第六章执行器
工学执行器
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昆明理工大学
§3 气动薄膜控制阀的流量特性
三、工作特性曲线
工作特性分析
S=1表示理想特性曲线。
S 减小，即管道阻力增加。
•系统总压差不变，管道阻力增加，阀门前后压 差减小，全开时的流量也小，控制阀的可调范 围R也变小。
•控制阀的流量特性发生畸变，理想线性特性趋 向快开；理想对数特性趋向线性。
•线性流量特性
•对数流量特性（等百分比）
•快开流量特性
这三种特性完全取决于阀芯的形状，不同的 阀芯曲面可以得到不同的流量特性。
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昆明理工大学
§3 气动薄膜控制阀的流量特性
二、理想流量特性
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昆明理工大学
§3 气动薄膜控制阀的流量特性
二、理想流量特性
1.线性流量特性
线性流量特性是指控制阀的相对流量与相对开度成直线 关系。流过阀门的相对流量与阀杆相对行程的关系可以 表示成：
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§2 控制阀
一、控制阀结构
控制阀的气开与气关选择主要从工艺生产上安全 要求从发，考虑原则是：
信号中断时，应该保证设备和操作人员的安全。 如果阀处于打开位置时危害小，应选择气关式，这样， 即使气源系统故障（导致气源中断），阀门能自动打 开，保证安全，反之，应该选择气开式。
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1－上膜盖 2－波纹薄膜 3－下膜盖 4－支架 5－推杆 6－压缩弹簧 7－弹簧座 8－调节件 9－螺母 10－行程标尺
图6－2 气动薄膜执行机构（传统型正作用）
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当信号压力增加时，阀杆向下移动， 称为正作用，称为ZMA型。
第六章 执行器
执行器的作用 气动执行器 电气转换器及阀门定位器
执行器的作用
干扰 D 给定值 Sv x + 偏差 - Pv z 测量值 Dv e e 控制器 操纵值 Mv P 测量变送器 操纵变量 调节阀 q 被控对象 y 被控变量
执行器的作用： 执行器的作用： 接受控制器的信号， 接受控制器的信号，改变被控 介质的流量， 介质的流量，使测量值保持在 给定值或一定范围内。 给定值或一定范围内。
正作用执行机构 反作用执行机构
气动执行器
2、控制机构 作用：在执行机构带动下， 作用：在执行机构带动下， 改变被控介质流量， 改变被控介质流量， 实施调节作用。 实施调节作用。 组成：由阀体、阀杆、填料、 组成：由阀体、阀杆、填料、 阀芯、阀座等组成。 阀芯、阀座等组成。
气动执行器
正装：阀杆下移时，阀关小； 正装：阀杆下移时，阀关小；
正作用执行机构
气动执行器
A l − l0 = ( P − 20 ) C
式中： 式中： 推杆行程； 推杆行程； 输入压力信号20 20—100 P— 输入压力信号20 100kPa。 0.02—0.1MPa) （0.02 0.1MPa)
l −l0 —
气动执行器
正作用执行机构： 正作用执行机构：ZMA 压力控制信号P↑→推杆↓位移。 P↑→推杆 压力控制信号P↑→推杆↓位移。 信号由薄膜气室上方通入） (信号由薄膜气室上方通入） 反作用执行机构： 反作用执行机构：ZMB 压力控制信号P↑→推杆↑ P↑→推杆 压力控制信号P↑→推杆↑位移 信号由薄膜气室下方通入） (信号由薄膜气室下方通入）
