可一个局部阻力可一个局部阻力可一个局部阻力可变变的的的的节节流元件。它与流元件。它与流元件。它与流元件。它与执执行机构相行机构相行机构相行机构相连连，在，在，在，在执执行机构的作用下行机构的作用下行机构的作用下行机构的作用下带动阀带动阀芯在芯在芯在芯在阀阀体内移体内移体内移体内移动动，改，改，改，改变变了了了了阀阀芯与芯与芯与芯与阀阀座之座之座之座之间间的流通面的流通面的流通面的流通面积积，即，即，即，即改改改改变变了了了了阀阀的阻力系数，被控介的阻力系数，被控介的阻力系数，被控介的阻力系数，被控介质质的流量也就相的流量也就相的流量也就相的流量也就相应应地地地地改改改改变变，从而达到控制工，从而达到控制工，从而达到控制工，从而达到控制工艺艺参数的目的。参数的目的。参数的目的。参数的目的。三、三、调节阀构成构成2、气气动薄膜薄膜调节阀的的主要主要结构由下列零构由下列零部件部件组成：成：1.膜片膜片 2.弹簧簧 3.推杆推杆 4.阀芯芯 5.阀座座四、四、调节阀工作原理工作原理1、调节阀的工作原理 当来自控制器的信号当来自控制器的信号压力通入到薄膜气室力通入到薄膜气室时，在膜片上，在膜片上产生生一个推力，并推一个推力，并推动推杆部件向下移推杆部件向下移动，使，使阀芯和芯和阀座之座之间的的空隙减小空隙减小(即流通面即流通面积减小减小)，流体受到的阻力增大，流量减，流体受到的阻力增大，流量减小。推杆下移的同小。推杆下移的同时，弹簧受簧受压产生反作用力，直到生反作用力，直到弹簧的簧的反作用力与信号反作用力与信号压力在膜片上力在膜片上产生的推力相平衡生的推力相平衡为止，此止，此时，阀芯与芯与阀座之座之间的流通面的流通面积不再改不再改变，流体的流量，流体的流量稳定，可定，可见，调节阀是根据信号是根据信号压力的大小，通力的大小，通过改改变阀芯的行程芯的行程来来改改变阀的阻力大小，达到控制流量的目的的阻力大小，达到控制流量的目的。四、四、调节阀工作原理工作原理气气动薄膜薄膜执行机构主要用作包括行机构主要用作包括一般一般调节阀的推的推动装置，分有装置，分有弹簧和无簧和无弹簧两种。无簧两种。无弹簧的气簧的气动薄膜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。有有弹簧的气簧的气动薄膜薄膜执行机行机构按作用形式分构按作用形式分为正作用和反作用两种正作用和反作用两种。正作用式气正作用式气动薄膜薄膜执行机构当来自控制器或行机构当来自控制器或阀门定位器的信号定位器的信号压力增大力增大时，推杆向下，推杆向下动作的叫正作用作的叫正作用执行机构；当信行机构；当信号号压力增大力增大时，推杆向上，推杆向上动作的叫反作用作的叫反作用执行机构。行机构。正作用机构的信号正作用机构的信号压力是通入波力是通入波纹膜片上方的薄膜气膜片上方的薄膜气室，而反作用机构的信号室，而反作用机构的信号压力是通人波力是通人波纹膜片下方的膜片下方的薄膜气室。通薄膜气室。通过更更换个个别零件，两者便能互相改装零件，两者便能互相改装。四、四、调节阀工作原理工作原理正作用正作用正作用正作用反作用反作用反作用反作用四、四、调节阀工作原理工作原理2、执行机构行机构的工作原理的工作原理 当当阀芯下移芯下移时阀关小叫正装，反之叫反装。关小叫正装，反之叫反装。这样阀芯有正装和反装两种，加之芯有正装和反装两种，加之执行机构有正行机构有正作用和反作用。作用和反作用。因此，因此，调节阀的作用形式有四种，的作用形式有四种，这四种形式四种形式的的调节阀如果从信号的控制作用来看，分如果从信号的控制作用来看，分为两两种，即气开和气关形式，在使用中，大口径的种，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，而用改一般都用正作用形式，而用改变阀芯的安芯的安装方向来装方向来获得气开或气关特性。