工学执行器

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三、工作特性曲线
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§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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§3 气动薄膜控制阀的流量特性
二、理想流量特性
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§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。
当信号压力增加时,阀杆向上移动, 称为反作用,称为ZMB型。
例如,加热炉燃气或燃油应该选择 气开阀 。
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§2 控制阀
二、控制阀类型
1、直通单座控制阀 2、直通双座控制阀 3、角型控制阀 4、隔膜控制阀 5、三通控制阀
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§3 气动薄膜控制阀的流量特性
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§3 气动薄膜控制阀的流量特性
一、流量特性通常两种形式表示
阀门是整个管路中的一部分,在不同 流量下,管路系统的阻力不一样,因此分 配给阀门的压降也不同。工作特性不仅与 阀门本身的结构参数有关,也与配管情况 有关。
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§3 气动薄膜控制阀的流量特性
二、理想流量特性
控制阀的前后压差保持不变时得到的流量 特性就是理想流量特性,阀门厂家提供的就是 这种特性。理想流量特性有:
二、理想流量特性
3.快开流量特性
这种流量特性在开度较小时就有较大流量,随开 度增加,流量很快就达到最大,随后再增加开度 时流量变化甚小,故称为快开特性。
主要用于迅速启闭的切断或双位控制系统中。
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§3 气动薄膜控制阀的流量特性
二、理想流量特性
控制阀的理想流量特性
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§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的选择过大或过小都不合适。
•S 过大,在流量相同的情况下,管道阻力损耗 不变,但是阀上压降很大,消耗能量过多。
•S过小,则对控制不利。一般希望S不低于0.3。 当S>0.6时,认为工作特性与理想特性接近。
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•串联管道上的阻力损失与流速的平方成正比。
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§3 气动薄膜控制阀的流量特性
三、工作特性曲线
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§3 气动薄膜控制阀的流量特性
三、工作特性曲线
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§3 气动薄膜控制阀的流量特性
三、工作特性曲线
若以S表示控制阀全开时,控制阀上压差与 系统总压差之比,即
通常正作用的执行机构信号压力是通 入薄膜片上方的气室,而反作用的执行机 构信号是通入薄膜片下方的气室。
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图6-3 气动薄膜控制阀执行机构
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1-推杆 2-摇板 3-连接板 4-连杆 5-丝杆 6-滑块 7-手轮
图6-4 气动薄膜执行机构(侧装式正作用)
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§3 气动薄膜控制阀的流量特性
三、控制阀的动态特性
气动薄膜控制阀膜头是一个空间,它可以看 成是一个气容,从控制器到气动薄膜控制阀膜头 间的引压管线有气容和气阻,所以管线和膜头是 一个由气阻和气容组成的一阶滞后环节,其时间 常数取决于气阻和气容。当信号管线太长或太粗, 膜头气室太大时,控制阀的时间常数太大,增加 了系统广义对象容量滞后,对控制不利[1]。
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§3 气动薄膜控制阀的流量特性
三、工作特性曲线
理想流量特性是在假定控制阀前后压差保 持不变的情况下得到的。然而,在实际生产过程 中,控制阀前后的压差总会随阀的开度变化而变 化。在这种情况下,控制阀的相对开度与相对流 量之间的关系称为工作流量特性。
•设串联管道上的系统总的压差等于管道压差与 阀门压差值和。
q (1 1 ) l 1
qm ax
R lmax R
R表示控制阀所能控制的最大流量与最小流量之比,称 为控制阀的可调比,反映了控制阀调节能力的大小。国 产R=30。
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§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
当l lmax 100 % 时,q qmax 100 % ;当 l lmax 0 时 , q qmax 3.3% 它反映出控制阀的最小流量是其所能控 制控制的最小流量,而不是控制阀全关时的泄漏量。
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图6-1 气动薄膜控制阀外形和内部结构 1-上盖,2-薄膜,3-托板,4-阀杆,5-阀座 6-阀体,7-阀芯,8-推杆,9-平衡弹簧,10-下盖
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§1 执行机构
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一、气动执行机构
1、薄膜式
传统型 侧装式
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S pv p
以qm a x表示理想流量特性下(阀门压差为系统总压
差,管道压差为0)控制阀全开流量。可以得到串
联管道时以 qm a x作为参比值的工作流量特性。
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§3 气动薄膜控制阀的流量特性
三、工作特性曲线
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§3 气动薄膜控制阀的流量特性
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§3 气动薄膜控制阀的流量特性
一、流量特性通常两种形式表示
1、理想特性
即在阀的前后压差固定的条件下,流量与 阀杆位移之间的关系,它完全取决于阀的结构 参数。
2、工作特性
即在工作条件下,阀门两端差压变化时, 流量与阀杆位移之间的关系。
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§3 气动薄膜控制阀的流量特性
