直驱式阀门液动执行器的特性仿真

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阀门执行器的工作原理

阀门执行器的工作原理1. 引言阀门执行器是一种常见的用于控制流体、气体或液体介质的设备，常见于工业生产、建筑管道和自动化控制系统中。

本文将深入探讨阀门执行器的工作原理，旨在帮助读者更好地理解和运用该设备。

2. 阀门执行器的分类阀门执行器根据其控制方式和工作原理可分为以下几类：电动执行器、气动执行器、液动执行器和手动执行器。

2.1 电动执行器电动执行器通过电动机驱动阀门的开闭操作。

其核心组件是电动机和减速机构，通过电动机的旋转运动将转动力转化为直线运动，并通过连杆和阀杆实现阀门的开闭。

此类执行器广泛应用于自动化程度较高的系统中。

2.2 气动执行器气动执行器使用压缩空气作为动力源，通过气动装置实现阀门的开闭控制。

当控制信号输入时，气动装置会对空气源进行调节，使得阀门执行机构发生相应的运动。

气动执行器具有操作速度快、可靠性高的特点，被广泛应用于工业自动化系统中。

2.3 液动执行器液动执行器与气动执行器的原理相似，唯一的区别在于其动力源是液体。

液动执行器通过液体的压力变化来实现阀门的开闭操作。

液动执行器适用于一些工作环境要求较高的场合，其操作精度和控制能力较强。

2.4 手动执行器手动执行器是一种简单的、体力驱动的阀门执行器。

其操作方式是通过手动操作来实现阀门的开闭控制。

手动执行器没有动力源，通常适用于一些较小的系统或安全控制方面的需求。

3. 阀门执行器的核心组件无论是什么类型的阀门执行器，其核心组件通常包括以下几个部分：电动机或气动装置、减速机构、连杆、阀杆和阀门本身。

3.1 电动机或气动装置电动执行器依靠电动机提供动力，气动执行器则需要气动装置作为动力源。

电动机通常采用交流电动机或直流电动机，其类型和功率取决于执行器的要求和应用场景。

气动装置则通常由空气压缩机、气动阀和气缸组成。

3.2 减速机构减速机构是将电动机或气动装置的旋转运动转化为阀门执行机构所需的直线运动的核心装置。

减速机构通常采用齿轮传动、蜗轮传动、滑移轮传动等形式，其目的是将动力传递到连杆上。

水阀执行器工作原理

水阀执行器工作原理
水阀执行器的工作原理基于其接受控制信号并转换为机械运动来调节阀门的开度，进而控制流体的流量和压力。

根据控制方式和工作原理，水阀执行器主要分为以下几类：
1.电动执行器：这种类型的执行器接收电控制信号，通过电机驱动阀杆运动来改
变阀门的开度。

电动原水调节阀能够实现对流量和压力的精确控制，具有自动
化控制、精确调控、高可靠性和广泛应用范围的特点。

2.气动执行器：气动执行器使用气压力来驱动阀门启闭或进行调节。

它们通常配
备辅助装置如阀门定位器（用于改善执行器性能）和手轮机构（在控制系统失
效时手动操作）。

气动执行器的特点是扭矩大、空间占用小，并且具有良好的
安全防爆特性。

3.液动执行器：利用液压原理工作，通过液体传递的动力来驱动阀门。

4.手动执行器：需要人工直接操作来开启或关闭阀门。

5.此外，执行机构的基本类型包括部分回转、多回转及直行程驱动方式，可根据
需要控制的阀门类型选择相应的执行器。

综上所述，水阀执行器的选择依赖于特定的应用需求，包括所需的驱动力矩大小、阀门类型以及控制信号的种类。

执行器将控制信号转化为机械运动，以实现对流体流动的精确控制，从而在各种工业和过程控制应用中发挥关键作用。

执行器

采用国际单位制时，流量系数定义为：在阀全开，阀前后压差为100kPa，流体密度为1g/cm3(5400C 的水)时，每小时通过阀门的流量数(m3)。
流量系数的计算：将上式中P的单位取为kPa，可得不可压缩流体KV值的计算公式为：
10 ρ KV = Q P
在计算流量系数时，应考虑不同流体的影响因素，例如液体的粘度、气体的压缩因数等。流体的流动状态也影响KV的大小，当阀前后压差达到某一临界值时的阻塞流状态，KV计算要引入压力恢复系数、临界压差比等。流量系数的见教材表3-1计算公式,也可参阅控制阀工程设计手册。
执行器
执行器的构成：
执行机构－产生推力或位移的装置。调节机构－直接改变能量或物料输送量的装置，通常称为控制阀或调节阀。执行器的分类：气动、电动和液动
一、电动执行机构
电动执行机构有角行程和直行程两种，是以两相交流电机为动力的位置伺服机构，它将输入的直流电流信号线性地转换成位移量。
可用于需分程控制的场合，两台定位器由一个控制器操纵，每台定位器的工作由分程点决定。可改善控制阀的流量特性，通过改变反馈凸轮的几何形状，使定位器的输出特性发生变化，从而达到修正流量特性的目的。
四、调节机构
又称控制阀(或调节阀)，是一个局部阻力可变的节流元件。阀芯移动改变了阀芯与阀座间的流通面积，即改变了阀的阻力系数，使被控介质流量相应改变。
之间的关系，即：
Q1max Qmin
=f(
l L
)
理想流量特性(阀前后压差不随阀的开度而变)
直线特性： Q/Qmax= K ( l/L )+ C 对数特性： Q/Qmax= R (l/L-1)
抛物线特性：Q/Qmax= 1/R [1+( –1) l/L ]2 快开特性：随着开度增大, 流量很快达最大。