气开、气关的得气开或气关特性。气开、气关的选择与生与生产安全有关，其原安全有关，其原则是：一旦信号中是：一旦信号中断，断，调节阀的状的状态能保能保证人人员和和设备的安全。的安全。四、四、调节阀工作原理工作原理上图中(b)和(c)为气开式，(a)和(d)为气关式四、四、调节阀工作原理工作原理(1)(1)正作用正作用正作用正作用执执行机构行机构行机构行机构+正装正装正装正装调节调节机构机构机构机构=气关气关气关气关式式式式调节阀调节阀(2)(2)反作用反作用反作用反作用执执行机构行机构行机构行机构+正装正装正装正装调节调节机构机构机构机构=气气气气开式开式开式开式调节阀调节阀(3)3)正作用正作用正作用正作用执执行机构行机构行机构行机构+反装反装反装反装调节调节机构机构机构机构=气气气气开式开式开式开式调节阀调节阀(4)4)反作用反作用反作用反作用执执行机构行机构行机构行机构+反装反装反装反装调节调节机构机构机构机构=气关气关气关气关式式式式调节阀调节阀气开式气开式气开式气开式 随信号随信号随信号随信号压压力的增大流通截面力的增大流通截面力的增大流通截面力的增大流通截面积积也增大也增大也增大也增大气关式气关式气关式气关式 随信号随信号随信号随信号压压力的增大流通截面力的增大流通截面力的增大流通截面力的增大流通截面积积减小减小减小减小正装指正装指正装指正装指阀阀芯向下移芯向下移芯向下移芯向下移动时动时，阀阀芯与芯与芯与芯与阀阀座座座座间间的流通面的流通面的流通面的流通面积积减小减小减小减小反装指反装指反装指反装指阀阀芯向下移芯向下移芯向下移芯向下移动时动时，阀阀芯与芯与芯与芯与阀阀座座座座间间的流通面的流通面的流通面的流通面积积增大增大增大增大四、四、调节阀工作原理工作原理四、四、调节阀工作原理工作原理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：四、四、调节阀工作原理工作原理气开气关的气开气关的选择原原则是：是：信号信号压力中断力中断时，应保保证设备和操作人和操作人员的安全，如的安全，如阀门处于打开位置于打开位置时危害性小，危害性小，则应选用气关式；反之，用气关式；反之，则用用气开式。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五五、阀门附件附件 阀门要想要想实现定位，事故状定位，事故状态全开、全关或者保位，全开、全关或者保位，以及跳以及跳车时阀门回到安全回到安全阀位等等功能位等等功能时，需要与不同，需要与不同种种类的的阀门附件配合，才能附件配合，才能够满足工足工艺的不同需求。下的不同需求。下面，我将面，我将对几种常用的几种常用的阀门附件做附件做讲解。解。五、五、阀门附件附件1、电气气阀门定位器定位器 阀门定位器是定位器是调节阀的主要附件，的主要附件，为了保了保证从从调节器来器来的控制信号与的控制信号与调节阀阀杆的行程位置相杆的行程位置相联系，提高系，提高调节特特性的品性的品质，必，必须利用利用阀门定位器。定位器。五、五、阀门附件附件阀门阀门定位器与气定位器与气定位器与气定位器与气动执动执行机构构成行机构构成行机构构成行机构构成一个一个一个一个负负反反反反馈馈系系系系统统。阀门阀门定位器可用更高的气源定位器可用更高的气源定位器可用更高的气源定位器可用更高的气源压压力，可增大力，可增大力，可增大力，可增大执执行机构的行机构的行机构的行机构的输输出力。出力。出力。出力。