气动阀门培训教材(1)

仪控部检修基本技能培训系列
的面积，使执行机构的体积变得十分庞大；而气缸式执行 机构的活塞和缸体均可以耐受较大的气源压力，而且缸体 可以造得很长，因此可用在力矩大、行程长的阀门上。但 气缸也有它的缺点，由于活塞与缸体之间有相对运动，就 有可能产生不可预见的磨擦力，如缸体锈蚀、密封圈张力 不均匀等原因，使得执行机构卡涩造成调节失灵。而薄膜 阀由于结构的特点，不会产生上述故障，这也是薄膜阀的 优势。
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❖ 控制阀的流量特性 控制阀的流量特性是指控制阀的行程在0－100％的范围 内与对应的流经控制阀的流量之间的关系。 压差恒定时阀门的流量特性称作固有流量特性。 在压差等参数变化条件下阀门的流量特性称作实际流量 特性。
控制阀的流量特性有三种 快开流量特性 线性流量特性 等百分比流量特性
气动执行机构有薄膜式和气缸两种。薄膜式通常单端 进气、弹簧复位，对于不同的进气方向又分为气开式（进 气打开阀门，失气弹簧复位关闭阀门）和气关式（进气关 闭阀门，失气弹簧复位打开阀门）。由于薄膜式气动执行 机构中的薄膜耐受压力较小，通常在2kg/cm以下，因 此，如果应用在力矩较大的调节阀上时，就必须增加薄膜
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改变管道系统中的水、蒸汽、燃油或气体介质的流量， 从而达到控制生产过程的目的。
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❖ 常用的调节阀有多种分类形式， 按通流形式分，有柱塞式、碟板式、笼式、以及迷宫
式等； 按动作形式分，有直行式、角行式等； 按照介质通过调节阀时，对阀芯的作用方向分，有流
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❖ 控制阀的主要性能指标 可调比－控制阀最大可控流量与最小可控流量的比值 流通能力－特定条件下流经阀门的流量 气室密封性－特定压力下，特定时间内，执行器气室压 力下降的程度
❖ 流量系数： 流量系数是指温度为 40-60 ℉ 的水在 1 PSI（磅/平方 英寸）的压降下，阀门某开度下每分钟流过阀门的（美) 加仑数 . 流量系数是表征阀门流通能力的参数。流量系数与阀门流 道几何形状，阀门尺寸，阀门开度等参数有关。
由于调节机构直接与工作介质接触，使用条件恶劣，所以 容易出现故障，比如调节阀尺寸选择不合理或特性不适宜，使 调节质量不高；调节阀通流部分被腐蚀、堵塞，使其工作特性 变坏；调节阀的机械性能差，动作不灵敏或产生振荡等。因此 我们在对气动执行机构进行检修和维护时，必须对调节机构的 结构、原理、特性等进行了解，以保证工作的顺利进行，这是 保证自动调节系统正常工作的基础。
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2020/8/14
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❖ 概述 : 执行机构是自动调源自系统的重要组成部分，通常用其来调节流入（或流出）调节对象的物质或能量，以实现对热力生产 过程中各种热工参数的自动控制，所以又称为调节系统的终端 控制元件。一个自动调节系统即使设计合理、装置设备先进， 但如果调节机构选择不当，如特性不好或调节范围不合适，仍 然会使调节系统出现异常。
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❖ 气动执行机构控制装置的主要组成部件和功能 ▪ 减压阀：降低控制气源压力，以适宜执行机构的工作 压力； ▪ 过滤器：滤去压缩空气中的水和其他杂质，保证进入 电/气转换器、定位器以及执行机构的压缩空气的清 洁。许多产品是减压阀和过滤器一体化设计； ▪ 电/气转换器（E/P）：将控制系统来的4~20mA电流信 号转换成3~15psi（0.2~1kg/cm）的气压控制信号； ▪ 定位器：是阀位控制的核心部件，对调节阀的阀位进 行精确控制； ▪ 位置变送器：通过连杆与阀杆的位移同步产生转角移 动，转换成4~20mA电信号，线性地反映阀门的开度； ▪ 行程开关：通常安装在阀门的全开和全关位置，用以 发出阀门全开和全关的信号送到控制系统
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❖ 调节阀的流量方程 Q = Cv√△P / G 式中：Q为流体的体积流量；CV为流量系数；△P为调节阀 两端差压；G为流体重度。
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❖ 气动执行机构及其控制装置 ： 执行机构是驱动调节阀的动力装置，有气动、电动、
液动等方式，其中气动执行机构以其维护工作简单、动作 速度较快、具有防爆性、以及容易得到较大力矩等优点， 被广泛应用于各种场合。
开式和流闭式等 按操作能源的不同，又可分为气动、液动、电动三大
类。它们有着各自不同的特性，应用的不同的场合。
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❖ 控制阀的构成： 控制阀主要由两大部分组成： 阀体＋执行器
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❖ 执行器的功能： -控制阀门的开关，保证阀门正常工作所需的行程 -提供阀门关闭时所需的关闭力 -具备一定的开关速度，保证使用要求 -与相关附件联合使用，满足意外故障时阀门的理想位置 （故障时阀门打开，或关闭，或即时原位锁定）
下面重点介绍电/气转换器和定位器等控制部件工作 原理。 一.力平衡式E/P工作原理
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为了实现某些特殊的控制功能，一些执行机构上还配 备了其他的控制部件，如实现联锁功能的电磁阀，实现保 位功能的锁气器，加快动作速度的气放大器，失气时维持 短时操作的储能罐等等。
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❖ 主要部件原理概述 执行机构控制部件生产厂家很多，结构也有很大差异
，但他们利用的原理都很近似，电/气转换和定位器主 要采取两种形式，即E/P、定位器分开和一体化设计， 而定位器又分为气动机械平衡式和智能型。控制部件中 E/P、减压阀、气动机械平衡式定位器都是利用力平衡 原理进行调节的。
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❖ 调节机构的分类 调节机构在生产过程中直接与介质接触，通过其调节作 用来控制生产过程。根据被调节的介质或能量的不同， 可分为以下几种类型： ▪ 控制流体介质的调节机构，如阀门、挡板、闸板等； ▪ 控制固体介质的调节机构，如刮板、叶轮等； ▪ 控制电流的调节机构，如电位器、继电器、接触器等 ； ▪ 控制其他形式能量的调节机构。 火力发电厂热力系统调节机构通常有阀门、挡板、给煤 机等，而调节阀又是使用最广泛的调节机构，通常用来