气动执行器
旁路
气动执行器
4）角形阀 特点：流道比较简单，不易堵塞， 特点：流道比较简单，不易堵塞， 适宜高粘度， 适宜高粘度，含颗粒流体 的流量控制。 的流量控制。可适用于高 压场合。 压场合。
第六章 执行器
按能 源形 式分
第六章 执行器
执行器组成:执行机构和控制机构 阀 执行器组成 执行机构和控制机构(阀) 。 执行机构 执行机构是执行器的推动装置 是执行器的推动装置,它按控制信号压力的大小 执行机构是执行器的推动装置 它按控制信号压力的大小 产生相应的推力或扭矩, 推动控制机构动作。 产生相应的推力或扭矩 推动控制机构动作。 它是将压力信号的大小转换为阀杆位移的装置。 它是将压力信号的大小转换为阀杆位移的装置。 控制机构是执行器的控制部分 它直接与被控介质接触 控制机构是执行器的控制部分,它直接与被控介质接触 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。 控制流体的流量。 它是将阀杆的位移转换为流过阀的流量的装置。 它是将阀杆的位移转换为流过阀的流量的装置。
一、气动执行器的结构与分类 2.控制机构 控制阀 控制机构(控制阀 控制机构 控制阀) (6).蝶阀 蝶阀 又称翻板阀,如图 如图。 又称翻板阀 如图。 结构简单,重量轻 特点:结构简单 重量轻、价格便宜、流阻极小的优点, 特点 结构简单 重量轻、价格便宜、流阻极小的优点 但泄漏量大。 但泄漏量大。 适用于大口径、大流量、 适用于大口径、大流量、 低压差的场合,也用于含少 低压差的场合 也用于含少 量纤维或悬浮颗粒状介质 的控制,多用于燃烧系统的 的控制 多用于燃烧系统的 风量控制。 风量控制。
控制信号P 控制信号 0 执行 I0 机构 力F 力矩M 力矩 位移L 位移
控制 角度θ 角度θ 机构
阀门开度 流 量
执行器的构成框图
第一节 气动执行器 组成:执行机构和控制机构 还有辅助装置,如 执行机构和控制机构; 组成 执行机构和控制机构 还有辅助装置 如阀门定位器 手轮机构。 和手轮机构。
控 制
执行器精华版PPT课件
其他领域
总结词
除了上述领域外，执行器还广泛应用于 其他领域，如航空航天、交通运输、能 源等。
VS
详细描述
在航空航天领域中，执行器用于控制航天 器的姿态和轨道；在交通运输领域中，执 行器用于控制交通工具的运行状态；在能 源领域中，执行器用于控制能源的输送和 分配。总之，执行器在各个领域中都发挥 着重要的作用，是实现自动化和智能化控 制的关键部件之一。
执行器的发展历程
初期阶段
智能化阶段
早期的执行器主要采用机械传动方式， 结构复杂，精度低，可靠性差。
现代的执行器已经逐渐向智能化方向 发展，具有自诊断、自调整、自适应 等功能，能够更好地适应工业生产中 的各种复杂环境和要求。
发展阶段
随着电子技术和计算机技术的不断发 展，执行器的控制精度和可靠性得到 了显著提高，电动、气动、液动等各 种类型的执行器相继出现。
机器人领域
总结词
在机器人领域中，执行器是实现机器人运动的关键部件之一，主要用于驱动机器人的关节和执行特定 任务。
详细描述
机器人的运动需要依靠执行器来实现，执行器能够接收来自控制系统的指令，驱动机器人的关节进行 动作，从而实现机器人的各种运动。同时，执行器还可以根据机器人的任务需求进行定制和优化，例 如在工业机器人中使用的伺服电机、在服务机器人中使用的舵机等。
输出力是指执行器输出的机 械力，它决定了执行器能够
驱动的负载大小。
执行器的性能参数包括输出 力、行程、速度、精度等。
02
01
03
行程是指执行器输出的机械 运动范围，它决定了执行器
的控制范围。
速度是指执行器输出的机械 运动速度，它决定了执行器
的响应速度。
04
05
执行器工作原理