在什么情况下需要使用在什么情况下需要使用阀门定定位器？位器？答：大口径答：大口径答：大口径答：大口径阀门阀门，或者要求由，或者要求由，或者要求由，或者要求由较较大大大大输输出力的出力的出力的出力的阀门阀门等（小口径等（小口径等（小口径等（小口径阀门阀门一般一般一般一般较较少使用）。少使用）。少使用）。少使用）。阀门阀门定位器与定位器与定位器与定位器与执执行机构安装在一起，因而可减少行机构安装在一起，因而可减少行机构安装在一起，因而可减少行机构安装在一起，因而可减少调节调节信号的信号的信号的信号的传输传输滞后。滞后。滞后。滞后。五、五、阀门附件附件 来自来自调节器或器或输出安全出安全栅送来的送来的420mA DC电流流输入入线圈圈时，使位，使位于于线圈中的可圈中的可动铁芯（即杠杆芯（即杠杆2）磁化，因）磁化，因为可可动铁芯位于永久磁芯位于永久磁钢1所所产生的磁生的磁场中，因而，两磁中，因而，两磁场相互作用，使杠杆相互作用，使杠杆2产生偏生偏转力矩。它以中力矩。它以中心支点心支点为中心中心发生偏生偏转，固定在杠杆，固定在杠杆2上的上的挡板板13靠近或靠近或远离离喷嘴嘴15，使放大器使放大器14背背压增大或减小，增大或减小，经放大后的放大后的输出气出气压作用于作用于调节阀的膜的膜头8上，使其上，使其阀杆下移或上移。杆下移或上移。阀杆的位移通杆的位移通过反反馈杆杆9转换为反反馈轴和反和反馈板板5的角位移，再通的角位移，再通过调量程支点量程支点7使反使反馈机体机体10移移动。固定在杠杆。固定在杠杆2上的上的弹簧簧11被拉伸，被拉伸，产生了一个生了一个负的反的反馈力矩，使杠杆力矩，使杠杆2产生位移，当生位移，当反反馈力矩和力矩和输入力矩相等入力矩相等时，使杠杆，使杠杆2平衡，同平衡，同时，阀杆也杆也稳定在一个相定在一个相应的位置上，从而的位置上，从而实现了了电流信号与乏味之流信号与乏味之间的比例关系。的比例关系。电气气阀门定位器工作原理定位器工作原理五、五、阀门附件附件五、五、阀门附件附件举例：例：I杠杆上端右移杠杆上端右移挡板板靠近靠近喷嘴嘴 P压力力阀杆下移杆下移反反馈凸凸轮右右转 反反馈弹簧右拉簧右拉杠杆平衡杠杆平衡五、五、阀门附件附件阀杆位移和杆位移和输入信号之入信号之间的关系取决于的关系取决于转换系数系数、力臂力臂长度以及度以及反反馈部分的反部分的反馈系数，系数，而与而与执行机构的行机构的时间常数和常数和放大系数，即放大系数，即执行机行机构的膜片有效面构的膜片有效面积和和弹簧簧刚度无关，因此度无关，因此阀门定位器能消除定位器能消除执行机构行机构膜片有效面膜片有效面积和和弹簧簧刚度度变化的影响，化的影响，提高提高执行机构的行机构的线性度，性度，实现准确定位。准确定位。改改变阀门定位器反定位器反馈凸凸轮的几何形状，即可改的几何形状，即可改变反反馈部分的反部分的反馈系数，系数，从而从而改改变执行机构的特性，行机构的特性，进而可以改而可以改变整个整个调节阀的特性的特性。因此，可以。因此，可以通通过改改变反反馈凸凸轮的几何形状来修正的几何形状来修正调节阀的流量特性。的流量特性。根据根据系系统的需要，的需要，阀门定位器也能定位器也能实现正反作用。正作用正反作用。正作用阀门定位器是定位器是输入信号入信号压力增加，力增加，输出出压力也增加；反作用力也增加；反作用阀门定位器与此相反，定位器与此相反，输入入信号信号压力增加，力增加，输出出压力力则减小减小。五、五、阀门附件附件 空气空气过滤减减压器是最器是最典型的附件。它用于典型的附件。它用于净化来自空气化来自空气压缩机机的气源，并能把的气源，并能把压力力调整到所需的整到所需的压力力值，具有自具有自动稳压的功能。的功能。