第五章执行器
第五章 调节阀和执行机构
第五章执行器第一节概述一、执行器基础知识执行器是自动控制系统的终端部分，直接安装在工艺管道上，通过接受调节器发出的控制信号，改变阀门的开度或电机的转速来改变管道中的介质流量，从而把被调参数控制在所要求的范围内，从而达到生产过程自动化。
因此，执行器是自动控制系统中一个极为重要而又不可缺少的组成部门。
执行器按其能源形式可分为气动、电动和液动三大类。
气动执行器习惯称为气动薄膜调节阀，它以压缩空气为能源，具有机构简单、动作可靠、平稳、输出推力大、本质防爆、价格便宜、维修方便等独特的优点，因此被广泛应用在石油、化工、冶金、电力等工业部门中。
执行器常称调节阀，又称控制阀。
它由执行机构和调节机构（也称调节阀）两部分组成，其中，执行机构是调节阀的推动部分，它按控制信号的大小产生相应的推力，通过阀杆使调节阀阀芯产生相应产生相应的位移（或转角）。
调节机构是调节阀的调节部分，它与调节介质直接接触，在执行机构的推动下，改变阀芯与阀座间的流通面积，从而达到调节流量的目的。
二、气动执行器一个气动调节系统由气源及减压过滤系统、电/气转换器（电/气阀门定位器）、气动执行器（执行机构和调节机构）构成。
1．气动执行机构气动执行机构主要由膜盒、膜片、弹簧和阀杆等组成。
气动执行机构有薄膜式（有弹簧）及活塞式（无弹簧）两类，后者往往采用较高的气压范围，使用于需要推力较大的场合。
薄膜式执行机构的输入气压一般为20～100kPa；但也有40～200 kPa的，这时在调节器与执行机构之间应装设比例继动器或高气源阀门定位器，将调节器的输出气压提高。
执行机构是调节阀的推动装置，它根据控制信号压力的大小而产生相应的输出力来推动调节机构动作。
当压力信号p增大时，推杆向下动作的为正作用；推杆向上动作的为反作用，但其工作原理是相同的。
当压力信号进入薄膜气室时，橡胶膜片由于气体的作用而产生推力，使阀杆移动，压缩弹簧，直至弹簧的反作用与膜片上的作用力相平衡。
过程控制系统课件-第五章-执行单元分解
第五节 电/气转换器与阀门定位器
一、 电/气转换器
为了使气动调节阀能够接收电动调节器的输出信号，必 须把标准电流信号转换为标准气压信号。
电/气转换器作用：
将4～20mA的电流 信号转换成20～100KPa 的标准气压信号。
力平衡式电/气转换器的原理图
I ↑ 吸力Fi↑ 杠杆偏转 挡板与喷嘴间隙↓ 背压↑ 放大器输入↑ 输出压力P ↑ 杠杆 的反馈力Ff ↑ 杠杆平衡 P∝I
当流体为不可压缩时，通过调节阀的体积流量为:
Q A 2p
式中各参数的单位变化时，注意进行修正。
调节阀尺寸的确定过程为：
根据通过调节阀的最大流量 qmax ，流体密度
以及调节阀的前后压差 p ，先由上式求得最大的流通能力
Cmax ，然后选取大于 Cmax 的最低级别的C值，
即可依据表5－2确定出Dg和dg的大小。
可看出，调节阀全关时阀上压降最大，基本等于系
统总压力；调节阀全开时阀上压力降至最小。
为了表示调节阀两端压差△PT的变化范围，以 阀权度s表示调节阀全开时，阀前后最小压差△PTmin 与总压力△ P之比。 s = △ PTmin / △ P
以 qmax 表 示 串 联 管 道 阻 力 为 零 时 (s=1) ， 阀 全 开时达到的最大流量。可得串联管道在不同s值时， 以自身qmax作参照的工作流量特性。
x
1
时，流量变化大。
qmax
❖ 等百分比阀在各流量点的放大系数不同，但对 流量的控制力却是相同的。
同样以10％、50％及80％三点为例，分别增加
10%开度，相对流量变化的比值为：
10%处：
Q/Q100
（6.58%-4.68%）/4.68%≈41%
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。
3.第五章 执行器(1)
5.1 气动执行器
气动薄膜室
阀位指示标牌
推杆
阀杆
阀门
5.1.1 气动执行器的结构与分类
气动执行器由执行机构和控制 机构（阀门）两部分组成。 执行机构是推动装置，它是将 信号压力的大小转换为相应的推力， 进而改变阀杆位移的装置。 控制机构是阀门，它将阀杆的 位移转换为流通面积的大小。
1.执行机构
1
2 4 3
等百分比阀在各流量点的放大系数不同，但对 流量的控制力却是相同的。 同样以10％、50％及80％三点为例，分别增加 10%开度，相对流量变化的比值为： 10%处： （6.58%-4.68%）/4.68%≈41% 50%处： （25.7%-18.2%）/18.2%≈41% 80%处： （71.2%-50.6%）/50.6%≈41%