执行器工作原理
执行器是一种设备，用于将输入信号转化为机械运动或执行特定操作。
它由电磁或电动元件控制，通过转换输入能量来输出所需的运动。
执行器的工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 接收信号：执行器通过传感器或控制器接收输入信号，这些信号可以是电流、电压或控制信号。
2. 信号转换：执行器将接收到的信号转换为适合自身工作的形式，例如电磁执行器可以将电流转换为磁场力。
3. 能量转换：执行器将输入的能量转换为机械运动或执行特定操作的能量。
例如，电动执行器将电能转换为机械能，从而驱动执行器的运动。
4. 机械运动：执行器根据输入信号的控制，实现特定的机械运动，例如线性运动、旋转运动或其他复杂的工作。
5. 完成任务：执行器根据输入信号的指令，完成特定的任务，例如打开或关闭阀门、控制机械臂的运动等。
在实际应用中，执行器广泛应用于自动化领域，用于控制各种机械设备的运动和操作。
它们可以是简单的电磁铁，也可以是复杂的电动马达或液压驱动装置。
通过执行器的工作，我们能够实现自动化系统的控制和运行，提高工作效率和精度。
执行器工作原理
执行器工作原理
执行器是一种能够将输入信号转换成动力输出的设备。
其工作原理是基于电磁力、液压力或气动力的作用机制。
具体来说，执行器通常由电源、控制电路和执行机构组成。
在电磁执行器中，控制电路会接收外部输入信号，并根据信号的特征来控制电磁线圈的通断。
当电流通过电磁线圈时，产生的磁场会与固定在执行机构上的永磁体相互作用，产生电磁力。
这个力会使得执行机构发生位移，并完成所需的工作。
液压执行器则利用液体的压力来实现输出动力。
液压执行器内部有一个液压系统，包括一个液压泵、控制阀和油缸。
当控制阀接收到相应的输入信号时，它会控制液压泵的工作以及液压油的流动方向。
通过改变液压油流动的方向和压力，液压执行器可以实现线性或旋转的动作。
气动执行器和液压执行器的原理类似，不同的是它们利用气体的压力来生成动力。
和液压执行器一样，气动执行器包括气压源、控制阀和执行机构。
当控制阀接收到信号时，它会改变气体的流动方向和压力，从而使执行机构产生运动。
总体来说，执行器在接收到输入信号后，会根据信号的特征来改变自身的状态或输出力。
这样，它就能够实现将输入信号转换为相应的工作输出。
不同类型的执行器在原理上略有不同，但都属于能量转换设备，用于完成各种自动化控制系统的任务。
第六章--执行器PPT课件
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4、控制机构
1). 作用与分类
• 作用：直接作用于对象，并使对象的运 动（如流量）发生变化。
• 由于被控对象千差万别，控制机构的形 式也各不相同，如控制阀、调压变压器、 变速器、振动给料机等等。
• 化工系统中最常用的控制机构为各种形 式的控制阀（调节阀）。
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• 控制阀实质是一个局部阻力可以改变的 节流元件。由于阀芯在阀体内移动，改 变了阀芯与阀座之间的流通面积，即改 变了阀的阻力系数，被控介质的流量也 就相应地改变，从而达到控制工艺参数 的目的。即：
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正作用：阀芯向下， 阀杆下移时，阀芯与阀座间的流通面积减少。 反作用： 阀芯向上，阀杆下移时，阀芯与阀座间的流通面积增大。
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• 按照不同的使用要求，调节阀（控制阀）主要有以下 几种: 1. 直通单座调节阀;
