自动化仪表及过程控制教材.pptx
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TANGNAN
气开气关组合方式表
序 执行 号 机构 1 +/正
2 +/正
3 -/反
4 -/反
调节 机构 +/正 -/反 + /正 -反/
执行器
+/气关 -/气开 -/气开 +/气关
TANGNAN
控制系统气动执行器AO/AC选择原则：
安全
－－在事故条件下（如气动 阀门气源中断），应尽量使 其动作不会引起严重事故。
TANGNAN
串联管道工作流量特性
p0 pT pg Q 0, p0 pT , pg 0 Q , pg , pT
TANGNAN
全开阀阻比
TANGNAN
由于Δpg的存在， 使理想特性变为
工作特性
管道串联时调节阀的工作特性
TANGNAN
工程中调节阀口径的确定
基本步骤 •确定工艺最大流量Qmax •确定最大流量时的阀压降ΔPTmin并计算S值 •计算流量系数C •进行必要的修正 •查找合适的Cg（保证Cg≥C） •代入Cg验算 •由Cg查找相应公称通经Dg和阀座直径Dg产 品
TANGNAN
流通能力（流量系数）C
Q C 10p
•C的物理意义：在阀门全开状态下， Δp=100KPa,ρ=1000kg/m3时的流量 (m3/h)。 •C直接反映了流体流过阀门的能力， •同样条件下C大的阀门，Q大。
TANGNAN
调节阀的可调比R（可调范围）
•R指所能控制的最大流量和最小流量之比， 它反映了阀门的调节能力。 •目前工程上常用的调节阀的理想可调比有 30和50两种。
3.验算： 阀门开度100%时有
Qmax 160
10 50 113 1000
且有
Q=100,l/L=79%,Q=20,l/L=10%
…… 4. 按Cg=160查表得合适的选型口径Dg=100mm
TANGNAN
电气转换器 Electric to Pneumatic Converter
TANGNAN
角阀、三通阀
TANGNAN
常见的直行程阀
TANGNAN
•阀体 •阀芯 •阀座 •推杆
常见的直行程阀
TANGNAN
•阀体 •阀芯 •阀座 •推杆
调节机构作用型式
例：直通单座阀
正作用
TANGNAN
反作用
调节机构作用型式
例：直通单座阀
正作用
TANGNAN
反作用
气动调节阀气开气关型式
AO:air-to-open AC:air-to-close
• 执行器按其使用能源形式可分为气动、电动、液动 三大类。
• 气动执行器用压缩空气做为能源，简单、可靠、 推力大、防火防爆、价格低廉，
• 电动执行器的能源取用方便，信号传递迅速。
TANGNAN
气动执行器
TANGNAN
气动执行器
TANGNAN
气动执行器 Pneumatic actuator
TANGNAN
带阀门定位器的气动调节阀
TANGNAN
电动执行器
Electrical actuator
TANGNAN
调节阀的执行机构
气动薄膜阀
TANGNAN
气动活塞阀
正作用薄膜执行机构 Direct acting diaphragm actuator
TANGNAN
执行机构的作用型式
正作用
TANGNAN
反作用
答：B,D
TANGNAN
第4章执行器和防爆栅
练习：调节阀串联管路中，管路中其它 阻力件的阻力增加会导致全开阀阻比s 发生什么变化？
（A）增加； （B）减少； （C）＝1； （D）不变。
TANGNAN
第4章执行器和防爆栅
练习：调节阀串联管路中，管路中其它阻
调节阀的调节机构
TANGNAN
调节阀的调节机构
TANGNAN
工业调节阀调节机构的型式
结构型式 特点
直通单座 压降低，泄漏量小
直通双座 压降大，泄漏量大
角阀
高压降、高粘度、含杂质介质
高压阀 高压场合
蝶阀
大流量、低压差、大泄漏量、含杂质
隔膜阀 腐蚀性介质
三通阀 分流、合流
TANGNAN
蝶阀
TANGNAN
TANGNAN
例1：加热炉燃油系统供油阀
为防止高温事故，应 选气开式
TANGNAN
例2：工业锅炉汽包水位给水阀
在事故条件下需保证 有冷水进入汽包，应 选气关（闭）式
TANGNAN
调节阀的流量特性
阀芯相对位移和相对流量变化的关系