结论
① 串、并联管道都会使阀的理想流量特性发生畸变， 串联管道的影响尤为严重。 ② 串、并联管道都会使控制阀的可调范围降低，并 联管道尤为严重。 ③ 串联管道使系统总流量减少，并联管道使系统总 流量增加。 ④ 串、并联管道会使控制阀的放大系数减小，即输 入信号变化引起的流量变化值减少。
5.1.3 调节阀的选择
控制阀
旁路阀 图6-17 并联管道的情况
如图 6-17 所示，显然这时管 路的总流量 Q 是控制阀流量 Q1 与旁路流量 Q2 之和，即 Q ＝Q1＋Q2。
以 x 代表并联管道时控制阀全开时的流量Q1max与总 管最大流量Qmax之比，可以得到在压差Δp为一定时，而x 为不同数值时的工作流量特性曲线。
选用调节阀时，一般应考虑以下几个方面。
① 调节阀结构的选择 ② 气开式和气关式选择
③ 调节阀的流量特性选择
④ 调节阀口径的选择
控制仪表与计算机控制装置 第五章执行器
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
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——过控程制控仪制表仪和表计及算装机置控—制装置—
5.1.4. 执行器的作用方式
正作用:当输入信号增大时，执行器 的开度增大，即流过执行器的流量增大
气动调节阀通常称为气开阀
反作用:当输入信号增大时，流过 执行器的流量减小
气动调节阀通常称为气关阀
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5.2. 执行机构
——过控程制控仪制表仪和表计及算装机置控—制装置—
执行机构的作用:
根据输入控制信号的大小，产生相应的
输出力F和位移(直线位移l或角位移θ)
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——过控程制控仪制表仪和表计及算装机置控—制装置—
伺服放大器工作原理示意图
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(3) 位置发送器
——过控程制控仪制表仪和表计及算装机置控—制装置—
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5.2.2.2. 电动执行机构的特性
1 Kf
Ii
l
1 Kf
Ii
伺服放大器是一个具有继电特性的非线性出；
Ii I f
2
输出～215V
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第五章执行器
（2）直通双座阀
阀体内有两个阀芯和阀座，流体从左侧进入，通过上、 下阀芯后，再汇合在一起，由右侧流出。由于流体流过的时 候，作用在上、下两个阀芯上的推力方向相反而大小近于相 等，可以相互抵消，所以不平衡力小。但是，由于受加工的 限制，上下两个阀芯阀座不易保证同时关严，因此泄漏量较 大。流通能力较大。
反馈弹簧; 12- 调零弹簧; 13- 挡板; 14- 喷嘴; 15- 主杠杆支点
电动执行器的特点
与气动执行器相比较，电动执行器有下列特点。 ①由于工频电源取用方便，不需增添专门装置，特别 是执行器应用数量不太多的单位, 更为适宜; ②动作灵敏、精度较高、信号传输速度快、传输距离 可以很长，便于集中控制; ③在电源中断时，电动执行器能保持原位不动，不影 响主设备的安全; ④与电动控制仪表配合方便，安装接线简单; ⑤体积较大、成本较贵、结构复杂、维修麻烦，并只 能应用于防爆要求不太高的场合。
（7）蝶阀（翻板阀）
蝶阀又称挡板阀或翻板阀，它由阀体、挡板、挡板轴和轴 封等部分组成，一般与长行程执行机构相配合，气压信号通过杠 杆带动挡板轴使挡板偏转，改变流通面积，从而改变流量。其特 点是阻力损失小，结构简单，价格低，使用寿命长，特别适用于 低压差、大口径、大流量气体及悬浮固体物质的流体的场合，但 泄漏量大。
工作流量特性 （1）串联管道的工作流量特性 （2）并联管道的工作流量特性
1、控制阀理想流量特性
（1）直线流量特性
（2）等百分比流量特性
（3）抛物线流量特性 （4）快开特性
2、控制阀工作流量特性
（1）串联管道的工作流量特性
（2）并联管道的工作流量特性
四、控制阀的选择
1、结构与特性的选择 2、气开式与气关式的选择 3、控制阀口径的选择