• 2. 直通双座调节阀; • 3. 角型调节阀; • 4. 高压调节阀; • 5. 隔膜调节阀; • 6. 蝶阀 • 插板阀、浆液阀
套筒阀
套筒阀：
1. 套筒阀的结构比较特殊，阀体与一般的直通
单座阀相似，但阀内有一个圆柱形套筒，又 称笼子，利用套筒导向，阀芯可在套筒中上 下移动。
2. 套筒上开有一定形状的窗口（节流孔），套
筒移动时，就改变了节流孔的面积，从而实 现流量调节。
3. 套筒阀分为单密封和双密封两种结构，前者
类似于直通单座阀，适用于单座阀的场合； 后者类似于直通双座阀，适用于双座阀的场 合。
PO
1
气
动
执
2
行
机
3
构
6
4
调 节 机 构
5
化工仪表及自动化课后习题答案第四版
第一章，自动控制系统1、化工自动化主要包括哪些内容。
自动检测，自动保护，自动操纵和自动控制等。
2、闭环控制系统与开环控制系统的区别。
闭环控制系统有负反馈，开环系统中被控变量是不反馈到输入端的。
3、自动控制系统主要有哪些环节组成。
自动化装置及被控对象。
4、什么是负反馈，负反馈在自动控制系统中的意义。
这种把系统的输出信号直接或经过一些环节重新返回到输入端的做法叫做反馈，当反馈信号取负值时叫负反馈。
5、自动控制系统分类。
定值控制系统，随动控制系统，程序控制系统6、自动控制系统衰减振荡过渡过程的品质指标有及影响因素。
最大偏差，衰减比，余差，过渡时间，振荡周期对象的性质，主要包括换热器的负荷大小，换热器的结构、尺寸、材质等，换热器内的换热情况、散热情况及结垢程度等。
7、什么是静态和动态。
当进入被控对象的量和流出对象的量相等时处于静态。
从干扰发生开始，经过控制，直到系统重新建立平衡，在这一段时间中，整个系统的各个环节和信号都处于变动状态之中，所以这种状态叫做动态。
第二章，过程特性及其数学模型1、什么是对象特征，为什么要研究它。
对象输入量与输出量之间的关系系统的控制质量与组成系统的每一个环节的特性都有密切的关系。
特别是被控对象的特性对控制质量的影响很大。
2、建立对象的数学模型有哪两类机理建模：根据对象或生产过程的内部机理，列写出各种有关的平衡方程，从而获取对象的数学模型。
实验建模：用实验的方法来研究对象的特性，对实验得到的数据或曲线再加以必要的数据处理，使之转化为描述对象特性的数学模型。
混合建模：将机理建模和实验建模结合起来的，先由机理分析的方法提供数学模型的结构形式，然后对其中某些未知的或不确定的参数利用实测的方法给予确定。
3、反映对象特性的参数有哪些。
各有什么物理意义。
它们对自动控制系统有什么影响。
放大系数K：对象重新稳定后的输出变化量与输入变化量之比。
对象的放大系数K越大，就表示对象的输入量有一定变化时对输出量的影响越大。
第6章 执行器
角 行 程 式 调 节 机 构
① 蝶阀 ② 凸轮挠曲控制阀 ③ V型球阀 ④ O型球阀
同一类型的气动/电动控制阀， 同一类型的气动 电动控制阀，分别采用气动执行机构和电动执行机构 电动控制阀
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南京航空航天大学材料科学与技术学院
—化工仪表及自动化—
执行器的作用方式 从安全生产的角度来确定正反作用
南京航空航天大学材料科学与技术学院
—化工仪表及自动化—
第六章 执行器
概述 执行机构 控制机构 控制阀的流量系数和流量特性 执行器的选择计算和安装 阀门定位器
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南京航空航天大学材料科学与技术学院
—化工仪表及自动化—
一、概 述
对执行器的初步认识
气动薄膜 直通单座阀
气动薄膜 直通双座阀
气动蝶阀
气动球阀
