控制阀细节分析之6_气动薄膜执行机构
气动执行机构
阀门气动执行机构的原理及应用（参考学习资料）二期中工艺系统中采用了大量的气动执行机构阀门，借去苏阀学习的机会向专家们请教了一些关于阀门气动操作机构的知识，在此简单介绍一下。
一.气动执行机构的结构气动执行机构主要分成两大类：薄膜式与活塞式。
薄膜式与活塞式执行机构均可分成有弹簧和无弹簧的两种。
有弹簧的执行结构较之无弹簧的执行机构输出推力小，价格低。
而活塞式较之薄膜式输出力大，但价格较高。
当前国产的气动执行机构有气动薄膜式（有弹簧）、气动活塞式（无弹簧）及气动长行程活塞式。
1．气动薄膜式（有弹簧）执行机构气动薄膜式（有弹簧）执行机构分为正作用和反作用两种。
当气动执行器的输入信号压力（来自调节器或阀门定位器）增大时，推杆向下动作的叫正作用执行机构，如图1所示，我国的型号为ZMA型；反之叫反作用执行机构，如图2所示，我国型号为ZMB型。
这两种类型结构基本相同，均由上膜盖、波纹膜片、下膜盖、推杆、支架、压缩弹簧、弹簧座、调节件、标尺等组成。
正作用机构的信号压力时通过输入波纹膜片上方的薄膜气室。
而反作用机构则通过波纹膜片下方的薄膜气室，由于输出推杆也从下方引出，因此还多了一个装有“O”型密封环5及填块6。
两者之间通过更换个别零件，便能相互改装。
气动薄膜（有弹簧）执行机构的输出信号是直线位移，输出特性是比例式，即输出位移与输入信号成比例关系。
动作原理如下：信号压力，通常为0.2－1.0bar或0.4-2bar，通入薄膜气室时，在薄膜上产生一个推力，使推杆部件移动。
与此同时，弹簧被压缩，直到弹簧的反作用力与信号压力在薄膜上产生的力平衡。
信号压力越大，在薄膜上产生的推力也越大，则与之平衡的弹簧反力也越大，于是弹簧压缩量也越大即推杆的位移量越大，它与输入薄膜气室信号压力成比例。
推杆的位移，即为气动薄膜执行机构的直线输入位移，其输出位移的范围为执行机构的行程。
气动薄膜执行机构主要零件结构及作用如下：1.膜盖：由灰铁铸成（有些小执行机构也有用压制玻璃管代替），与波纹膜片构成薄膜气室。
气动薄膜执行机构和控制器
气动薄膜执行机构和控制器
气动薄膜执行机构是一种通过气压控制的动力装置，主要用于实现运动控制和力传递。
其结构主要包括薄膜驱动器和相关的传感器、控制器等部件。
薄膜驱动器是气动薄膜执行机构的核心组成部分，通常由弹性材料制成的薄膜构成。
薄膜的形状和压力变化可以引起薄膜的变形，从而产生力和运动。
薄膜通常被安装在机构的关键位置，如活塞、阀门等，通过气压变化控制薄膜的形状来实现力和位移的调节。
气动薄膜执行机构的控制器主要用于对气压信号进行调节和控制。
控制器通常包括气源、压力传感器、电磁阀等组件。
通过检测薄膜的形变和位置信息，控制器可以调节气压信号，实现对薄膜的控制和调节。
控制器可以根据需要实现不同的运动模式和力传递方式，具有较好的灵活性和可控性。
气动薄膜执行机构和控制器是一种通过气压控制的动力装置，可用于实现运动控制和力传递。
其结构主要包括薄膜驱动器和相关的传感器、控制器等部件。
气动薄膜执行机构
气动薄膜执行机构
气动薄膜执行机构是一种利用空气流体的驱动力去执行特定动作的机构，通常由多层膜片、压力发生器、管道以及各种控制装置组成。
其根据具体应用需要，采用不同的设计形式，其中有柔性膜片、双膜片、夹套式、双夹套式等。
气动薄膜执行机构的基本工作原理是：在容器内膜片上施加一定的压力，当膜片收紧时，压力就会把表面外扩展，使膜片发生变形，从而产生微小的变形，从而达到控制目的。
在变形过程中，膜片的变形量可以通过控制压力来控制，从而达到调节或控制的目的。
气动薄膜执行机构有很多优点，如轻巧、紧凑、可靠性高、操作简单、体积小、使用寿命长、使用方便等等。
它的广泛应用于航空、航天、汽车、医疗、机械等领域，为机械设备的控制和调节提供了非常有效的手段。
此外，气动薄膜执行机构的使用还有几点需要注意：首先，要保证膜片的表面光洁，而且要避免划痕；其次，要注意膜片的装配，尤其是要避免膜片装配不当，以免破坏机构；最后，要注意机构的维护，定期检查膜片的变形情况，以及控制装置的工作性能，以保证机构的正常使用。
总之，气动薄膜执行机构具有许多优点，是用于控制和调节机械设备的非常有效的手段，在航空、航天、汽车、医疗、机械等领域都有广泛的应用，但在使用时也要注意避免一些不当的使用行为，以保证机构的正常使用。
气动薄膜执行器原理
气动薄膜执行器原理今天来聊聊气动薄膜执行器原理。
不知道大家有没有见过那种通过吹气就能动起来的小玩具？其实气动薄膜执行器有点像那种依靠气体产生动力的小物件。
我最早接触这个的时候，就感觉特别神奇，心想气体怎么就能让东西动起来，而且在工业上还有那么重要的用途呢。