化工仪表第5章执行器
第一节 气动执行器
将（5-2）积分可得
Q Kl C Qmax L
（5-3）
边界条件：l=0时，Q=Qmin; l=L时Q=Qmax
把边界条件代入式（5-3），可分别得
C Q m in1, K 1 Q m in 1 1 （5-4）
Q maR x
Q maxR
R为控制阀的可调范围或可调比。
第一节 气动执行器
调节机构就是阀门，是一个局部阻力可以改变 的节流元件。根据不同的使用要求，阀门的构造型 式很多。 3.控制阀的分类
3.控制阀的分类
〔1〕直通单座控制阀
阀体内只有一个阀芯与阀座。 特点 结构简单、价格便宜、全关时泄漏量少。 缺点 在压差大的时候，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。 适用于小口径、低压差的场合。
泄漏量大。
图6-7 蝶阀
〔7〕球阀
球阀的阀芯与阀体都呈球形体，转动阀芯使之与阀体处于不同的相对位置时，就 具有不同的流通面积，以到达流量控制的目的。
流量变化较快，可起控制和切断的作用，常用于双位式控制。
图6-8 球阀
图6-9 球阀阀芯的形状
〔8〕凸轮挠曲阀
阀芯呈扇形球面状，与挠曲臂及轴套一起铸成，固 定在转动轴上。
执行机构 F → l M→θ
流通截面积
调节机构 操纵变量的流量
控制机构：根据推力产生位移或转角，改变开度。 是执行器的控制局部，直接与被控介质接触，控制 流体的流量。所以它是将阀杆的位移转换为流过阀 的流量的装置。
正装阀芯：推杆下移时阀门关小。
反装阀芯：推杆下移时阀门开大。
第一节 气动执行器
执行器
作用 承受控制器的输出信号,直接控制能量或物料等调
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。
第五章执行器
●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，如调节阀、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。
● 控制阀
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，改变了阀芯与阀座之间 的流通面积，即改变了阀的阻力系数，被调介质 的流量也就相应地改变，从而达到调节工艺参数 的目的。
气动活塞式执行机构的气缸操作压力允许为 500kPa，因为没有弹簧反作用力，所以有很大的输 出推力，特别适合于高静压、高压差的场合。
气动活塞式执行机构的输出特性有两位式和 比例式两种。两位式是根据活塞两侧的压差而工作 的，活塞从高压侧推向低压侧，使推杆从一个极端 位置移到另一个极端位置，行程一般为25~100mm。
3、气动长行程执行机构
带定位器的长行程执行机构，用于控制蝶阀、风 门挡板等阀体，可输出0°~90°的转角。具有转矩大、 行程长（200~400mm）等特点。长行程机构基于力矩 平衡原理，与定位器配合工作。在输入信号pi的作用下， 使输出摇臂产生0°~90°的转角，而且转角与输入信 号之间成对应关系。可通过更换不同形状的反馈凸轮1， 来实现执行机构的不同特性。
除薄膜式和活塞式之外，还有长行程 执行机构。它的行程长、转矩大，适用输 出转角（00~900）和力矩，如用于蝶阀或 风门的推动装置。
1、薄膜式执行机构
● 输入信号 空气压力：0.02~0.1MPa
● 输出 按连杆最大位移——行程确定规格： ❖10，16，25，40，60，100mm
● 气动薄膜式执行机构作用方式
化工仪表及自 动化
第五章 执行器
第五章 自动控制阀执行器是控制系统的执行机构，它接受控制器的控制信号，调整控制变量，从而影响被控参数以补偿干扰作用，最终使得被控参数回到工作点。
由于过程工业中的控制变量常常是流体，所以执行器一般都是控制阀。
根据控制阀的驱动能源不同，一般分为两种，既气动控制阀和电动控制阀。
又由于过程工业中的控制阀常常工作在危险区域，所以过程工业中大量使用的是气动控制阀。
根据控制方式不同，可以分为连续控制阀和开关阀。
常用开关阀是电磁阀。
由于需要向位于现场的电磁阀供电，所以这类阀门不能用在危险区域内。
第一节 控制阀结构与流量特性一．控制阀结构及选择控制阀结构分为两部分，即执行器部分与阀体部分。
执行器分为气动执行器和电动执行器。
按其动作形式还可分为直行程执行器和角行程执行器。
控制阀上的执行器大部分是直行程执行器，图5．1-1是两种典型的执行机构图。
