化工仪表及自动化(精品)第六章执行器
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正作用形式: 信号压力增大,推杆向下。 反作用形式: 信号压力增大,推杆向上。
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
•传统型
国产正作用式执行机构称为ZMA型，反作用式执行机构称为ZMB型。较 大口径的控制阀都是采用正作用的执行机构。信号压力通过波纹膜片的上 方（正作用式）或下方（反作用式）进入气室。化工仪表及自动化(精品)第六章执行
概述
执行器在自控系统中的作用
回顾
执行器是指：阀门－调节阀(连续的)、开关阀(过程控制范畴) 电机－连续的、开关的(属于流体机械的范畴，起执行器的作用)
执行器在自控系统中的作用：接收控制器输出的控制信号，使控制阀的 开度产生相应变化，从而达到调节操作变 量流量的目的。
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
薄膜式
活塞式
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
薄膜式
这种执行机构的输出位移与输入气压信 号成比例关系。当压力与弹簧的反作用力 平衡时,推杆稳定在某一位置,信号压力越大, 推杆的位移量也越大。(推杆的位移即为执 行机构的直线输出位移,也称行程。)
按连杆最大位移——行程确定规格： 10，16，25，40，60，100mm
现场有时就将执行器称为控制阀。
辅助装置：
（1）阀门定位器：利用反馈原理来改善执行 器的性能，实现准确的定位；
（2）手轮机构：控制器无输出或执行机构失
灵时，直接操纵控制阀。
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
气动执行器的结构与分类
气动执行器的执行机构和调节机构是统一的整体。 气动执行机构主要分为薄膜式和活塞式。
（2）直通双座控制阀 （4）三通控制阀 （6）蝶阀 （8）凸轮挠曲阀
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
直通单座调节阀
直通单座调节阀：
1. 阀体内只有一个阀芯和一个阀座。 2. 结构简单、泄漏量小（甚至可以完全切断） 3. 允许压差小（双导向结构的允许压差较单导
向结构大）。 它适用于要求泄漏量小，工作压差较小的干净介 质的场合。在应用中应特别注意其允许压差，防 止阀门关不死。
pHale Waihona Puke Baidu液动执行器
推力最大，但较笨重，现很少使用（化工领域）
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
第一节 气动执行器
组成：执行机构和控制机构
执行机构：执行机构是指根据控制器控制信 号产生推力或位移的装置。
控制机构：控制（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。
定性好，
4. 在高压差场合下，为了延长阀芯使用寿命，
也可采用侧进底出。但侧进底出在小开度时 易发生振荡。
5. 角形阀还适用于工艺管道直角形配管的场合。
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
三通调节阀
三通调节阀：
1. 阀体有三个接管口，适用于三个方向流体的
管路控制系统，大多用于热交换器的温度调 节、配比调节和旁路调节。
隔膜控制阀
隔膜控制阀：耐腐蚀性强。结构简单，流路阻力小，流量系数大，无泄 漏量。
两位式是根据活塞两侧的操作压力的大小 而动作，活塞由高压侧推向低压侧，使推 杆从一个极端位置移动到另一个极端位置， 其行程达25～100mm，适用于双位控制系 统；
比例式是指推杆的行程与输入压力信号成 比例关系，必须带有阀门定位器，它适用 于控制质量要求较高的系统。
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
2、控制机构
控制机构即控制阀，实际上是一个局部阻力可以改变的节流元件
调节机构是执行器的调节部分，在执行机构的输出力和输出位移作用下， 调节机构阀芯的运动，改变了阀芯与阀座之间的流通截面积，即改变了 调节阀的阻力系数，使被控介质流体的流量发生相应变化。
控制阀种类（结构不同） （1）直通单座控制阀 （3）角形控制阀 （5）隔膜控制阀 （7）球阀 （9）笼阀
2. 在使用中应注意流体温差不宜过大，通常小
于是150℃，否则会使三通阀产生较大应力 而引起变形，造成连接处泄漏或损坏。
3. 三通阀有三通合流阀和三通分流阀两种类型。
三通合流阀为介质由两个输入口流进混合后 由一出口流出；三通分流阀为介质由一入口 流进，分为两个出口流出。