先解释下啥叫气动薄膜执行器吧，它呀，就是一种利用压缩空气产生的压力来推动薄膜，从而带动一些机械部件运动的装置。
这就好比是我们用嘴去吹气球，我们吹进去的气越多，气球就越大，气球壁也就受到更大的压力向外膨胀。
气动薄膜执行器里的压缩空气就像我们吹进气球的气，当有压缩空气进入执行器的时候，这个力就作用在薄膜上。
说到这里，你可能会问，薄膜动了又能怎样呢？这就要说到它的实际应用了。
比如说在一些化工生产过程中的调节阀，当需要调整物料的流量或者压力等参数的时候，气动薄膜执行器就能派上用场了。
它就像一个听话的小跟班，根据控制系统来的信号（这个信号就决定了给它送多少压缩空气进去），然后执行相应的动作。
打个比方吧，如果化工管道里的流量太大了，控制系统发现这个情况后，就会调整送往气动薄膜执行器的压缩空气量，使得执行器薄膜带动调节阀里的阀杆，把阀门关小一点，这样流量就降下来了。
有时候，我也在想，这个过程中要非常精确地控制气体的压力和流量还真是不容易呢。
而且这里面涉及到机械结构是不是能很好地配合薄膜的动作也很重要。
老实说，我一开始也不明白这么薄的一层薄膜怎么就能承受工业场合中的那些力量要求，后来才知道这薄膜可不是普通的薄膜，是经过特殊设计和选材的，能够承受一定的压力范围并且长期稳定工作。
我们再说说这里面涉及到的一些理论知识，压强的概念在这里就非常重要。
压缩空气进入执行器后产生对薄膜的压强，薄膜一面是来自压缩空气的压强，另一面则是大气压或者另一侧的一个设定压强，两者之间的压强差驱使薄膜产生位移。
实际操作这个执行器的时候也有一些注意事项。
比如说气体源要是干净的、干燥的，不然杂质或者水分可能会损坏执行器内部的部件。
气动薄膜执行机构工作原理
气动薄膜执行机构工作原理
气动薄膜执行机构是一种利用弹性膜片将输入气压转变为对推杆的推力，通过推杆使阀心产生相应的位移，改变阀的开度的装置。
其工作原理如下：
当调节器或定位器的输出信号输入气室后，信号压力在薄膜上产生推力，使推杆部件移动，并压缩弹簧，直至弹簧的反作用力与信号压力在薄膜上产生的推力相平衡为止。
推杆的移动就是执行机构的位移，即行程，随差信号压力的提升，行程增大，在额定的信号压力下完成额定行程动作。
以上内容仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
阀门 气动薄膜执行机构
阀门气动薄膜执行机构气动薄膜执行机构是一种常见的工业自动化控制执行器，广泛应用于阀门、调节阀等设备中。
它通过压缩空气驱动薄膜产生位移，进而带动阀杆运动，实现阀门的开启和关闭。
气动薄膜执行机构具有结构简单、动作可靠、调节精度高等优点，适用于各种复杂的工况条件。
气动薄膜执行机构主要由以下部分组成：1. 薄膜室：薄膜室是气动薄膜执行机构的核心部分，负责存储压缩空气并产生压力驱动薄膜产生位移。
2. 压缩弹簧：压缩弹簧在气动薄膜执行机构中起到复位作用，确保阀门在断气状态下能够自动关闭。
3. 阀杆：阀杆连接薄膜室和调节阀，负责将薄膜的位移传递给阀门，实现阀门的开启和关闭。
4. 导向部件：导向部件用于确保阀杆在运动过程中的稳定性和准确性。
5. 气缸：气缸为薄膜提供稳定的气压支持，保证薄膜在运动过程中的稳定性和可靠性。
6. 电磁阀：电磁阀用于控制压缩空气的通断，实现薄膜的开启和关闭。
7. 限位开关：限位开关用于检测阀门的开度，实现精确控制。
气动薄膜执行机构具有以下特点：1. 结构简单：气动薄膜执行机构结构紧凑，便于安装和维护。
2. 动作可靠：气动薄膜执行机构采用防爆设计，能够在易爆、易燃、剧毒等危险环境下安全稳定地工作。
3. 调节精度高：气动薄膜执行机构具有较高的调节精度，能够实现对工艺流量的精确控制。
4. 输出力矩大：气动薄膜执行机构具有较大的输出力矩，满足各种不同控制系统的需求。
5. 适应性强：气动薄膜执行机构能够适应各种复杂的工况条件，如高温、高压、低温、低压等。
6. 节能环保：气动薄膜执行机构能耗低，有利于实现绿色生产。
总之，气动薄膜执行机构在阀门控制领域具有广泛的应用前景，为工业自动化控制提供了可靠的执行力量。
气动薄膜阀工作原理
气动薄膜阀工作原理
首先，气动执行机构是气动薄膜阀的核心部件，由驱动膜片、阀门和
弹簧组成。
当控制装置发出控制信号时，气动执行机构通过提供压缩空气
或其它气体来驱动膜片，从而使阀门打开或关闭。
驱动膜片的材料通常为
聚四氟乙烯或氯丁橡胶等，具有较好的弹性和耐腐蚀性能。
其次，阀体是气动薄膜阀的关键组成部分，主要由阀身、阀座和阀板
等部件组成。
阀体内部设置有一个阀门，当膜片驱动阀门关闭时，阀门与
阀座之间形成密封，阻止介质流通；当膜片驱动阀门打开时，阀门与阀座
分开，允许介质流通。
通过控制膜片的操作，可以实现阀门的开关控制，
