阀门气动执行机构的分析
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气动阀执行机构原理
气动阀执行机构是一种常见的工业自动化控制设备,它通过气压信号控制阀门的开关,实现对流体介质的控制。
气动阀执行机构的原理是利用气压信号控制阀门的开关,从而实现对流体介质的控制。
气动阀执行机构由气缸、气控阀、气源三部分组成。
气缸是气动阀执行机构的核心部件,它是将气压信号转换为机械运动的装置。
气缸内部有一个活塞,当气压信号作用于气缸时,活塞会向前或向后运动,从而带动阀门的开关。
气控阀是控制气缸的开关,它可以将气源的气压信号转换为控制气缸的信号。
气源是气动阀执行机构的能源,它提供气压信号,驱动气控阀和气缸的工作。
气动阀执行机构的工作原理是:当气源提供气压信号时,气控阀会将气源的气压信号转换为控制气缸的信号,从而控制气缸的运动。
当气缸的活塞向前运动时,阀门会打开;当气缸的活塞向后运动时,阀门会关闭。
通过改变气源的气压信号,可以控制气缸的运动,从而实现对阀门的开关控制。
气动阀执行机构具有结构简单、可靠性高、响应速度快等优点,广泛应用于工业自动化控制领域。
在实际应用中,需要根据不同的工况和介质选择合适的气动阀执行机构,以保证系统的稳定性和可靠性。
同时,还需要注意气源的压力和流量,以确保气动阀执行机构的正常工作。
阀门气动执行机构动作原理
嘿,咱今儿来唠唠阀门气动执行机构动作原理哈!你说这玩意儿就像个大力士,能精准地控制阀门的开关呢!
想象一下,这阀门气动执行机构啊,就像是一个聪明又有力气的小助手。
它主要是靠压缩空气来干活的哟!压缩空气就像是它的能量饮料,喝了就能干劲十足。
当压缩空气进入到执行机构里面,那可就热闹啦!就好像是给这个小助手下达了命令,它得赶紧行动起来。
里面的各种零件就开始协同工作啦,就像一群小伙伴一起努力完成任务一样。
比如说那个活塞吧,它就像个勇敢的战士,在压缩空气的推动下,勇往直前地移动。
还有那些连杆啊、齿轮啥的,也都跟着一起动起来,大家齐心协力,把力量传递到阀门那里,让阀门乖乖地听话,该开就开,该关就关。
你说这神奇不神奇?这就好比你让小狗去叼个东西,你一声令下,小狗就撒欢地跑去完成任务啦。
而且啊,这阀门气动执行机构还特别靠谱呢!只要给它提供稳定的压缩空气,它就能一直稳稳当当地工作。
它不会偷懒,也不会发脾气,就是一心一意地完成自己的使命。
咱平时生活中很多地方都能看到它的身影呢!像那些工厂啦、管道系统啦,都离不开它。
它就像是默默守护的卫士,保障着一切的正常运转。
你想想看,如果没有它,那得多乱套啊!阀门想开开不了,想关关不上,那可不得出大乱子嘛!
所以说啊,这阀门气动执行机构可真是个了不起的家伙!它虽然不声不响的,但却发挥着巨大的作用。
咱可得好好感谢它,让我们的生活和工作都能这么顺利进行呢!这就是阀门气动执行机构,一个看似普通却无比重要的存在,你说是不是很厉害呢?。
气动阀门工作原理图解
气动阀门工作原理图解如下:
气动阀门主要由执行机构、阀门体和控制装置组成。
下面是一个简单示意图:
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| 阀门体 |
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| 控制装置 | 执行机构 |
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控制装置:控制装置一般由气源、电气控制元件和信号传感器构成。
通过信号传感器将控制信号传递给控制装置,然后控制装置通过电气控制元件控制气源的开关与阀门的动作。
执行机构:执行机构是气动阀门的关键组成部分,它主要由气缸、活塞、阀盖等组成。
气源供给气动阀门,执行机构的气缸将气源压力转化为机械力量,通过活塞的上下运动,带动阀盖的打开或闭合,从而实现对介质的控制。
阀门体:阀门体是气动阀门的关键部分,一般由阀座、阀芯和密封件组成。
通过阀芯在阀座上的开启和关闭运动来控制介质的流动或封闭。
当阀芯打开时,介质可以顺畅通过阀座,当阀芯关闭时,阀座和阀芯之间形成密封,阻止介质的流动。
综上所述,气动阀门的工作原理是:通过控制装置发出控制信号,控制执行机构实现阀门的开闭,从而控制介质的流动。
各种气动执行机构的动作特点和结构特点常见的调节阀气动执行机构主要有薄膜式执行机构、活塞式执行机构、长行程式执行机构和滚动膜片式执行机构四种。
其主要的动作特性和结构特点如下。
(1)薄膜式执行机构。
这是最为常见的一种机构。
其主要特点是结构简单、动作可靠、维修方便。
气动薄膜式执行机构分为正作用和反作用两种形式。
其信号压力为0.02~0.10Mpa,气源压力的最大值为0.50Mpa.当信号压力向下动作的为正作用执行机构,推杆向上动作的为反作用执行机构。
正、反作用执行机构的组成部件基本类同,主要有上膜盖、下膜盖、波纹薄膜、推杆、支架、压缩弹簧、弹簧座、调节件及阀位标尺等。
在正作用执行机构中加上一个装有O型密封圈的填块,再更换个别的零件,即可变为反作用执行机构。
这种执行机构的输出特性是比例式的,即输出位移与输入的信号是成比例的。