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—化工仪表及自动化—
常用控制阀结构示意图及特点——直通双座控制阀 常用控制阀结构示意图及特点——直通双座控制阀 直通双座控制阀： 直通双座控制阀：
1. 阀体内有两个阀芯和阀座 。 因为流体对上、 2. 因为流体对上、下两阀芯上的作用力
可以相互抵消， 可以相互抵消，因此双座阀具有允许 压差大。 压差大。 下两阀芯不易同时关闭， 3. 上、下两阀芯不易同时关闭，因此泄 漏量较大的特点。 漏量较大的特点。 ⌦ 它适用于阀两端压差较大，泄漏量要 适用于阀两端压差较大， 求不高的干净介质场合， 求不高的干净介质场合 ， 不适用于高粘 度和含纤维的场合。 度和含纤维的场合。
执行器在自控系统中的作用：接收控制器（计算机） 执行器在自控系统中的作用：接收控制器（计算机）输出的 控制信号， 控制信号，使控制阀的开度产生相 应变化，从而达到调节操作变量 调节操作变量的 应变化，从而达到调节操作变量的 目的。 目的。 执行器是控制系统必不可少的环节。 执行器是控制系统必不可少的环节。 手 执行器工作/使用条件恶劣， 执行器工作/使用条件恶劣，它也是控制系统最薄弱的环节。 原因：执行器与介质直接接触； 原因：执行器与介质直接接触； 腐蚀性、 粘度、 结晶、高温、深冷、高压。 (强)腐蚀性、(高)粘度、(易)结晶、高温、深冷、高压。 3
执行器原理及应用
执行器原理及应用执行器是将电能、气压、流体动力、机械传动等形式的能量转换为机械运动或其他控制效应的装置。
它广泛应用于自动化控制系统、机械系统以及工业生产中的各个环节中，是实现各种控制和调节的关键组件。
本文将详细介绍执行器的原理及应用。
一、执行器的原理执行器的原理基于能量的转换，通过输入一种能量形式，输出另一种能量形式，实现机械运动或其他控制效应。
下面将分别介绍几种主要的执行器原理：1.电动执行器：电动执行器是利用电能来驱动机械运动的装置。
它包括电动机、减速机和传动装置等。
其原理是通过电动机将电能转化为机械能，通过减速机和传动装置来调节输出的力和速度。
2.气动执行器：气动执行器是利用气压来驱动机械运动的装置。
它包括气缸、气控阀和气源等。
其原理是通过调节气压控制气缸的工作，实现机械运动。
3.液压执行器：液压执行器是利用液压动力来驱动机械运动的装置。
它包括液压缸、液控阀和液压泵等。
其原理是通过液压泵将液体压缩并提供给液压缸，通过液控阀控制压力和流量，实现机械运动。
4.机械执行器：机械执行器是通过机械传动来实现机械运动的装置。
它包括齿轮、链条、皮带和滚珠丝杠等。
其原理是通过机械传动将输入的动力传递给输出部分，实现运动或力的传递。
二、执行器的应用执行器在自动化控制系统、机械系统以及工业生产中的各个环节中得到广泛应用。
以下是几个常见的应用领域：1.工业自动化：在工业生产中，执行器被广泛应用于各种自动化设备和生产线中。
例如，在汽车生产线上，电动执行器用于控制汽车的组装、焊接和涂装等工序；气动执行器用于控制输送、搬运和装配等工序。
2.机械设备：在机械系统中，执行器被用于控制和操作各种机械设备。
例如，在数控机床中，液压执行器用于控制工作台和刀具的移动；机械执行器用于传递动力和运动。
3.智能家居：在智能家居系统中，执行器被用于控制和调节家庭中各种设备和设施。
例如，电动执行器用于控制窗帘的开合和卷帘门的运动；液压执行器用于控制家庭中的门锁和水管的开关。
执行器原理
执行器原理执行器是自动控制系统中的重要组成部分，它的作用是根据控制信号来控制执行元件的运动，从而实现系统的自动化控制。
执行器的原理是基于控制信号的输入和执行元件的输出之间的相互作用，下面我们将详细介绍执行器的原理。
首先，执行器的原理可以分为电气执行器和液压执行器两种类型。