从而调节介质的流量或压力。
最后，控制装置是气动薄膜阀的控制核心，通常由电磁阀、压力调节
器和信号传感器等组成。
控制装置接收外部控制信号后，通过控制膜片两
侧的压缩空气来实现阀门的打开或关闭。
电磁阀负责控制压缩空气的进出，压力调节器用于调节压力大小，信号传感器用于感知介质的流量、压力或
温度等参数，并将其转换成控制信号，从而实现对气动薄膜阀的控制。
综上所述，气动薄膜阀的工作原理是通过气动执行机构驱动薄膜片，
实现阀门的开关控制。
当气动执行机构接收到控制信号后，通过提供压缩
空气驱动薄膜片，使阀门打开或关闭，从而实现对介质流量或压力的调节。
通过控制装置的控制，可以实现对气动薄膜阀的远程操作和自动控制。
气
动薄膜阀具有结构简单、操作可靠、维护简便等优点，广泛应用于化工、
石油、冶金、造纸等工业领域中的介质控制系统中。
气动执行器结构原理全解析拨叉式薄膜式
气动执行器结构原理全解析拨叉式薄膜式拨叉式气动执行器结构如下：1.拨叉：拨叉是气动执行器的核心构件，它起到传输气动力和转换运动方向的作用。
拨叉有两个作用点，分别与气压驱动装置和工作部件相连。
当气压驱动装置产生气动力时，通过拨叉的传递，使得工作部件产生相应的运动。
2.气压驱动装置：气压驱动装置是拨叉式气动执行器中重要的部分，它产生气动力以实现工作部件的运动。
气压驱动装置通常由气缸、活塞、压力控制装置等组成。
当气缸内气体受到压力控制装置的控制，会产生剧烈的膨胀和收缩运动，从而驱动活塞和拨叉的运动。
3.工作部件：工作部件是气动执行器的出力部分，它负责实现机械工作。
常见的工作部件包括推拉杆、转动杆等。
当气动力传递到工作部件上时，工作部件会根据拨叉的转动方向和运动轨迹而发生相应的位移和转动。
薄膜式气动执行器结构如下：1.薄膜：薄膜是薄膜式气动执行器的关键部件，它以柔性的薄膜形式存在，起到传递气动力和实现运动的作用。
薄膜质地柔软，可以通过气动力的作用而产生膨胀和收缩，实现工作部件的运动。
2.气压驱动装置：薄膜式气动执行器的气压驱动装置通常由气压腔和压力控制装置组成。
气压腔用来存放气体，气体的膨胀和收缩会使薄膜产生相应的弯曲和挤压作用，从而实现工作部件的运动。
3.工作部件：薄膜式气动执行器中的工作部件通常与薄膜直接相连，通过薄膜的弯曲和挤压来实现位移和转动。
工作部件的形状和结构根据具体应用需求而设计，可以是推拉式、旋转式等。
总的来说，无论是拨叉式还是薄膜式气动执行器，其结构都是通过气压驱动装置产生气动力，再通过核心构件（拨叉或薄膜）传递气动力，最终使工作部件实现机械工作。
这种结构设计简单，体积小巧，适用于各种工业领域的自动化设备和机械装置。
气动薄膜执行机构机构及原理
气动薄膜执行机构机构及原理
直行程
角行程
、气动执行器：用于自身输出轴的90度旋转并带动蝶阀的轴，从而使蝶阀开启和关闭。
如下执行器（双作用）工作原理图所示：
当左图，右面的气孔进气时，执行器内部活塞向两边移动，带动中间输出轴的滚动，行程角度正好90度，使阀门全开。
当右图，左面的气孔进气时，执行器内部活塞向中间移动，带动中间输出轴的滚动，行程角度也是90度，使阀门全闭。
简单的说是对右面的孔通气阀开，对右面的孔通气阀关，如果现场发生气源故障，突然断气，则阀门保持原始位置。
气动执行机构
阀门气动执行机构的原理及应用(参考学习资料)二期中工艺系统中采用了大量的气动执行机构阀门，借去苏阀学习的机会向专家们请教了一些关于阀门气动操作机构的知识,在此简单介绍一下。
一.气动执行机构的结构气动执行机构主要分成两大类：薄膜式与活塞式。
薄膜式与活塞式执行机构均可分成有弹簧和无弹簧的两种。
有弹簧的执行结构较之无弹簧的执行机构输出推力小,价格低。
而活塞式较之薄膜式输出力大，但价格较高。
当前国产的气动执行机构有气动薄膜式（有弹簧)、气动活塞式(无弹簧）及气动长行程活塞式。
1．气动薄膜式（有弹簧)执行机构气动薄膜式(有弹簧)执行机构分为正作用和反作用两种。
当气动执行器的输入信号压力(来自调节器或阀门定位器)增大时，推杆向下动作的叫正作用执行机构,如图１所示，我国的型号为ＺMA型;反之叫反作用执行机构,如图2所示，我国型号为ZMＢ型。
这两种类型结构基本相同,均由上膜盖、波纹膜片、下膜盖、推杆、支架、压缩弹簧、弹簧座、调节件、标尺等组成。
正作用机构的信号压力时通过输入波纹膜片上方的薄膜气室。
而反作用机构则通过波纹膜片下方的薄膜气室，由于输出推杆也从下方引出,因此还多了一个装有“O”型密封环5及填块6。
两者之间通过更换个别零件，便能相互改装。
气动薄膜(有弹簧)执行机构的输出信号是直线位移,输出特性是比例式,即输出位移与输入信号成比例关系。