直驱式电静液作动器设计与性能研究

直驱式电静液作动器设计与性能研究直驱式电静液作动器是一种将电液效应与电磁效应结合的一种新型作动器。

它不仅能够通过电磁力控制作动器的运动，还能通过液压力控制作动器的运动。

本文将围绕直驱式电静液作动器的设计与性能展开研究。

首先，我们需要对直驱式电静液作动器进行设计。

在设计过程中，我们需要考虑作动器的结构和控制系统。

作动器的结构包括电磁线圈、活塞、弹簧等部分。

控制系统包括电源、传感器、液压泵等部分。

通过合理地设计作动器的结构和控制系统，可以提高作动器的性能。

其次，我们需要对直驱式电静液作动器的性能进行研究。

作动器的性能包括承载能力、稳定性、响应速度等方面。

承载能力是指作动器在承受外部负载时的能力。

稳定性是指作动器在运动过程中保持稳定的能力。

响应速度是指作动器对输入信号的响应速度。

为了研究作动器的性能，我们可以通过实验的方式进行。

在实验中，我们需要测量作动器的承载能力、稳定性和响应速度。

通过对实验数据的分析，可以得到作动器的性能参数。

通过进一步的研究，还可以优化作动器的设计，提高作动器的性能。

最后，我们需要对直驱式电静液作动器的应用进行探讨。

直驱式电静液作动器可以广泛应用于机械制造、航空航天、自动化控制等领域。

作动器的设计与性能对于其应用起着至关重要的作用。

通过研究作动器的设计与性能，可以推动直驱式电静液作动器在各个领域的应用。

总之，直驱式电静液作动器是一种结合了电液效应和电磁效应的作动器。

通过对作动器的设计与性能进行研究，可以提高作动器的性能，并推动其在各个领域的应用。

希望本文的研究能够为直驱式电静液作动器的进一步发展和应用提供一定的参考价值综上所述，直驱式电静液作动器是一种具有广泛应用前景的作动器。

通过结构和控制系统的优化，可以提高作动器的性能，并满足不同领域的需求。

研究作动器的性能参数可以为作动器的设计和应用提供指导。

直驱式电静液作动器在机械制造、航空航天和自动化控制等领域具有广阔的应用前景。

希望本文的研究可以为直驱式电静液作动器的进一步发展和应用提供参考和借鉴。

阀门执行器简介

定期对阀门执行器进行全面检查，包括电气系统、控制系统等。
阀门执行器的定期保养
阀门执行器需要定期进行润滑，以减少磨损和保持其正常运转。
定期检查阀门执行器的密封件，如有需要应及时更换。
定期对阀门执行器进行清洗，以防止污垢和杂质的积累。
根据使用情况和制造商的推荐，阀门执行器需要定期进行维护和保养。
阀门执行器的故障排除与维修
阀门执行器是用于控制阀门动作的设备，通过接收控制信号，驱动阀门进行开启或关闭操作。
阀门执行器通常由电动、气动或液动等驱动方式，根据不同的应用场景选择合适的阀门执行器。
阀门执行器具有高精度、高可靠性、长寿命等特点，广泛应用于石油、化工、电力等领域。
随着工业自动化的发展，阀门执行器的智能化和远程控制技术也得到了广泛应用，提高了生产效率和安全性。
根据工艺要求和操作条件
考虑阀门执行器的性能参数
阀门执行器的配置要求
阀门执行器控制信号：配置与控制系统相匹配的控制信号
阀门执行器型号选择：根据工艺需求和阀门类型选择合适的执行器型号
阀门执行器附件配置：根据需要配置限位开关、阀门定位器等附件
阀门执行器电源要求：确保执行器供电稳定，符合设备要求
阀门执行器的安装与调试