电气执行器是通过电信号来控制执行元件的运动，常见的电气执行器包括电动阀门、电动执行机构等；而液压执行器则是通过液压信号来控制执行元件的运动，如液压缸、液压马达等。
不同类型的执行器在原理上有所不同，但都是基于控制信号和执行元件之间的相互作用来实现控制。
其次，执行器的原理还涉及到执行元件的运动方式。
执行元件的运动方式可以分为直线运动和旋转运动两种。
直线运动的执行元件包括液压缸、电动执行机构等，它们通过控制信号来实现直线方向的运动；而旋转运动的执行元件包括液压马达、电动阀门等，它们通过控制信号来实现旋转方向的运动。
执行器的原理在实现不同运动方式的执行元件时也有所不同。
另外，执行器的原理还涉及到执行元件的控制方式。
执行元件的控制方式可以分为开关控制和调节控制两种。
开关控制是指执行元件只有两种状态，即开和关，通过控制信号来实现执行元件的开关状态的切换；而调节控制则是指执行元件可以实现连续的运动调节，通过控制信号来实现执行元件位置、速度、力的调节。
执行器的原理在实现不同控制方式的执行元件时也有所不同。
最后，执行器的原理还涉及到执行元件的反馈控制。
执行元件的反馈控制是指通过传感器来实时监测执行元件的位置、速度、力等参数，并将反馈信号送回控制系统，从而实现闭环控制。
执行器的原理在实现反馈控制时需要考虑传感器的选择、信号的处理等问题，以确保系统的稳定性和精度。
总之，执行器的原理是基于控制信号和执行元件之间的相互作用来实现自动化控制，涉及到执行元件的类型、运动方式、控制方式和反馈控制等多个方面。
通过深入理解执行器的原理，可以更好地设计和应用自动控制系统，实现精准、稳定的控制效果。
第6章 执行器
直通单座调节阀 直通双座调节阀 角形阀 三通调节阀 隔膜调节阀
蝶阀 O型球阀 型球阀 V型球阀 型球阀
1、常用调节阀结构示意图及特点 a. 直通单座调节阀 特点： 特点： 1. 阀体内只有一个阀芯和一个阀座。 2. 结构简单、泄漏量小（甚至可以完全 切断） 3. 允许压差小。 它适用于要求泄漏量小，工作压差较小 的干净介质 干净介质的场合。在应用中应特别注 干净介质 意其允许压差，防止阀门关不死。
ห้องสมุดไป่ตู้气信号
电信号
电/气转换器
电动调节阀 电动调节阀采用电动执行机构
优点：动作较快、能源获取方便，特别适于远距离的信号传送 缺点：输出力较小、价格贵， 且一般只适用于防爆要求不高的场合 输入信号：4～20mA
执行器的作用方式
从安全生产的角度来确定正反作用； 选择原则：压力信号中断时，避免损坏设备及伤 压力信号中断时， 压力信号中断时 害操作人员。 害操作人员。
△p的单位取为KPa,则：
KV =
10Q ρ ∆P
提出流量系数的概念，目的是根据工艺要求如何来选择一台合适 的调节阀。
2、 调节阀的流量特性 调节阀流量特性：介质流过调节阀的相对流量 相对流量与阀门的 相对流量 相对开度（即相对位移）之间的关系 相对开度 某一开度流量 某一开度行程
Q l = f( ) Qmax L
c. 三通调节阀 特点： 特点： 1. 两种类型：三通合流阀和三通分流阀。三通
合流阀为介质由两个输入口流进混合后由一 出口流出；三通分流阀为介质由一入口流进， 分为两个出口流出。 2. 阀体有三个接管口，适用于三个方向流体的 管路控制系统，大多用于热交换器的温度调 节、配比调节和旁路调节。
执行器图解
1问题的提出
我公司湿法生产线有几十台电动执行机构，大多数通过手操器、伺服放大器来实现对工艺阀门的控制。
由于工况条件差、电子元器件易老化控制工程网版权所有，伺服放大器容易发生故障，影响了整个执行机构的性能。
如伺服放大器振荡，引起执行器振荡，导致伺服电动机抱闸失灵，增加了执行器伺服电动机的故障率控制工程网版权所有，造成工艺参数的波动，影响了生产。