动作原理如下:信号压力，通常为0.2－1.０bar或0．４-２ｂar，通入薄膜气室时，在薄膜上产生一个推力,使推杆部件移动。
与此同时,弹簧被压缩，直到弹簧的反作用力与信号压力在薄膜上产生的力平衡。
信号压力越大，在薄膜上产生的推力也越大,则与之平衡的弹簧反力也越大,于是弹簧压缩量也越大即推杆的位移量越大，它与输入薄膜气室信号压力成比例。
推杆的位移，即为气动薄膜执行机构的直线输入位移,其输出位移的范围为执行机构的行程。
气动薄膜执行机构主要零件结构及作用如下：1.膜盖：由灰铁铸成(有些小执行机构也有用压制玻璃管代替),与波纹膜片构成薄膜气室。
气动薄膜执行机构特点
气动薄膜执行机构特点
气动薄膜执行机构是一种常见的气动执行元件，具有以下特点：
1. 简单结构：气动薄膜执行机构通常由一个弹性薄膜、一个工作腔和一个驱动气源组成，结构相对简单，易于制造和维护。
2. 轻量化：由于薄膜执行机构采用薄膜作为工作元件，相较于其他执行机构（如液压执行机构），具有较轻的重量，适用于对重量要求较高的场合。
3. 快速响应：气动薄膜执行机构由于薄膜的柔性特性，能够快速响应气源的压力变化，实现快速启动、停止和反转等运动。
4. 简便控制：气动薄膜执行机构的工作状态可以通过调节气源的压力控制，通过增减压力来实现不同的运动速度和力量输出。
5. 良好的密封性：薄膜执行机构的薄膜通常具有良好的密封性能，在工作过程中可以有效地避免气体泄漏。
6. 耐腐蚀性：气动薄膜执行机构通常采用耐腐蚀的材料制造，能够适应各种恶劣的工作环境。
7. 安全可靠：由于气动薄膜执行机构采用气体作为动力源，不像液压系统那样具有高压液体，因此在一些特定的工作场合中相对更安全可靠。
需要注意的是，气动薄膜执行机构也有一些局限性，例如输出力较小、速度受限、精度较低等。
在选择使用时，需要综合考
虑具体应用要求和执行机构的特点。
气动薄膜调节阀结构
气动薄膜调节阀结构
气动薄膜调节阀是一种常见的工业控制阀门，它通过气动作用将薄膜推动阀芯实现流量的调节。
其结构主要由阀体、阀盖、阀座、阀芯、气室和连接管道等组成。
首先，阀体是气动薄膜调节阀的主体部分，它通常采用铸铁或不锈钢材料制成。
其内部有一个通道，通过该通道可以控制介质的流量。
同时，在阀体上还安装有连接管道和压力表等附件。
其次，阀盖是安装在阀体顶部的一个零件，主要作用是保护内部结构并固定气室。
在一些特殊情况下，需要对内部结构进行检修或更换零件时，可以拆下阀盖进行操作。
第三，阀座是位于阀体内部的一个环形零件，通常由耐磨材料制成。
其作用是保证密封性能，并且可以根据需要更换不同类型的阀座以适应不同介质和工况。
第四，阀芯是气动薄膜调节阀的核心部件之一。
它与阀座配合，通过上下运动来控制介质的流量。
阀芯通常由不锈钢或铸铁等材料制成，并且在表面进行特殊处理以提高其耐磨性和密封性。
第五，气室是气动薄膜调节阀的另一个核心部件。
它位于阀体和阀盖
之间，通过气动作用将薄膜推动阀芯实现流量的调节。
气室通常由橡
胶或聚酯等材料制成，并且需要根据介质的特性选择不同类型的气室。
最后，连接管道是将气动薄膜调节阀与管道系统连接起来的重要部分。
在安装时需要注意管道系统的布局和结构，以确保介质能够顺畅地流动，并且避免出现漏水或漏气等问题。
总之，气动薄膜调节阀结构复杂，但是其各个部件都起着至关重要的
作用。
在使用过程中需要注意维护保养，并且根据实际情况选择合适
的型号和材料以确保其正常工作。
气动薄膜阀工作原理
气动薄膜阀工作原理
气动薄膜阀是一种常见的控制阀，其工作原理是通过气源压力驱动阀体内的薄膜，从而实现介质的控制和调节。
本文将详细介绍气动薄膜阀的工作原理，以便更好地理解和应用该类型阀门。
首先，气动薄膜阀的主要构成包括阀体、阀盖、阀芯、薄膜和气动执行器。
当
气源压力加到气动执行器上时，气动执行器内的活塞会受到压力作用，从而使阀盖和阀芯向下运动，薄膜也随之向下变形。
这时介质就可以通过阀体和阀芯之间的通道流动，实现阀门的开启状态。
其次，当气源压力减小或者消失时，气动执行器内的弹簧会使阀盖和阀芯向上
运动，薄膜也随之恢复原状。
这时介质就无法通过通道流动，实现阀门的关闭状态。
总的来说，气动薄膜阀的工作原理是通过气源压力的变化驱动阀体内的薄膜，
从而控制介质的流动。
其优点是结构简单、动作灵活、密封性好，因此在工业领域得到广泛应用。
需要注意的是，气动薄膜阀在使用过程中要注意介质的温度、压力和腐蚀性，
以免对阀门造成损坏。
另外，定期检查和维护也是保证阀门正常工作的重要手段。
总之，了解气动薄膜阀的工作原理有助于我们正确选择、安装和使用该类型阀门，从而更好地满足工业生产的需要。
希望本文能够帮助读者对气动薄膜阀有更深入的了解，谢谢阅读！。
气动执行器结构原理全解析-拨叉式-薄膜式.....