石油和天然气工业：阀门执行器用于控制管道中流体（如油、气）的流动，实现自动化控制和安全保障。
化工行业：阀门执行器在化工生产过程中，用于调节各种化学物质的流量、压力和温度等参数，保证生产的稳定性和安全性。
电力工业：阀门执行器在发电厂中用于控制蒸汽、水和燃料的流量，确保锅炉和汽轮机的正常运行。
食品和饮料行业：阀门执行器用于包装和加工生产线中，控制液体、固体和气体的流动，提高生产效率和产品质量。
阀门执行器在建筑领域的应用

阀门遥控系统(液动)

4 工作原理阀门遥控装置的工作原理如图 2 所示。阀门遥控装置的动力源由液压动力泵站产生，根据液压阀门开、关所要求的工作压力，由动力泵站
中的液压开关设定所需的压力范围，向电磁阀箱输送附合要求的液压动力。在正常运行状态下，操作设在电磁阀箱面板上的带灯按钮，控制电磁阀箱中的电磁换向阀（二位四通或三位四通）的通路，实现对设在各舱位中阀门开、关的遥控。
2# 液压泵 No.2 HYDRAULIC PUMP
CJ86/SC
HPU
容积 VOLUME
L
HPU Remote control & indication
AC V Φ Hz
DC V W IP
编号
日期
No.
DATE
CJ86/SC
Drawing No.: 1011-109B-10-01
集控室控制站 ECR CONTROL STATION
图 11 液压动力泵站的液压管路连接示意图
5.6.4 相邻管路和管件轮廓边缘的距离不应小于 10mm。同排管道法兰或活接头应相间错开 100mm 以上，保证拆卸方便。 5.6.5 穿墙（舱壁）管应加套管，其接头位置宜距墙（舱壁）面 800mm 以上。 5.6.6 机体上的管道应尽量贴近机体，且不得妨碍机器动作。 5.6.7 管路敷设、安装时应防止元件和液压装置受到污染。 5.6.8 连接管道应选用Φ14×3 不锈钢管（耐酸钢），选择配管路线的原则应是管线最短、弯头少及易紧固、维修的场所。
RDFK 系列液压阀门遥控装置主要适用于各类船舶以及其它所需远程遥控液压阀门的处所。在船舶
方面它适用与对压载水、舱底水、货油输送、液体输送等方面管系的自动控制。本系统也适用于其它行
业,例如石油、化工、自来水等方面需要对流体进行自动控制的管系。但是，当流体具有腐蚀性或易燃易爆性质时，应在订货时由用户以书面的方式，作出特别说明。

实验二电动调节阀的流量特性测试实验

实验二电动调节阀的流量特性测试实验任何一个最简单的控制系统也必须由检测环节、调节单元及执行单元组成。

执行单元的作用就是根据调节器的输出，直接控制被控变量所对应的某些物理量，例如液位、温度、压力和流量等参数，从而实现对被控对象的控制目的。

因此，完全可以说执行单元是用来代替人的操作的，是工业自动化的“手脚”。

电动调节阀是本实验装置的执行单元之一。

一．电动调节阀工作原理执行器按照使用能源的种类，可分为气动、液动和电动三种，本装置采用的是智能型单座调节阀。

顾名思义它是由电动执行器进行操作的，它接受调节器的输出电流4～20mA信号，并转换为相应的输出轴直线位移，去控制调节机构以实现自动调节。

电动调节器的优点则是能源采用方便，信号传输速度快，传输距离远等。

执行器由执行机构和调节机构两部分组成。

执行机构是执行器的推动装置，它可以按照调节器的输出信号量，产生相应的推力，以带动智能调节阀的主推动轴产生直线位移，主推动杆总位移为16mm，控制单座调节阀0～100%的开度连续变化。