TANGNAN
Q f(l)
Qmax
L
Qmax：阀门最大流量
L： 阀芯最大行程
自动化仪表及过程 控制(7)
Automation Instrumentations and Process Control
TANGNAN
第4章执行器和防爆栅
Actuator and Explosion-proof Fence
• 执行器是自动控制系统中的一个重要的组成部分. 它的作用是接收控制器送来的控制信号, 产生相应 动作来控制被控变量。
Q： 实际流量
l： 实际行程
理想流量特性（固有流量特性）
取决于阀芯的形状。 不同的阀芯形状在同样行程变化时 引起不同的流量变化
例：直线阀理想流量特性
TANGNAN
d( Q ) Qmax K (常数） l d( ) L
理想流量特性
TANGNAN
工作流量特性
取决于阀芯的形状和配管的状况 实际管路系统中 其它设备对流量 特性的影响
电气转换器原理
Tபைடு நூலகம்NGNAN
阀门定位器
Value Positioner
TANGNAN
阀门定位器
TANGNAN
气动阀控制信号形式
TANGNAN
电动调节阀
TANGNAN
电动阀执行机构
•直行程调节阀 •角行程调节阀 •多圈行程调节阀 •电磁阀
TANGNAN
电动阀工作原理框图
TANGNAN
电动阀两相电机伺服电路
TANGNAN
变频电动阀原理框图
TANGNAN
第4章执行器和防爆栅
练习：控制阀的工作流量特性与下列哪几项有 关？
（A）阀门的流量系数； （B）阀芯的形状； （C）阀门的口径； （D）阀门两端的配管情况。
TANGNAN
第4章执行器和防爆栅
练习：控制阀的工作流量特性与下列哪几项有 关？
（A）阀门的流量系数； （B）阀芯的形状； （C）阀门的口径； （D）阀门两端的配管情况。
R Qmax Qmin
TANGNAN
直通双座直线阀选型例
已知Qmax=100m3/h，Δp=50KPa， Qmin=20m3/h，s=0.5，介质为水，试确定阀门 口径Dg。
解： 1.
C Qmax
10
p
100
1000 141 10 5
2. 查表得合适的Cg=160
TANGNAN
直通双座直线阀选型例
气开气关组合方式表
序 执行 号 机构 1 +/正
2 +/正
3 -/反
4 -/反
调节 机构 +/正 -/反 + /正 -反/
执行器
+/气关 -/气开 -/气开 +/气关
TANGNAN
控制系统气动执行器AO/AC选择原则：
安全
－－在事故条件下（如气动 阀门气源中断），应尽量使 其动作不会引起严重事故。
TANGNAN
串联管道工作流量特性
p0 pT pg Q 0, p0 pT , pg 0 Q , pg , pT
TANGNAN
全开阀阻比
TANGNAN
由于Δpg的存在， 使理想特性变为
工作特性
管道串联时调节阀的工作特性
TANGNAN
工程中调节阀口径的确定
基本步骤 •确定工艺最大流量Qmax •确定最大流量时的阀压降ΔPTmin并计算S值 •计算流量系数C •进行必要的修正 •查找合适的Cg（保证Cg≥C） •代入Cg验算 •由Cg查找相应公称通经Dg和阀座直径Dg产 品
TANGNAN
流通能力（流量系数）C
Q C 10p
•C的物理意义：在阀门全开状态下， Δp=100KPa,ρ=1000kg/m3时的流量 (m3/h)。 •C直接反映了流体流过阀门的能力， •同样条件下C大的阀门，Q大。
TANGNAN
调节阀的可调比R（可调范围）
•R指所能控制的最大流量和最小流量之比， 它反映了阀门的调节能力。 •目前工程上常用的调节阀的理想可调比有 30和50两种。
3.验算： 阀门开度100%时有
Qmax 160
10 50 113 1000
且有
Q=100,l/L=79%,Q=20,l/L=10%
…… 4. 按Cg=160查表得合适的选型口径Dg=100mm
TANGNAN
电气转换器 Electric to Pneumatic Converter
TANGNAN
角阀、三通阀
TANGNAN
常见的直行程阀
TANGNAN
•阀体 •阀芯 •阀座 •推杆
常见的直行程阀
TANGNAN
•阀体 •阀芯 •阀座 •推杆
调节机构作用型式