气动执行器是什么？结构和工作原理全在这里！可能在刚接触阀门行业的人对执行器不是很了解，执行器分为气动、电动等多种方式，那么常见的气动执行器又是怎样的工作原理，本文将从多个方位解析各位行业人士的疑问。
（OMAL气动执行器——拨叉式结构）一、气动执行器概述气动执行器是用气压力驱动启闭或调节阀门的执行装置，又被称气动执行机构或气动装置，不过一般通俗的称之为气动头。
气动执行器的执行机构和调节机构是统一的整体，其执行机构有拨叉式、薄膜式、活塞式、拨叉式和齿轮齿条式。
活塞式行程长，适用于要求有较大推力的场合；而薄膜式行程较小，只能直接带动阀杆。
拨叉式气动执行器具有扭矩大、空间小、扭矩曲线更符合阀门的扭矩曲线等特点，但是不很美观；常用在大扭矩的阀门上。
齿轮齿条式气动执行机构有结构简单，动作平稳可靠，并且安全防爆等优点，在发电厂、化工，炼油等对安全要求较高的生产过程中有广泛的应用。
二、气动执行器的工作原理1.双作用气动执行器工作原理图当气源压力从气口(2)进入气缸两活塞之间中腔时，使两活塞分离向气缸两端方向移动，两端气腔的空气通过气口(4)排出，同时使两活塞齿条同步带动输出轴(齿轮)逆时针方向旋转。
反之气源压力从气口(4)进入气缸两端气腔时，使两活塞向气缸中间方向移动，中间气腔的空气通过气口(2)排出，同时使两活塞齿条同步带动输出轴(齿轮)顺时针方向旋转。
（如果把活塞相对反方向安装，输出轴即变为反向旋转）2.单作用气动执行器工作原理图当气源压力从气口(2)进入气缸两活塞之间中腔时，使两活塞分离向气缸两端方向移动，迫使两端的弹簧压缩，两端气腔的空气通过气口(4)排出，同时使两活塞齿条同步带动输出轴(齿轮)逆时针方向旋转。
在气源压力经过电磁阀换向后，气缸的两活塞在弹簧的弹力下向中间方向移动，中间气腔的空气从气口(2)排出，同时使两活塞齿条同步带动输出轴(齿轮)顺时针方向旋转。
（如果把活塞相对反方向安装，弹簧复位时输出轴即变为反向旋转）。
控制阀细节分析之6_气动薄膜执行机构
控制阀细节分析之六—气动薄膜执行机构李宝华摘要：控制阀主要由执行机构和阀两大部分以及相关附件组成。
执行机构用于力或力矩转换和位移转换；阀用于将位移转换为阀芯与阀座间的流通截面积变化。
最常用的执行机构是气动薄膜执行器，其结构简单、动作可靠、维护方便、价格较低。
关键词：控制阀；气动薄膜执行机构；力平衡关系；结构；技术分析引言控制阀是工业过程应用最多的终端控制元件，常常决定着过程控制是否及时有效，是控制回路中较为重要的环节。
控制阀主要由执行机构和阀两大部分以及相关附件组成。
执行机构用于力或力矩转换和位移转换；阀用于将位移转换为阀芯与阀座间的流通截面积变化。
有数据表明控制阀是一个薄弱环节，控制阀故障在控制回路故障总数中有超过50％的频次。
在工业生产过程对控制要求及安全性不断提高的情况下，控制阀的必要性、重要性以及较高的故障频次已引起业内注意。
国内外的控制阀生产厂家众多，造成控制阀品种多、规格多、参数多，且质量参差不齐。
不同厂家在同类型控制阀的设计差异及其技术特点和应用情况如何？应是大家关注的问题。
针对目前用量最大、多数厂家都在生产的控制阀的气动薄膜执行机构，在技术上试进行一些细节分析。
执行机构现行国标GB/T17213.1-1998《工业过程控制阀 第1部分：控制阀术语和总则》（等效IEC 60534-1：1987）对执行机构（Actuator ）的定义是：将信号转换成相应的运动，改变控制阀内部调节机构（截流件）位置的装置或机构。
该信号或者驱动力可以是气动、电动、液动或它们的任何一种组合。
控制阀的阀门型式多种多样，每一种型式都对其驱动装置（执行机构）有不同的要求，执行机构的通用型式有：• 气动薄膜执行机构• 气缸（活塞）式执行机构 • 电动执行机构 • 电-液执行机构 • 手动执行机构 • 伺服执行机构其中气动薄膜执行机构以其结构简单、动作可靠、维护方便、价格较低，是直行程控制阀最常用的执行机构。
它分为正作用与反作用动作形式以及单弹簧与多弹簧设计结构，如图1、2所示。
气动薄膜调节阀结构
气动薄膜调节阀结构气动薄膜调节阀是一种常用的控制阀门，其结构设计精巧，具有高效的调节性能。
本文将从结构、工作原理和应用领域等方面对气动薄膜调节阀进行介绍。
气动薄膜调节阀的结构包括阀体、阀盖、阀芯、薄膜和执行器等部分。
阀体是阀门的主体部分，通常采用铸铁、碳钢或不锈钢材质制成，具有良好的耐腐蚀性能和耐高温性能。
阀盖连接在阀体上，起到密封作用。
阀芯是控制介质流通的关键部件，通常由耐磨材料制成，具有较好的密封性能。
薄膜则是气动薄膜调节阀的核心部件，通过对薄膜两侧施加气压来实现阀芯的升降，从而实现对介质流量的调节。
执行器是控制薄膜运动的部件，通常由气缸组成，可以根据控制信号实现对阀门的开启和关闭。
气动薄膜调节阀的工作原理是利用气压对薄膜施加力，使薄膜变形，从而推动阀芯实现开启或关闭。
当控制信号输入时，执行器内的气压会相应变化，通过气压对薄膜的作用，使阀芯上下运动，改变介质流通面积，实现对介质流量的调节。
调节阀门的开启度可以通过控制气压的大小来实现，从而满足不同工况下的流量要求。
气动薄膜调节阀广泛应用于化工、石油、电力、冶金等领域，用于控制各种介质的流量和压力。
在化工生产过程中，气动薄膜调节阀可以精确控制介质的流量，保证生产过程的稳定性和安全性。
在石油行业中，气动薄膜调节阀常用于管道输送系统中，实现对油气流量的调节。
在电力领域，气动薄膜调节阀可以用于控制锅炉和汽轮机等设备的介质流量，确保电站的正常运行。