控制阀阀体部分是决定流量特性的关键部分，同时根据不同的使用情况，厂家设计了多种阀体结构。
表格5．1-1给出了常见阀体结构的特点及适用场合。
二．控制阀流量特性控制阀特性有阀体特性和执行器特性组合而成。
执行器特性所完成的工作是将信号转变为控制阀阀杆位移，控制阀阀体特性完成的工作是将阀杆位移变为流通面积的变化，进而改变流量。
1．控制阀理想流量特性 1）控制阀阀体理想流量特性图5．1-1 典型执行机构 a 气动直行程执行机构 b 电动直行程执行机构（1）直线形流量特性maxmaxQ dQ k L d L = （5—1）两边积分得：max maxQ Lk c Q L =+ （5—2）当L=0时，Q=Q min ，Q min 为控制阀得最小可控流量。
可得minmaxQ c Q =。
当L=L max 时，Q=Q max ，Q max 为控制阀得最大可控流量。
可得minmax11Q k c Q =-=-令maxminQ R Q =，R 成为该控制阀得可调比。
则线性流量特性为： ()max max 111Q L R Q R L ⎡⎤=+-⎢⎥⎣⎦（5—3）（2）等百分比（对数）流量特性maxmax max QdQ Q k L Q d L ⎛⎫= ⎪⎝⎭（5—4）两边积分得：max maxlnQL k C Q L ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭（5—5）代入边界条件解出K 和C ，最后可得：⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=1maxmax L LR Q Q（5—6）（3）抛物线特性抛物线特性是介于等百特性与直线特性之间的一种特性。
自动化第五章
• 8什么是串联管道中的阻力比S？S值的变化 为什么会使理想流量特性发生畸变？
• S表示控制阀全开时阀上压差与系统总压差之比。S值变化时，管道阻力损失 发生变化，控制阀前后压差变化，进而影响到流量的变化，即理想流量特性 发生畸变。S=1时，管道阻力损失为0，系统总压差全降在阀上，工作特性与 理想特性一致。随着S值的减小，直线特性渐渐趋近与快开特性，等百分比特 性渐渐接近于直线特性，所以，在实际使用中，一般希望S值不低于0.3~0.5.
的场合。 • 三通：适用于配比控制和旁路控制。 • 隔膜：适用于强酸强碱强腐蚀性介质的控制。也能用于高粘度及悬浮颗粒状
介质控制。
• 蝶阀：大口径大流量低压差的场合。也可用于含有少量纤维或悬浮颗粒状介 质的控制
• 球阀：常用于双位式控制。 • 凸轮挠曲阀：高粘度或带有悬浮物的介质流量控制。 • 笼式阀：适用于要求低噪声及压差较大的场合。
• 答：智能控制阀是带有微处理器，能够实现智能化控制功 能的控制阀。
• （1）控制智能：除了一般的执行器控制功能外，还可以 按照一定的控制规律动作。此外还配有压力、温度和位置 参数的传感器，可对流量、压力、温度、位置等参数进行 控制。（2）通信智能：智能控制阀采用数字通信方式与 主控制室保持联络，主计算机可以直接对执行器发出动作 指令。
第五章 执行器
• 1气动执行器主要由哪两部分组成？各起什 么作用？
• 由执行机构和控制机构（阀）两部分组成。执行机构是执行器的推动 装置，它是按控制信号压力的大小产生相应的推力，推动控制机构动 作，所以它是将信号压力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，控制流体的流量。所以 它是将阀杆的位移转换为流过阀的流量的装置。
第五章换挡执行器
三、工作原理
1.工作过程
花键毂和离合器鼓分别以一定的方式与变速器输入轴 和行星排的某个基本元件相连，与输入轴相连的通常为主 动件，而另一则为从动件。当压力油经油道进入活塞左面 的液压缸时，液压作用力便克服弹簧力使活塞右移，将所 有离合器片压紧，即离合器接合，与离合器主、从动部分 相连的输入轴及行星排元件也被连接在一起，以相同的速 度旋转。当控制阀将作用在离合器液压缸上的油压力撤除 后，离合器活塞在回位弹簧的作用下回复原位，并将缸内 的变速器油从进油孔排出，离合器分离，离合器主、从动 部分可以不同转速旋转。
离合器鼓是一个液压油缸，鼓内有内花键齿圈， 内圆轴颈上有进油孔与控制油路相通。离合器活 塞为环状，内外圆上有密封圈，安装在离合器鼓 内。