而调节机构（调节阀）是执行器的调节装置，它受执行机构的操纵，可以改变调节阀阀芯与阀座间的流通面积，以达到最终调节被控介质的目的。

本执行器的结构如图1所示，电动执行器首先接受来自调节器的输出信号，以作为执行器的输入信号即执行器的动作依据；该输入信号送入信号转换单元，转换信号制式后与反馈的执行机构位置信号进行比较，其差值作为执行机构的输入，以确定执行机构的作用方向和大小；执行机构的输出结果再控制调节器的动作，以实现对被控介质的调节作用；其中执行机构的输出通过位置发生器可以产生其反馈控制所需要的位置信号。

图1 电动执行器的工作原理从上述描述和图1可知，电动调节阀执行机构的动作构成了负反馈控制回路，这是提高执行器调节精度、保证执行器工作稳定的重要手段。

为保证电动执行器输出与输入之间呈现严格的比例关系，必须采用比例负反馈构成闭环控制回路，图2为本套装置的电动执行器的工作原理示意图：图2 电动执行器原理图其中Ii表示输入电流，θ表示输出轴转角，两者存在如下关系：??K?Ii （1）1K是比例系数。

一种适用于液动阀门的手自一体电控液动执行机构

环球市场/理论探讨-106-一种适用于液动阀门的手自一体电控液动执行机构刘志刚江南阀门有限公司摘要：在一般工况企业中，阀门的驱动方式主要有手动(包括齿轮传动)、电动、气动和液动等，用户根据各自的条件选择不同的阀门驱动方式。

80年代初期，为适应选煤行业的恶劣工况及日益提高的自动化要求，研制了液动阀门驱动装置—电控液动执行机构。

该执行机构集机、电、液于一体，适用于驱动带介质压力启闭的阀门。

历经20余年的研究开发，经过大量的试验室试验和工业性试验，电控液动执行机构的技术已日趋成熟。

关键词：手自一体；电控液动；阀门；驱动装置随着船舶自动控制技术的发展，液动阀门越来越多的使用于船舶阀门控制技术中，手自一体的电控液动执行机构大大提高了船舶设备控制的自动化和船舶设备操作的人性化。

有效的解决了因液压动力源故障失效，可对液动阀门进行手动应急等问题。

1 手自一体电控液动执行机构的组成手自一体电控液动执行机构由手动与电控两部分组成。

通过手动换向阀与电磁换向阀并联布置，形成两个独立的回路。

在手动换向阀及电磁换向阀前后均有布置截止阀，方便维修，油缸进、出口处各装有一个可调的节流阀，可调节油缸的速度。

当有压力油源时，电机接受控制模块的功能指令，控制油缸的往复运动，以线性或者角位移输出扭矩来驱动阀门的启闭。

当失去压力油源后，可通过手动泵实现油缸的往复运动来驱动阀门的启闭。

2 手自一体电控液动执行机构的特点手自一体电控液动执行机构，结构简单、质量轻、体积小、传动平稳、功能齐全，可以获得很大的输出力矩、速度，调节方便、易于控制、控制精度高、控制系统具有总体价格便宜、维护容易、适用范围广等特点。

3 手自一体电控液动执行机构的设计及要求3.1 整体设计要求(1)明确手自一体电控液动执行机构的特性，使用条件，安全性和可靠性要求及其它特殊要求。

(2)对控制设计方案进行交流完善。

(3)对设备的布置，结构设计方案进行明确。

(4)手自一体电控液动执行机构是机、电、液一体化产品，每部分专业性都很强，为保证产品质量建议该产品应由控制系统专业设计制造商统一集成提供、产品中所采用的阀门信息应标注清晰。