气动薄膜调节阀结构设计合理，工作原理简单可靠，广泛应用于各个领域。
通过对气动薄膜调节阀的了解，可以更好地掌握其工作原理和应用特点，为工程实践提供参考依据。
希望本文能够帮助读者更加深入地了解气动薄膜调节阀的相关知识，为工程技术的发展贡献一份力量。
双作用气动薄膜执行机构
双作用气动薄膜执行机构
首先，让我们从结构和工作原理方面来看。
双作用气动薄膜执
行机构的工作原理是利用气源的压力来使薄膜产生膨胀或收缩，从
而驱动活塞杆的运动。
当气源施加在薄膜的一侧时，薄膜膨胀，推
动活塞杆向外运动；当气源施加在薄膜的另一侧时，薄膜收缩，推
动活塞杆向内运动。
这样，就实现了双向的运动控制。
其次，我们可以从应用领域来看。
双作用气动薄膜执行机构广
泛应用于化工、石油、制药、食品等工业领域，用于控制阀门、闸板、球阀等的开闭和调节。
由于其结构简单、可靠性高、对恶劣环
境的适应能力强，因此在工业自动化控制系统中得到了广泛的应用。
另外，我们还可以从优缺点来分析。
双作用气动薄膜执行机构
的优点包括结构简单、维护方便、响应速度快、使用寿命长等；缺
点则可能包括在高温或高压环境下的受限、对气源质量要求较高等。
最后，我们还可以从发展趋势来展望。
随着工业自动化水平的
不断提高，双作用气动薄膜执行机构也在不断进行技术革新，如采
用新材料、新工艺提高产品的耐用性和稳定性，以满足不同工况下
的控制需求。
总的来说，双作用气动薄膜执行机构作为一种重要的工业控制
设备，在工业自动化领域发挥着重要作用，其结构原理、应用领域、优缺点和发展趋势都是我们需要全面了解的。
希望以上内容能够对
你有所帮助。
5、气动薄膜执行机构输出力
气动薄膜执行机构输出力气动控制阀是由气动执行机构和阀两部分组成的，气动执行机构是阀的推动装置，它是将气压信号转换成相应的运动，改变阀内部调节机构位置的机构。
气动执行机构通常又分为气动薄膜执行机构和气动活塞执行机构，其中气动薄膜执行机构结构简单、动作可靠，维修制造方便，通常具有弹簧复位功能，是应用最广泛的气动执行机构。
气动薄膜执行机构按作用方式分为正作用执行机构（随操作压力增大，输出杆向外伸出，压力减小又自行向里退回的执行机构）、反作用执行机构（随操作压力增大，输出杆向里退回，压力减小又自行向外伸出的执行机构）。
气动薄膜执行机构按弹簧数量又分为单弹簧气动薄膜执行机构和多弹簧气动薄膜执行机构。
单弹簧气动薄膜执行机构结构简单，具有弹簧范围调整功能，但重量和尺寸偏大，目前仍是气动控制阀常用的气动薄膜执行机构之一，多弹簧气动薄膜执行机构（俗称：精小型气动薄膜执行机构），它具有体积小，重量轻，但弹簧范围不可调整，它也是气动控制阀常用的气动薄膜执行机构之一。
具体结构见图1、2。
单弹簧气开型薄膜执行机构簧气关型薄膜执行机构图1 单弹簧气动薄膜执行机构多弹簧气开型薄膜执行机构多弹簧气关型薄膜执行机构图2 多弹簧气动薄膜执行机构李宝华同志在《控制阀信息》第39期发表的《控制阀细节分析之一气动薄膜执行机构》一文中对多弹簧气动薄膜执行机构的结构及执行机构力的关系做了详细分析，本文不再赘述，本文针对美国Fisher公司生产的657（正作用执行机构）和667（反作用执行机构）的弹簧范围和执行机构输出力计算进行分析。
执行机构的膜片有效面积膜片有效面积定义为：膜片受压力作用而产生有效力的当量面积，有效面积越大，当超气压或弹簧范围下限一定时出力就越大，在执行机构设计中，为了对弹簧进行准确的计算，就必须要了解膜片有效面积的大小及变化情况，影响膜片有效面积的因素很多，例如膜片的d/D(d—膜片的托盘直径；D—膜片安装法兰的圆周直径)，膜片的L/D（L—行程），膜片的几何形状，制造膜片橡胶的软硬和夹层材料等。
5、气动薄膜执行机构输出力
精心整理气动薄膜执行机构输出力气动控制阀是由气动执行机构和阀两部分组成的，气动执行机构是阀的推动装置，它是将气压信号转换成相应的运动，改变阀内部调节机构位置的机构。
单弹簧气开型薄膜执行机构簧气关型薄膜执行图1机构2多薄膜执行机构李宝华同志在《控制阀信息》第39期发表的《控制阀细节分析之一气动薄膜执行机构》一文中对多弹簧气动薄膜执行机构的结构及执行机构力的关系做了详细分析，本文不再赘述，本文针对美国Fisher公司生产的657（正作用执行机构）和667（反作用执行机构）的弹簧范围和执行机构输出力计算进行分析。
执行机构的膜片有效面积膜片有效面积定义为：膜片受压力作用而产生有效力的当量面积，有效面积越大，当超气压或弹簧范围下限一定时出力就越气范围12时变化率为8%，有效面积为1000cm2时变化率为2%；2）在不同的信号压力条件下，信号压力小，膜片有效面积增大；信号压力大，膜片有效面积减小。
如ZMA-3气动薄膜执行机构当信号压力为20kPa时，膜片有效面积为413 cm2；当信号压力为100kPa时，膜片有效面积为390 cm2。
3）信号压力由20kPa增至60kPa时变化率大，由60kPa增至100kPa时变化率小，如ZMA-3气动薄膜执行机构当信号压力由20kPa增至60kPa时，有效面积由413 cm2减少至394 cm2，变化率为4.6%，而由60kPa增至100kPa时，有效面积由394 cm2减少至390 cm2，变化率为1%。
4～4%。
时，2，100%。