钢片和摩擦片交错排列，二者统称为离合器片， 均使用钢料制成，但摩擦片的两面烧结有铜基粉 末冶金的摩擦材料，与钢片组成铜-粉末冶金摩擦 副。为保证离合器结合柔和及散热，把离合器片 浸在油液中工作，因而称为湿式离合器。钢片带 有外花键，与离合器鼓的内花键齿圈连接，并可 轴向移动。摩擦片则以内花键齿与花键毂的外花 键槽配合，也可作轴向移动。
一般离合器中摩擦片片数为2～6片，钢片片数等于或多于 摩擦片的片数。
§5-2 制 动 器
制动器的作用是固定行星齿轮机构中的基本元件， 阻止其旋转。
制动器一般分为片式制动器和带式制动器。
一、片式制动器 1.组成
制动器活塞、回位弹簧、钢片、摩擦片及制动器毂 等。图5-3所示
2.特点
工作平顺性好，能通过增减摩擦片的片数来满足不 同排量发动机的要求。
汽车自动变速器
多媒体教学课件
济宁技术学院 汽车工程系
汽车自动变速器
第五章 换挡执行器
§5-1 片式离合器
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2020年4月19日星期日
•f •干扰作用
•给定值 •x
•偏差 •_ •e
•z
Hale Waihona Puke •控制器输出•控制器•p
•操纵变量
•控制阀 •q
•被控变量
•对象
•y
•测量值
•测量元件 •变送器
• 执行器是自动控制系统中的一个重要组成部
分。它的作用是接收控制器送来的控制信号，改变
被控介质，从而将被控变量维持在所要求的数值上
或一定的范围内。
•
•执行器分类
根据动作能源的不同，执行器可以分为以下三类：
气动执行器：以气压为动力，推动机构动作。 电动执行器：以电动机作为动力源，推动机构
动作。
液动执行器：以液压站提供的流体（液压油）
高压为动力源，推动机构动作。
•
•第一节、气动执行器
• 气动执行器(习惯称为气动调节阀)是用压缩空气为 能源,结构简单、动作可靠、平稳、输出推动力大、维 修方便、防火防爆、价格较低、广泛应用于化工、炼油 生产。
正作用
反作用 •
●气动薄膜式执行机构分类
有弹簧的薄膜执行机构 在薄膜或活塞上增加弹簧，使其行
程与气压成正比— —常用于连续变化量的控制。
无弹簧的薄膜执行机构，常用于开关方式控制。
•
• 2、气动活塞式执行机构
•
气动活塞式执行机构如图所
示。它由活塞和气缸两部分构成。
气缸内的活塞随气缸两侧的压差而
移动，在气缸两侧可分别输入不同
•
•正作用： 阀芯向下，流通面积减少。 反作用： 阀芯向上，流通面积增大。
•
•1、按照不同的使用要求，控制阀主要有以下几 种:
• （1）直通单座阀
•阀体内有一个阀芯、一个阀座。其特点是结构简单， 泄漏量小，易于关闭，可将流体完全切断。由于单座阀 只有一个阀芯，流体流动时产生的单方向的不平衡力大 ，尤其在高压差、大口径时，不平衡力更大。所以，它 只适用于低压差的场合。
• （4）三通阀
• 有三个出入口与管道相连，按作用方式分为分流 式和合流式。分流阀是一进两出，合流阀是两进一 出。阀芯移动时，流体一路增加，另一路减小。但 总量不变。
•
• （5）隔膜控制阀
• 采用耐腐蚀衬里的阀体和隔膜。
•
• （6）笼式阀
• 笼式阀的可调比大、振动小、不平衡力小、结构简单，
套筒互换性好。特别适合于要求低噪音及压差较大的场合。 但不适合高温、高黏度及含固体颗粒的流体。
•一、气动执行器的结构和分类
• 1、执行机构 2、控制机构
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• 气动执行器是由执行机构和 控制机构(阀)两部分组成。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，推动控制机构动作，所以 它是将信号压力的大小转换成阀 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，控制流体的流量。所以 它是将阀杆的位移转换为流过阀 的流量的装置
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•一、执行机构
•执行器的推动装置。 •薄膜执行机构：气 压推动薄膜并带动 连杆运动。 •活塞执行机构：气 压推动活塞并带动 连杆运动。
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• 其中薄膜式执行机构最为常用 ，它用作一般 控制阀的推动装置，组成气动薄膜式执行器。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，主要适用于 大口径、高压降控制阀或蝶阀的推动装置。