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｉｃ — ｈｙｄｒａｕｌｉｃａｃｔｕａｔｏｒ；ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ；ｒｏｔａｔｅｓｐｅｅｄ；ＭＯＥ；ｐｉｐｅｌｅｎｔｈｇ
０引言
在石化行业的阀门控制中．执行器作为一种阀门控制设备而被广泛应用目前石化行业使用的阀门执
行机构通常有三种。分别为电动执行器、气动执行器和液动执行器
１系统的工作原理
新型液动执行器采用的是闭式回路．通过控制伺服电机的参数改变执行器的输出特性。系统的工作原
ＨｙｄｒａｕｌｉｃｓＰｎｅｕｍａｔｉｃｓ＆ＳｅＭｓ／Ｎｏ．１２．２０１３
直驱式阀门液动执行器的特性仿真
张楷彭，柯坚，刘桓龙，王国志
（西南交通大学机械工程学院，四川成都
摘
６１００３１）
理如图１所示。
现有的液动执行器通常需要配套使用一个液压站
或一套伺服驱动系统．致使其体积庞大，而且节流损失大、对油液污染特别敏感、伺服阀加工精度高、价格贵、
维修不方便等因此行业中仅在少数需要大驱动力和高精度控制时才会应用液动执行器。近年来，液动执行机构发展十分迅速，小型化、轻量化、高效节能、高可靠性成为执行器发展的主要趋势。本文介绍的系统利用伺服电机与定量泵取代伺服阀．执行件所要求的变速变向和限压由交流伺服电动机的变速变向和限转矩来完成泵和液压缸都可以实现闭环控制，在低压下也可以可靠工作。论文利用ＡＭＥＳｉｍ软件仿真计算了影响执行器工作性能的主要参数．为产
要：介绍了阀门用直驱式液动执行器的特点和工作原理，利用ＡＭＥＳｉｍ软件对液动执行器的部分特性进行了仿真。主要包括伺服
电机的转速、油液弹性模量和管长等参数对输出位移特性的影响。结果表明：伺服电机转速、油液中弹性模量和管长等参数对液动执行
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｂｉｅｒｌｆｙｄｅｓｃｉｒｂｅｓｔｈｅｔｒａｉｔａｎｄｗｏｒｋｉｎｇｐｉｒｎｃｉｐｌｅｏｆｈｅｔｎｅｗｔｙｐｅｅｌｅｃｔｒｏ－ｈｙｄｒａｕｌｉｃａｃｔｕａｔｏｒｓ．ｕｓｉｎｇＡＭＥＳｉｍ
ＺＨＡＮＧＫａｉ－ｐｅｎｇ，ＫＥ肌，ＬＩＵＨｕａｎ－ｌｏｎｇ，ＷＡＮＧＧｕｏ－ｚｈｉ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００３１，Ｃｈｉｎａ）
ｃｅｒｔａｉｎｉｌｕｆｎｅｎｃｅ．Ｒａｔｉｏｎｌａｌｙａｄｊｕｓｔｔｈｅｐｒａａｍｅｔｅｓｒａｎｄｒｅａｓｏｎａｂｌｅｍａｔｃｈｉｎｇｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｈｅｔｐｅｆｒｏｍａｒｎｃｅｏｆｈｅｔｓｙｓｔｅｍ．
器系统性能有一定的影响，调整系统运行参数进行合理参数匹配可提高系统的工作性能。
关键词：液动执行器；位移；转速；弹性模量；管长
中图分类号： Байду номын сангаас Ｈ１３７．５１文献标识码：Ａ文章编号：１００８ — ０８１３（２０１３）１２ — ０００９ — ０３
ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＤｉｒｅｃｔＤｒｉｖｅＥｌｅｃｔｉｃｒ — — ｈｙｄｒａｕｌｉｃＡｃｔｕａｔｏｒｆｏｒＶａｌｖｅ
ｓｏｆｔｗａｒｅｆｏｒｍｏｄｅｌｉｎｇ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｉｔｓｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｍａｉｎｌｙｉｎｃｌｕｄｅｈｅｔｐａｍｅｔｅｓｒｓｕｃｈａｓｒｏｔａｔｅｓｐｅｅｄｏｆｐｕｍｐ、ＭＯＥ、ｐｉｐｅｌｅｎｇｔｈａｎｄｈｏｗｔｈｅｙｉｎｌｆｕｅｎｃｅｈｅｔｓｙｓｔｅｍｐｅｆｏｒｒｍａｎｃｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｈａｔｔｈｅｔｓｅｐａｒａｍｅｔｅｓｒｏｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍｐｅｆｒｏｒｍａｎｃｅｈａｓａ