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
执行器分类
p 气动执行器
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。 标准气压信号：0.02-0.1MPa
p 电动执行器
作用是将输入的直流电流信号线性地转换为位移 量。信号传递迅速，安全防爆性能较差，在行程 受阻或阀杆被轧住时电机易受损。
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
正反作用
正作用：阀芯向下，阀杆向下，流通面积减少。 反作用：阀芯向上，阀杆向下，流通面积增大。
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
角形调节阀
角形调节阀：
1. 阀体为直角形 2. 流路简单、阻力小，适用于高压差、高粘度、
含有悬浮物和颗粒状物质的调节。
3. 角形阀一般使用于底进侧出，此时调节阀稳
器
•侧装式气动执行机构（增力式执行机构） 特点：薄膜式膜头装在支架的侧面
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
(2) 活塞式
活塞式执行机构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，因此输出推力很大，特别适 用于高静压、高压差、大口径场合。
它的输出特性有两位式和比例式。
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
直通双座调节阀
直通双座调节阀：
1. 阀体内有两个阀芯和阀座 。 2. 因为流体对上、下两阀芯上的作用力可以相
互抵消，因此双座阀具有允许压差大
3. 上、下两阀芯不易同时关闭，因此泄漏量较
大的特点。
它适用于阀两端压差较大，泄漏量要求不高的干 净介质场合，不适用于高粘度和含纤维的场合。
化工仪表及自动化(精品) 第六章执行器
2020/11/12
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
青岛啤酒西安汉斯使用的电动 电动调节阀应用于化工行业 调节阀
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
主要内容
概述 气动执行器 电动执行器 电-气转换器及电-气阀门定位器 数字阀与智能控制阀
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
•传统型
国产正作用式执行机构称为ZMA型，反作用式执行机构称为ZMB型。较 大口径的控制阀都是采用正作用的执行机构。信号压力通过波纹膜片的上 方（正作用式）或下方（反作用式）进入气室。化工仪表及自动化(精品)第六章执行
概述
执行器在自控系统中的作用
回顾
执行器是指：阀门－调节阀(连续的)、开关阀(过程控制范畴) 电机－连续的、开关的(属于流体机械的范畴，起执行器的作用)
执行器在自控系统中的作用：接收控制器输出的控制信号，使控制阀的 开度产生相应变化，从而达到调节操作变 量流量的目的。
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
薄膜式
活塞式
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
薄膜式
这种执行机构的输出位移与输入气压信 号成比例关系。当压力与弹簧的反作用力 平衡时,推杆稳定在某一位置,信号压力越大, 推杆的位移量也越大。(推杆的位移即为执 行机构的直线输出位移,也称行程。)
按连杆最大位移——行程确定规格： 10，16，25，40，60，100mm
现场有时就将执行器称为控制阀。
辅助装置：
（1）阀门定位器：利用反馈原理来改善执行 器的性能，实现准确的定位；
（2）手轮机构：控制器无输出或执行机构失
灵时，直接操纵控制阀。
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
气动执行器的结构与分类
气动执行器的执行机构和调节机构是统一的整体。 气动执行机构主要分为薄膜式和活塞式。
（2）直通双座控制阀 （4）三通控制阀 （6）蝶阀 （8）凸轮挠曲阀
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
直通单座调节阀
直通单座调节阀：
1. 阀体内只有一个阀芯和一个阀座。 2. 结构简单、泄漏量小（甚至可以完全切断） 3. 允许压差小（双导向结构的允许压差较单导
向结构大）。 它适用于要求泄漏量小，工作压差较小的干净介 质的场合。在应用中应特别注意其允许压差，防 止阀门关不死。