膜执行机构的膜片有效面积越大越好，如果增加D必然带来体积的增大，那么关键是如何增大d,如果增加d就增加了上下膜盖冲压工艺和橡胶膜片制造工艺的难度，欧美先进国家的工艺水平高，配套能力强，并将橡胶膜片的硬度适当降低，使得他们生产的气动薄膜执行机构在相同外型的尺寸条件下，膜片有效面积比我们的产品大一些，膜片有效面积的变化率也小一些，下表一为美国Fisher公司生产的657、667系列与原国内联设产品膜片有效面积对比表。
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控制阀细节分析之六—气动薄膜执行机构李宝华摘要：控制阀主要由执行机构和阀两大部分以及相关附件组成。
执行机构用于力或力矩转换和位移转换；阀用于将位移转换为阀芯与阀座间的流通截面积变化。
最常用的执行机构是气动薄膜执行器，其结构简单、动作可靠、维护方便、价格较低。
关键词：控制阀；气动薄膜执行机构；力平衡关系；结构；技术分析引言控制阀是工业过程应用最多的终端控制元件，常常决定着过程控制是否及时有效，是控制回路中较为重要的环节。
控制阀主要由执行机构和阀两大部分以及相关附件组成。
执行机构用于力或力矩转换和位移转换；阀用于将位移转换为阀芯与阀座间的流通截面积变化。
有数据表明控制阀是一个薄弱环节，控制阀故障在控制回路故障总数中有超过50％的频次。
在工业生产过程对控制要求及安全性不断提高的情况下，控制阀的必要性、重要性以及较高的故障频次已引起业内注意。
国内外的控制阀生产厂家众多，造成控制阀品种多、规格多、参数多，且质量参差不齐。
不同厂家在同类型控制阀的设计差异及其技术特点和应用情况如何？应是大家关注的问题。
针对目前用量最大、多数厂家都在生产的控制阀的气动薄膜执行机构，在技术上试进行一些细节分析。
执行机构现行国标GB/T17213.1-1998《工业过程控制阀 第1部分：控制阀术语和总则》（等效IEC 60534-1：1987）对执行机构（Actuator ）的定义是：将信号转换成相应的运动，改变控制阀内部调节机构（截流件）位置的装置或机构。
该信号或者驱动力可以是气动、电动、液动或它们的任何一种组合。
控制阀的阀门型式多种多样，每一种型式都对其驱动装置（执行机构）有不同的要求，执行机构的通用型式有：• 气动薄膜执行机构• 气缸（活塞）式执行机构 • 电动执行机构 • 电-液执行机构 • 手动执行机构 • 伺服执行机构其中气动薄膜执行机构以其结构简单、动作可靠、维护方便、价格较低，是直行程控制阀最常用的执行机构。
它分为正作用与反作用动作形式以及单弹簧与多弹簧设计结构，如图1、2所示。
气动信号压力引入膜室内，当气压增加将膜片向下推并使执行机构推杆伸出（向下位移）称为正作用执行机构（德国制造厂称之为“Actuator stem retracts （FE ）/执行机构推杆缩回（故障开即气关）”）；反之，当气压增加把膜片向上推并使执行机构推杆缩回（向上位移）称为反作用执行机构（德国制造厂称之为“Actuator stem extends （FA ）/执行机构推杆伸出（故障关即气开）”）。
正、反作用的气动薄膜执行机构结构、部件基本相同，都是由上下膜盖、橡胶薄膜膜片、推杆、弹簧及托板等组成，还可图 1 多弹簧气动薄膜执行机构正作用 反作用信号 信号 图2 单弹簧气动薄膜执行机构膜室盖膜片托板 执行器弹簧 执行器推杆弹簧座弹簧调整 杆连接器 支架 行程指示盘行程刻度膜片 反作用正作用信号 信号根据需要更换作用方向。
其净输出力为气动信号压力作用在膜片上产生的力与压缩弹簧力之间的差值。
执行机构输入（气动信号）输出（位移）特性基本为线性关系，并能提供较大的位移（行程）。
执行机构膜室内的膜片有效面积与推力成正比。
需要的输出力和可承受的供气压力就决定了执行机构的尺寸即膜片的有效面积。
传统设计的气动薄膜执行机构是单弹簧结构，壳体多为整体铸造部件，比较笨重和尺寸大，一体的支架并有弹簧调整部件，如Fisher 的657型（正作用）和667型（反作用）、Masoneilan 的37型（正作用）和38型（反作用），还有国产早期统一设计的ZMA 型（正作用）和ZMB 型（反作用），等。
目前广泛应用的则是精小型的多弹簧结构，配置不同数量弹簧可组合为不同弹簧范围，一次装配完成。
膜盖为钢板冷轧成形，支架可分离可组合，整体重量轻和尺寸高度明显降低，如SAMSON 的3271型/3277型、Fisher 的GX 型、ARCA 的812系列、KOSO 的5200LA 、Masoneilan 的87/88系列，等。
执行机构的力关系执行机构产生的力（运动）用于克服负荷的有效力，负荷则是流体在阀体阀内件造成的不平衡力、以及摩擦力（填料函及填料）、密封压紧力（阀座）、阀杆阀芯等部件的自重等有关的力作用。
为了使控制阀能正常工作，配用的执行机构要能产生具有一定安全系数的力（力矩），来保证控制阀紧密关闭和顺利开启及将控制指令转换为行程。
直行程单座直通控制阀主要配用气动薄膜执行机构，气动信号作用在薄膜有效面积上，其信号增加或减少形成一个力，去克服弹簧力和控制阀上出现的力，并与一定的阀开度对应。
在相应的阀门开度下，力的关系是平衡的，气动薄膜执行机构产生的推动力与负荷力相等，没有净输出力。
只有配用了阀门定位器形成阀位反馈调节闭合回路后，才能使气动薄膜执行机构行程精度提升并能在阀全关或全开时具有净输出力。