2原控制原理
原控制原理框图如图1。
手操器给定前置磁放大器4～20mA信号控制工程网版权所有，前置磁放大器的线路是直流输出内反馈推挽线路，给定信号经过和电动执行器位置发送器反馈的4～20mA信号比较后，由电子开关与触发器控制电动执行器伺服电动机正转或反转;同时，电动执行器位置发送器反馈的4～20mA信号控制工程网版权所有，也随之发生变化，并把反馈信号送回前置磁放大器进行比较，直到给定与反馈信号平衡为止。
由于反馈信号与手操器的显示和伺服前置磁放大器串联，因此反馈与给定信号比较的同时，也在手操器上显示反馈信号的变化过程。
图1伺服放大控制原理
伺服前置磁放大器中“调零”电位器和“稳定”电位器，是电动执行机构能否产生振荡的关键，也是故障易发点;伺服电子开关与触发器回路中可控硅、二极管、限流电感、单结晶管控制工程网版权所有，也是故障易发点。
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? 薄膜式执行机构的工作原理为：输出位 移与输入气压信号成比例关系。当信号压力 （通常为 0.02～0.1MPa）通入薄膜气室时， 在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 机构的直线输出的位移，也称行程。行程规 格有： 10mm 、 16mm 、 25mm 、 40mm 、 60mm、l00mm等。
? 气动执行器（通常也称为气动调节阀）
的执行机构和调节机构是统一的整体，它是 以被压缩的空气作为能源来操纵调节机构的， 特点是执行器结构简单、动作平稳可靠、动 作行程小，输出推力较大、易于维修、安全 防爆系数高，而且价格低，广泛地被应用在 化工、制药、炼油等工业生产中。气动执行 器既可以直接同气动仪表配套使用，也可以 和电动仪表或计算机配套使用，只要经过电 -气转换器或者电 -气阀门定位器将电信号转 换为 0.02～0.1MPa的标准气压信号，再使 用气动执行器进行动作。薄膜气动执行器是 化工生产中最常用的执行单元。
? 电动执行器将执行机构和调节机构分成独 立的两个部分。采用电信号作为能源，将输入 的直流电流信号转换为相应的位移信号。因此 电动执行器信号传递迅速，其缺点是结构复杂、 安全防爆性能差，故在化工、炼油中很少使用。
? 液动执行器可以产生很大的推力，但是体 积较大，不适合于在化工、炼油中使用。
? 下面主要介绍薄膜式气动执行器。
正作用执行机构： （a）、（b）； 反作用执行机构： （c）、（d）。 阀芯正装： （a）、（c）； 阀芯反装： （b）、（d）。 气开式（正作用方向）： （b）、（c）； 气关式（反作用方向）： （a）、（d）。
二、气动薄膜调节阀的类型
? 根据不同的使用场合和使用 要求，我们需要选择不同的调节 阀的结构型式，主要的气动薄膜 调节阀的类型有以下几种：
（l）直通单座调节阀?源自直通单座阀的阀体内只有一个阀芯与阀座，如右图
所示。流体从左侧流入，从
右侧流出。其特点是结构简
单、泄露量小，易于保证关
闭，甚至完全切断。缺点是
在压差比较大的时候，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。
但目前已有大口径的单 座阀。
?
右图是一种常
用的气动执行器的
示意图。执行器上
部与气压源相接，
当气压增大时，会
产生一个气压增量
作用在橡胶膜片上，
橡胶膜片发生形变，
并产生一个推力推
动阀杆产生位移，
从而改变连接在阀
杆上的阀芯与阀座
之间的流通面积，
这样就达到了调节
流量的目的。
一、气动调节阀的结构
? 根据不同的生产要求，气动 执行器的执行机构和调节机构又 可以分为许多不同的形式。
（2）直通双座
调节阀
?