pHale Waihona Puke Baidu液动执行器
推力最大，但较笨重，现很少使用（化工领域）
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
第一节 气动执行器
组成：执行机构和控制机构
执行机构：执行机构是指根据控制器控制信 号产生推力或位移的装置。
控制机构：控制（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。
定性好，
4. 在高压差场合下，为了延长阀芯使用寿命，
也可采用侧进底出。但侧进底出在小开度时 易发生振荡。
5. 角形阀还适用于工艺管道直角形配管的场合。
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
三通调节阀
三通调节阀：
1. 阀体有三个接管口，适用于三个方向流体的
管路控制系统，大多用于热交换器的温度调 节、配比调节和旁路调节。
隔膜控制阀
隔膜控制阀：耐腐蚀性强。结构简单，流路阻力小，流量系数大，无泄 漏量。
两位式是根据活塞两侧的操作压力的大小 而动作，活塞由高压侧推向低压侧，使推 杆从一个极端位置移动到另一个极端位置， 其行程达25～100mm，适用于双位控制系 统；
比例式是指推杆的行程与输入压力信号成 比例关系，必须带有阀门定位器，它适用 于控制质量要求较高的系统。
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
2、控制机构
控制机构即控制阀，实际上是一个局部阻力可以改变的节流元件
调节机构是执行器的调节部分，在执行机构的输出力和输出位移作用下， 调节机构阀芯的运动，改变了阀芯与阀座之间的流通截面积，即改变了 调节阀的阻力系数，使被控介质流体的流量发生相应变化。
控制阀种类（结构不同） （1）直通单座控制阀 （3）角形控制阀 （5）隔膜控制阀 （7）球阀 （9）笼阀
2. 在使用中应注意流体温差不宜过大，通常小
于是150℃，否则会使三通阀产生较大应力 而引起变形，造成连接处泄漏或损坏。
3. 三通阀有三通合流阀和三通分流阀两种类型。
三通合流阀为介质由两个输入口流进混合后 由一出口流出；三通分流阀为介质由一入口 流进，分为两个出口流出。
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
执行器分类
p 气动执行器
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。 标准气压信号：0.02-0.1MPa
p 电动执行器
作用是将输入的直流电流信号线性地转换为位移 量。信号传递迅速，安全防爆性能较差，在行程 受阻或阀杆被轧住时电机易受损。
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
正反作用
正作用：阀芯向下，阀杆向下，流通面积减少。 反作用：阀芯向上，阀杆向下，流通面积增大。
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
角形调节阀
角形调节阀：
1. 阀体为直角形 2. 流路简单、阻力小，适用于高压差、高粘度、
含有悬浮物和颗粒状物质的调节。
3. 角形阀一般使用于底进侧出，此时调节阀稳
器
•侧装式气动执行机构（增力式执行机构） 特点：薄膜式膜头装在支架的侧面
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
(2) 活塞式
活塞式执行机构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，因此输出推力很大，特别适 用于高静压、高压差、大口径场合。
它的输出特性有两位式和比例式。
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
直通双座调节阀
直通双座调节阀：
1. 阀体内有两个阀芯和阀座 。 2. 因为流体对上、下两阀芯上的作用力可以相
互抵消，因此双座阀具有允许压差大
3. 上、下两阀芯不易同时关闭，因此泄漏量较
大的特点。
它适用于阀两端压差较大，泄漏量要求不高的干 净介质场合，不适用于高粘度和含纤维的场合。
化工仪表及自动化(精品) 第六章执行器
2020/11/12
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
青岛啤酒西安汉斯使用的电动 电动调节阀应用于化工行业 调节阀
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器
主要内容
概述 气动执行器 电动执行器 电-气转换器及电-气阀门定位器 数字阀与智能控制阀
化工仪表及自动化(精品)第六章执行 器