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• （2）直通双座阀
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阀体内有两个阀芯和阀座，流体从左侧进入，通过上
、下阀芯后，再汇合在一起，由右侧流出。由于流体流过的
时候，作用在上、下两个阀芯上的推力方向相反而大小近于
相等，可以相互抵消，所以不平衡力小。但是，由于受加工
的限制，上下两个阀芯阀座不易保证同时关严，因此泄漏量
较大。流通能力较大。
• 适用于低粘度、不含纤维、悬浮颗粒的洁净介质及高压差、
高静压且允许有泄漏的场合。
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• （3）角形阀
• 阀体为直角形，其他结构与直通单座阀相 似。其阀芯为单导向结构，只能正装。角形阀的 流路简单，阻力小，适用于高压差、高粘度、含 悬浮物和颗粒状物质流体的控制，可避免堵塞和 结焦，便于自净和清洗。
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•二、控制机构
• 控制机构亦称阀体，可与各种执行机构（气动、 液动、电动）配合构成执行器。它和普通阀门一样， 也是一个局部阻力可以变化的节流元件。在执行机构 的推杆作用下，阀芯在阀体内运动，改变了阀芯和阀 座之间的流通截面积，即改变了控制阀的阻力系数， 使被控介质的流量发生相应变化。
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• 阀芯有正装和反装两种形式。当阀芯向下 移动时，阀芯与阀座之间的流通面积减小，称 为正装阀。
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• 除薄膜式和活塞式之外，还有长行 程执行机构。它的行程长、转矩大，适用 输出转角（00~900）和力矩，如用于蝶阀 或风门的推动装置。
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•1、薄膜式执行机构
● 输入信号 空气压力：0.02~0.1MPa
● 输出 按连杆最大位移——行程确定规格： ❖10，16，25，40，60，100mm
● 气动薄膜式执行机构作用方式
位置移到另一个极端位置，行程一般为25~100mm
。
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• 3、气动长行程执行机构
• 带定位器的长行程执行机构，用于控制蝶阀、风 门挡板等阀体，可输出0°~90°的转角。具有转矩大 、行程长（200~400mm）等特点。长行程机构基于力 矩平衡原理，与定位器配合工作。在输入信号pi的作用 下，使输出摇臂产生0°~90°的转角，而且转角与输 入信号之间成对应关系。可通过更换不同形状的反馈凸 轮1，来实现执行机构的不同特性。
的信号p1和p2，其中可以有一个是 固定信号，或两个都是变动信号。
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气动活塞式执行机构的气缸操作压力允许为
500kPa，因为没有弹簧反作用力，所以有很大的输
出推力，特别适合于高静压、高压差的场合。
• 气动活塞式执行机构的输出特性有两位式和
比例式两种。两位式是根据活塞两侧的压差而工作
的，活塞从高压侧推向低压侧，使推杆从一个极端
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●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，如调节阀、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。
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•● 控制阀
• 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，改变了阀芯与阀座之 间的流通面积，即改变了阀的阻力系数，被调介 质的流量也就相应地改变，从而达到调节工艺参 数的目的。