阀体内有两个阀芯和阀座，如
右图所示。
? 另外还可以按有、无 弹簧划 分执行机构的类型，可分为有弹 簧和无弹簧的执行机构。有弹簧 的薄膜式执行机构最为常用，无 弹簧的薄膜式执行机构常用于双 位式调节。
2．调节机构
? 调节机构实际上是一个局部阻力 可以改变的节流元件，我们通常把它 叫做调节阀。调节阀的阀杆上部与橡 胶薄膜相连，下部与阀芯相连，当阀 芯在阀体内移动的时候，改变了阀芯 与阀座之间的流通面积，即改变了阀 的阻力系数，被控介质的流量也相应 地跟着改变，从而达到调节工艺参数 的目的。
1．执行机构
? 气动执行机构主要分为薄膜式和活塞式 两种，其中薄膜式执行机构最为常用，它 可以用做一般调节阀的推动装置，组成气 动薄膜式执行器，习惯上称为气动薄膜调 节阀，它的结构简单、价格便宜、维修方 便，应用广泛。
? 气动活塞式执行机构的推力较大，主要 用于大口径、高压降调节阀或蝶阀的推动 装置。
第六章 执行器 返回首页
? 第一节 气动薄膜调节阀 ? 第二节 电动执行器 ? 第三节 电-气转换器及电-气阀门定位器
? 执行器接受来自调节器的调节信号， 并将该调节信号转换成相应的角位移量或 者直线位移量，去操纵调节机构（调节 阀），从而改变被控介质的流量，使被调 节参数符合工艺要求。
? 执行器根据其使用的能源形式可分为 气动、电动、液动和自力式四大类。
? 除薄膜式和活塞式之外，
还有长行程的执行机构。它 们的行程长、转矩大，适合 于输出00～900的转角和力矩， 如用于蝶阀和风门的推动装 置。
? 气动薄膜式调节阀的执行机构按作用形式 来分可分为正作用和反作用两种形式。当来自 调节器的信号压力增大时，阀杆向下动作的叫 正作用执行机构；当来自调节器的信号压力增 大时，阀杆向上动作的叫反作用执行机构。通 常正作用的执行机构被应用在调节阀的口径较 大的情况下。正作用执行机构的的信号压力是 通入波纹膜片上方的薄膜气室；反作用执行机 构的信号压力是通入波纹膜片下方的薄膜气室。 国内生产的正作用式执行机构被称为 ZMA型， 反作用式执行机构被称为ZMB型。
第一节 气动薄膜调节阀
? 气动薄膜调节阀的执行机构（弹性薄膜） 和调节机构（调节阀）被整合在一起，呈上 下结构，上部分为执行机构（也称膜头）， 是执行器的推动装置，它按调节信号（如压 缩空气压力）的大小产生相应的推力，推动 调节机构动作。执行机构是将信号压力（通 常为 0.02～0.1MPa）的大小转换为阀杆位 移的装置。下部分为调节机构（也叫做阀 体），是执行器的调节部分，它直接与被调 介质接触，调节流体的流量。它是将阀杆的 位移转换为流过阀的流量的装置。
3．气动调节阀的调节方式
? 执行机构和调节机构按照不同的组合方 式可以实现气开式和气关式两种调节。由于 执行机构有正、反两种作用方式，调节机构 也有正、反两种作用方式，推杆下移时阀门 关小为正（也叫阀芯正装），推杆下移时阀 门开大为负（也叫阀芯反装），因此可以有 四种组合方式组成气开或气关型式的调节型 式，气开式是输入气压越高时开度越大，而 在气源断开时则全关，故称 FC型；气关式是 输入气压越高时开度越小，而在气源断开时 则全开，故称FO型。