参见图3，说明控制阀执行机构整体考虑的力的关系： 设执行器的输出力为F A （单位N ），其力的关系为：F A ＝ F t ＋ F 0 ＋ F f ＋F M （1）式中：F t － 流体作用在阀芯上的力（不平衡力），主要与阀压差、阀芯受力面积有关；F 0 － 阀全关时密封压紧力，主要与阀座孔径、泄漏等级有关； F f － 阀杆所受的摩擦力，主要与阀杆直径、填料型式、行程速度有关；F M － 阀芯阀杆等运动部件的重量，为-mg这个F A 也就是控制阀计算书中的req.act.force （F O req ）。
对于弹簧作用在执行器膜片上，弹簧力F S 与膜片有效 面积A e 、位移量L 和弹簧预压紧量及刚度有关，执行机构 的净输出力为气动信号P 作用在膜片上产生的力与弹簧作用 力之间的差值，由此执行机构的力关系式为；正作用执行机构： F AD ＝A e (P –P 0 – P r（2a ）反作用执行机构： F AR ＝A e (–P ＋P 0 ＋P （2b ）式中：A e － 膜片有效面积，cm 2；P － 气动信号压力，100kPa(bar)； P 0 － 弹簧启动压力，100kPa(bar)； P r － 弹簧范围，100kPa(bar)； l － 推杆位移（阀行程），mm ； L － 全位移（全行程），mm注：在计算时，请注意膜片有效面积和行程及压力的单位换算：面积〔m 2〕、长度〔m 〕、压力〔Pa 〕、力〔N 〕在执行机构推杆位移（行程）各点上，气动信号压力P 产生的推力与弹簧的反作用力F S 相抵消，因而没有净输出力。
当配用阀门定位器后，只要各行程点没有与阀门定位器的输入控制信号相对应，即给定信号w 与行程反馈信号x 之间出现的偏差e ，则为了保证准确定位，其输出的气动信号压力就会继续变化直到趋于零压力或接近气源压力，此时执行机构会产生净输出力。
以配合正装式阀（阀杆向下移，阀门关闭）为例，正作用气动薄膜执行机构在阀全关时走完全行程，l ＝L ，气动信号压力P 可接近气源压力P 气源，P 0 ＋ P r 为弹簧上限压力，其输出力为：F A F f F 0F tF M PLF S 图3 控制阀力的关系（图为反作用执行机构）F AD ＝A e (P–P0 – P r)＝A e (P气源–P弹簧上限) （3）可看出，此类气关型控制阀通常是靠提高气源压力来保证紧密关闭和克服不平衡力的，而弹簧范围通常为20kPa至100kPa或更小。
一些厂家在执行机构样本中所说的最大允许输出力（如fisher的657/667样本），通常是指气关型控制阀和按执行机构膜室所能承受的最大气压与膜片有效面积进行计算的结果，其数值远比气开型控制阀配反作用执行机构输出力的值大出很多。
以配合正装式阀（阀杆向下移，阀门关闭）为例，反作用气动薄膜执行机构在阀全关时为行程零点，气动信号压力P可趋于零，其输出力为：F AR ＝A e P0（4）此种情况下，只要知道膜片有效面积A e和弹簧启动压力P0就能推算出该执行机构的输出力。
反作用执行机构通常有较多的弹簧范围可选，弹簧启动压力P0则可通过对弹簧预压紧进行提高，如3271型气动执行机构的弹簧启动压力P0可达260kPa（700cm2、弹簧范围260kPa-430kPa/2.6-4.3bar）。
在控制阀全关时的F AD和F AR数值也就是一些厂家计算书上的“Actutor force F a”和产品样本给出的“spring force at 0mm travel（等于F AR）”及“Thrust[kN] at rated travel and a supply pressure〔bar〕of（等于F AD）”条目中的数值。
浏览国内外各品牌公司的气动薄膜执行机构产品样本，只有少数公司如SAMSON（样本T 8310-1 ZH、T 8310-2 ZH）和ARCA（样本DS ECOTROL-gb），在样本中正确地给出了执行机构输出推力数据，而多数厂家的样本则使人一头雾水，不能参考或计算。
考虑到满足控制阀的正常使用和紧密关闭，应使F AD 或F AR≥F A，使气动信号压力P产生的推力与弹簧的反作用力F S相抵后仍有净输出力用于克服阀的流体力（不平衡力）和摩擦力，还要在阀关闭时有一定的压紧力。
在计算选型时，对气动薄膜执行机构所需推力还应留有安全系数，如SAMSON 是按1.3倍，如式（5）：F AD 或F AR≥1.3F A或按SAMSON表示F a/F o≥1.3 （5）F a－执行机构力（Actutor force）F o－所需的执行机构力（req.act.force）而对于阀芯阀座软密封情况（泄漏等级VI）的安全取值还要大一些，约1.5倍。
国内有的标准只规定了1.1倍的设计原则，这也可能是国产控制阀在工况使用时容易出现全关阀位关闭不严的原因。
由于各厂家控制阀和气动薄膜执行机构产品设计不同，其阀门填料函/填料/阀杆的摩擦力、执行机构推杆出轴密封的摩擦力、阀杆阀芯等内件重力等有所不同，加之阀的流路、阀管路系数、阀内件形状系数、流量系数、特性压差比也不同，即便使用相同的流量方程、计算公式，有着同样的公称通径、流通能力，各厂家只能使用各自的控制阀计算选型软件进行计算，目前还没有适用于不同厂家全部具体型号产品的计算选型通用软件。
气动薄膜执行机构结构对于传统的单弹簧结构气动薄膜执行机构（参见图2），不再赘述。
本文仅对精小型多弹簧结构的气动薄膜执行机构探讨分析，图4示出其典型产品结构，图为反作用的多弹簧结构的气动薄膜执行机构，均出自国外知名品牌厂家。
多弹簧结构的气动薄膜执行机构属于轻型执行机构，国内称之为精小型，具有重量轻、高度低、结构紧凑、装配简便、动作可靠等特点，没有弹簧调整部件，根据需要组合弹簧范围和进行预压紧，一次装配完成，不必调整弹簧。