2、空气、空气过滤减减压器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五、五、阀门附件附件 当来自空气当来自空气压缩机的空气机的空气输入到减入到减压器的器的输入入端后，端后，进入入过滤器室器室A，由于旋，由于旋风盘5的作用，的作用，使气流旋使气流旋转并将空气中的水分分离出一部分，在并将空气中的水分分离出一部分，在壳体沉降下来。当气体流壳体沉降下来。当气体流过过滤器件器件4时，将，将进行除水、除油、除行除水、除油、除尘得到得到进化后化后输出。出。当当调节手手轮按逆按逆时针方向方向拧到不到不动的的时候候过滤器器减减压器没有器没有输出出压力，气路被球体力，气路被球体阀瓣瓣3切断。如切断。如果按果按顺时针方向方向转动手手轮，则活活动弹簧座把簧座把给定定弹簧簧1往下往下压，弹簧力通簧力通过膜片膜片2，把球体，把球体阀瓣打瓣打开，使气流开，使气流经过球体球体阀瓣而流到瓣而流到输出管路。于此出管路。于此同同时，气，气压通通过反反馈小孔一个向上的力。当此力小孔一个向上的力。当此力与与给定定弹簧所簧所产生生进入反入反馈气室气室B，压力作用在力作用在膜片上，将膜片上，将产生的力相等是，生的力相等是，过滤减减压器达到力器达到力平衡，平衡，输出出压力就力就稳定下来。定下来。给定定弹簧的作用力簧的作用力越大，越大，输出出压力就越高。所以力就越高。所以调节手手轮就可以就可以调节给定定值。空气空气过滤器工作原理器工作原理五、五、阀门附件附件 气气动继动器本器本质上是一种气上是一种气动放大器。它与气放大器。它与气动薄膜式或气薄膜式或气动活塞式活塞式执行机构配套使用，用以提高行机构配套使用，用以提高执行机构的行机构的动作速度。当作速度。当仪表表远距离距离传送送压力力信号，或信号，或执行机构气室容量很大行机构气室容量很大时，由于将，由于将产生生较明明显的的传递时间滞后。滞后。因此，使用因此，使用这种附件能种附件能够显著著提提执行机构响行机构响应特性。特性。3、气、气动继动器器五、五、阀门附件附件气气动继动器工作原理器工作原理 由由阀门定位器来的控制信号定位器来的控制信号压力力输入到气室入到气室A时，在膜，在膜组件件1上上产生一个向下的推力，膜片生一个向下的推力，膜片组件件1向向下下转动，打开，打开阀芯芯2。此。此时气源气源压力由力由阀芯、芯、阀座之座之间的的间隙流入到隙流入到反反馈气室气室B，同，同时经由由输出端被送出端被送到到执行机构。当上下两行机构。当上下两侧所所产的作的作用力相平衡用力相平衡时，输入信号与入信号与输出关出关系一定比例关系，一般系一定比例关系，一般为1:1。输入信号端的气流量入信号端的气流量较小，而小，而输出信出信号号测气流量气流量较大，控制信号与大，控制信号与输出出信号信号压力相同，即力相同，即实现了功率放大了功率放大作用。作用。五、五、阀门附件附件4、电磁磁阀 电磁磁阀从原理上分三从原理上分三类（即直（即直动式、分布直式、分布直动式、先式、先导式）。式）。电磁磁阀由由电磁磁线圈和磁芯圈和磁芯组成，是包含一个或几个孔的成，是包含一个或几个孔的阀体，当体，当线圈通圈通电或断或断电时，磁芯的运，磁芯的运动将将导致流体通致流体通过阀体或被切断，以达到改体或被切断，以达到改变流体方向流体方向的目的的目的。五、五、阀门附件附件 上上图为直直动式二位三通式二位三通电磁磁阀，图示位置示位置为阀处于断于断电关关闭状状态。此。此时，1 1，2 2不通，不通，2 2，3 3相通，相通，阀没有没有输出。当通出。当通电时，铁芯受芯受电磁力作用被吸磁力作用被吸向上，向上，1 1，2 2相通，排气口封相通，排气口封闭，阀有有输出。出。