例：直通单座阀
正作用
TANGNAN
反作用
调节机构作用型式
例：直通单座阀
正作用
TANGNAN
反作用
气动调节阀气开气关型式
AO:air-to-open AC:air-to-close
• 执行器按其使用能源形式可分为气动、电动、液动 三大类。
• 气动执行器用压缩空气做为能源，简单、可靠、 推力大、防火防爆、价格低廉，
• 电动执行器的能源取用方便，信号传递迅速。
TANGNAN
气动执行器
TANGNAN
气动执行器
TANGNAN
气动执行器 Pneumatic actuator
TANGNAN
带阀门定位器的气动调节阀
TANGNAN
电动执行器
Electrical actuator
TANGNAN
调节阀的执行机构
气动薄膜阀
TANGNAN
气动活塞阀
正作用薄膜执行机构 Direct acting diaphragm actuator
TANGNAN
执行机构的作用型式
正作用
TANGNAN
反作用
答：B,D
TANGNAN
第4章执行器和防爆栅
练习：调节阀串联管路中，管路中其它 阻力件的阻力增加会导致全开阀阻比s 发生什么变化？
（A）增加； （B）减少； （C）＝1； （D）不变。
TANGNAN
第4章执行器和防爆栅
练习：调节阀串联管路中，管路中其它阻
调节阀的调节机构
TANGNAN
调节阀的调节机构
TANGNAN
工业调节阀调节机构的型式
结构型式 特点
直通单座 压降低，泄漏量小
直通双座 压降大，泄漏量大
角阀
高压降、高粘度、含杂质介质
高压阀 高压场合
蝶阀
大流量、低压差、大泄漏量、含杂质
隔膜阀 腐蚀性介质
三通阀 分流、合流
TANGNAN
蝶阀
TANGNAN
TANGNAN
例1：加热炉燃油系统供油阀
为防止高温事故，应 选气开式
TANGNAN
例2：工业锅炉汽包水位给水阀
在事故条件下需保证 有冷水进入汽包，应 选气关（闭）式
TANGNAN
调节阀的流量特性
阀芯相对位移和相对流量变化的关系
TANGNAN
Q f(l)
Qmax
L
Qmax：阀门最大流量
L： 阀芯最大行程
自动化仪表及过程 控制(7)
Automation Instrumentations and Process Control
TANGNAN
第4章执行器和防爆栅
Actuator and Explosion-proof Fence
• 执行器是自动控制系统中的一个重要的组成部分. 它的作用是接收控制器送来的控制信号, 产生相应 动作来控制被控变量。
Q： 实际流量
l： 实际行程
理想流量特性（固有流量特性）
取决于阀芯的形状。 不同的阀芯形状在同样行程变化时 引起不同的流量变化
例：直线阀理想流量特性
TANGNAN
d( Q ) Qmax K (常数） l d( ) L
理想流量特性
TANGNAN
工作流量特性
取决于阀芯的形状和配管的状况 实际管路系统中 其它设备对流量 特性的影响
电气转换器原理
Tபைடு நூலகம்NGNAN
阀门定位器
Value Positioner
TANGNAN
阀门定位器
TANGNAN
气动阀控制信号形式
TANGNAN
电动调节阀
TANGNAN
电动阀执行机构
•直行程调节阀 •角行程调节阀 •多圈行程调节阀 •电磁阀
TANGNAN
电动阀工作原理框图
TANGNAN
电动阀两相电机伺服电路
TANGNAN
变频电动阀原理框图
TANGNAN
第4章执行器和防爆栅
练习：控制阀的工作流量特性与下列哪几项有 关？
（A）阀门的流量系数； （B）阀芯的形状； （C）阀门的口径； （D）阀门两端的配管情况。
TANGNAN
第4章执行器和防爆栅
练习：控制阀的工作流量特性与下列哪几项有 关？
（A）阀门的流量系数； （B）阀芯的形状； （C）阀门的口径； （D）阀门两端的配管情况。
R Qmax Qmin
TANGNAN
直通双座直线阀选型例
已知Qmax=100m3/h，Δp=50KPa， Qmin=20m3/h，s=0.5，介质为水，试确定阀门 口径Dg。
解： 1.
C Qmax
10
p
100
1000 141 10 5
2. 查表得合适的Cg=160
TANGNAN
直通双座直线阀选型例