调节机构是根据执行机构输出信号去 改变能量或物料输送量的装置,通常
指控制阀
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按照工作能源分为: 气动,广泛使用 电动,有一定使用 液动,现较少使用
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电动执行器
电动执行器的执行机构和调节机构是 分开的,其执行机构有角行程和直行程两 种,都是以两相交流电机为动力的伺服机 构,作用是将输入的直流电流信号线性地 转换为位移量。
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第9章昆明新理工型大控学制系统 第10章 计算机控制系统
§1 执行器概述
执行器
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作用:接受控制器的输出信号,改变操纵 变量,达到改变被控变量的流量,使生产过
程按照预定要求运行。
执行器直接控制工艺介质,若使用或选型 不当,会影响自控系统功能发挥。
执行器由执行机构和调节机构组成。 执行机构是根据控制器信号产生推力 或位移的装置
线性控制阀的放大系数也是一个常数,即不论阀杆 在什么位置,只要阀杆作相同的变化,流量的数值 也作相同的变化。因此,在不同的开度时流量的相 对变化值不同,导致在小开度或大开度控制阀性能 较差。
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§3 气动薄膜控制阀的流量特性
二、理想流量特性
2.对数流量特性(等百分比)
指单位行程相对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。可以表示为:
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§2 控制阀
一、控制阀结构
执行器的气开、气关型式是由执行机构的正、反作用 和控制阀的正装、反装组合而定的。
气关阀-随着气压信号的增加,1、4两种情况下,阀芯和 阀座之间的流通面积都是减小的,故是气关型控制阀
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§2 控制阀
一、控制阀结构
执行器的气开、气关式的实施:
一、气动薄膜控制阀的流量特性
控制阀的流量特性是指流过阀门的调节介
质的相对流量与阀杆的相对行程(即阀门对应的
开度)之间的关系。
Q
l
Q
f( )
Qm ax
Lm ax
Qmax 表示控制阀某一开度的流量与全开时流
量之比,
l
表示控制阀某开度下阀杆行程与全开时阀
杆L行ma程x 之比,称为相对开度。
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§3 气动薄膜控制阀的流量特性
二、理想流量特性
2.对数流量特性(等百分比)
对数阀放大系数随相对开度的增加而增加,因此, 有利于自动控制系统 •在小开度时控制阀放大系数小,控制平稳缓和。 •在大开度时放大系数大,控制灵敏有效。
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§3 气动薄膜控制阀的流量特性
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§2 控制阀
--调节结构
09:学看,控制阀是一个局部阻 力可以改变的节流元件。由于阀芯在阀 体内移动,改变了阀芯与阀座间的流通 面积,即改变了阀的阻力系数,从而达 到控制工艺变量的目的。
常用的控制阀有直通双座控制阀。
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02昆明理工大学二阀门定位器的作用?改善阀的静态特性采用阀门定位器后只要控制器输出信号稍有变化经过喷嘴挡板系统及放大器的作用就可以使通往控制阀膜头的气压有大的变化以克服阀杆的摩擦和消除控制阀不平衡力的影响从而保证阀门位置按照控制器发出的信号正确定位
化工仪表及自动化
昆明理工大学 杨彪
2010~2011学年下
化工仪表及自动化
Measurement &Process control Technology
第六章 执行器
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中医学院
昆明理工大学
知识结构 第5章 自动控制仪表 第6章 执行器 第2章 过程特性
第3章 检测仪表与传感器
第4章 显示仪表
第1章自动控制系统基本概念
第7章 简单控制系统
第8章 复杂控制系统
电动执行机构安全防爆性能差,电机 动作不够迅速,在行程受阻或阀杆被轧住 时电机容易受损。
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气动执行器
气动执行机构的执行机构和调节机构是 统一的整体。执行机构有薄膜式和活塞式。 活塞式行程长,适用于要求有较大推力的场 合。薄膜式行程小,只能带动阀杆。
气动执行机构结构简单,输出推力大, 动作平稳可靠、本质安全防爆,因此气动薄 膜控制阀在化工、炼油生产中得到广泛应 用。
1. 改变阀芯的正装、反装方式,可以改变控制阀的气 开、气关型式。
2. 在条件允许时,改变执行机构的正、反作用也可改 变控制阀的气开、气关型式
3. 改变阀门定位器中的凸轮安装方式,可改变引入膜 头的气压信号的变化方向与控制器来的气压信号的 变化方向之间的关系。如控制器来的信号增加时,凸轮正装,
膜头上的气压信号如果是增加的,若将凸轮反装,膜头上的气压信号就 会减小,亦可改变控制阀的气开、气关型式。
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2、活塞式
属于强力气动执行机构。其气缸 允许操作压力高达0.5MPa,且无弹簧抵 消推力,因此输出推力大,特别适合高 静压、高压差、大口径场合。
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1-活塞 2-气缸
图6-5 活塞式行机构结构图
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二、电动执行机构
在防爆要求不高且无合适气源时可用电 动执行机构。电动执行机构都是由电机带动 减速装置,在电信号作用下产生直线运动和 角度旋转运动。可分为: 直行程 角行程 多转式
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§2 控制阀
一、控制阀结构
控制阀杆上端通过螺母与执行机构 推杆相连,推杆带动阀杆及阀杆下端的 阀芯上、下移动,流体从左侧进入控制 阀,然后阀芯与阀座之间的间隙从右侧 流出
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昆明理工大学
§2 控制阀
一、控制阀结构
控制阀正装
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控制阀反装
§2 控制阀
一、控制阀结构
执行器如气动薄膜控制阀的执行机构 和调节机构组合起来,可以实现气开和气 关两种调节。由于执行机构有两种调节, 控制阀也有两种作用方式,因此,就可以 有四种组合方式可以组成气开或气关形式.
•气开式是输入气压越高,开度越大,气 失时全关,称为FC型。
•气关式是输入气压越高,开度越小,气 失时全开,称为FO型。
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