当信号压力通入薄膜室时,在薄膜上产生一个推力,使推杆移动并压缩弹簧;当弹簧的反作用力与信号压力在薄膜上产生的推力相平衡时,推杆则稳定在一个新的位置。
推杆的位移即为执行机构的直线输出位移,也称为行程。
(2)气动活塞式执行机构气动活塞式执行机构内部设有弹簧平衡装置,它的活塞随着汽缸两侧的压差而移动。
在气缸两侧可输入一个固定的信号压力和一个变动的信号压力,也可在其两侧均输入变动的信号压力。
气动活塞式执行机构的气缸的最大操作压力可达0.70Mpa。
由于没有弹簧的抵消作用,故其有很大的输出推力,特别适宜于高静压、高压差的工况。
这种机构的输出特性有比例式、两位式两种。
比例式就是指信号输入的信号压力与推杆的行程成比例关系,这类机构带有阀门定位嚣两位式机构则是根据输入活塞两侧的操作力压差来完成的,其活塞是由高压侧推向低压侧,使推杆由一个极端位置推移到另一个极端位置,亦即两位式执行机构主要是用来控制阀门的开关动作的。
(3)长行程式执行机构。
气动长行程执行机构主要由杠杆执行组件、反馈组件、波纹管及气缸等组成。
常用阀门和执行机构的原理阀门是一种用于控制流体的装置,广泛应用于各个工业领域。
而执行机构则是用于驱动阀门的装置,控制阀门的开启与关闭。
下面将详细介绍几种常用阀门以及其对应的执行机构的工作原理。
1.截止阀和手动执行机构截止阀是一种最常见的阀门,用于控制流体的开启和关闭。
它由阀体、阀盖、阀座、阀芯和手轮组成。
阀体和阀盖分别通过螺纹连接,中间夹有阀座,阀座上有一个圆柱形的阀芯,阀芯可以在阀座上实现上下运动。
手动执行机构则通过手轮转动,使得阀芯的运动方向发生改变,进而实现截止阀的开启和关闭。
当手轮转动时,阀芯下移,阀芯与阀座之间的间隙变大,流体可以通过阀体上的通道流过,实现截止阀的开启。
当手轮转动方向相反时,阀芯上移,阀芯与阀座之间的间隙变小,流体无法通过阀体上的通道流过,实现截止阀的关闭。
2.调节阀和气动执行机构调节阀是一种可以根据需要调节流量的阀门。
它由阀体、阀盖、阀芯和调节机构组成。
气动执行机构则是调节阀的一种常用执行机构。
调节阀的工作原理是通过调节阀芯的位置,改变阀体和阀芯之间的间隙大小,从而控制流体的流动量。
气动执行机构通过空气的压力来控制阀芯的运动。
当气压施加在执行机构的一个端口时,阀芯会被推向另一个方向,改变阀芯与阀体之间的间隙,进而控制流体的流动量。
3.蝶阀和液压执行机构蝶阀是一种通过旋转阀盘来控制流体流动的阀门。
它由阀体、阀盘和阀杆组成。
液压执行机构是一种常用于驱动蝶阀的执行机构。
蝶阀的工作原理是通过旋转阀盘来改变阀体通道的断面积,从而控制流体的流量。
液压执行机构通过液压油的压力来控制阀杆的运动,进而使阀盘旋转。
当液压油加压到执行机构的一端时,液压油的压力将阀杆推向另一个方向,进而使阀盘旋转。
因为阀盘是连接在阀杆上的,所以阀盘的旋转将导致阀体通道的断面积发生变化,从而控制流体的流量。
4.气动阀和电动执行机构气动阀是一种利用气动执行机构来实现开启和关闭的阀门。
电动执行机构则是利用电动装置来驱动阀门的一种执行机构。
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-或,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;薄膜气室的容积大小决定执行机构的滞后程度,因此薄膜造型浅些可以减少薄膜气室的容积,加快推杆位移的反应速度;2.波纹膜片:采用具有较好的耐油及耐高低温性能的丁腈橡胶中间夹以棉纶的支丝织物制成;其有效面积规格计有200、280、400、630、1000、1600cm2等;波纹膜片有效面积的大小决定执行机构输出推力的大小;在使用各种规格的波纹膜片实际有效面积是随着位移而变化的,且在相同的位移下,有效面积越小,其相对变化越大;如200cm2有效面积变化为%,其余波纹膜片的有效面积变化均不超过6%;3.压缩弹簧:由65Mn或60Si2Mn弹簧钢绕制,并经过热处理;4.支架:由灰铁铸成或玻璃钢;支架正面有两个螺栓孔,用来安装气动阀门定位器;反面有四个螺栓孔,用来安装操作手轮;5.调节件:用以调整压缩弹簧的预紧量;6.标尺:指示执行机构推杆的位移,即反映了调节机构的开度;气动薄膜有弹簧执行机构的行程规格有10、16、25、40、60、100mm等;图1 正作用式气动薄膜有弹簧执行机构示意图1-上膜盖2-波纹膜片3-下膜盖4-推杆5-支架6-压缩弹簧7-弹簧座8-调节件9-连接阀杆螺母10-行程标尺11-衬套12-信号压力入口图2 反作用式气动薄膜有弹簧执行机构示意图1-上膜盖2-波纹膜片3-下膜盖4-密封膜片5-密封环6-填块7-信号压力入口8-推杆9-压缩弹簧10-支座11-弹簧座12-衬套13-调节件14-行程标尺15-连接阀杆螺母2.气动活塞式无弹簧执行机构气动薄膜有弹簧执行机构由于受信号压力也称操作压力和机构上的限制,输出推力较小,故不能用于高静压、高压差及其他需要输出推力较大的工艺系统中;此时需要采用气动活塞式无弹簧操作机构;气动活塞式执行机构不仅气缸允许操作压力较大,可达5bar,且没有弹簧抵消推力,因此具有很大的输出推力,它是自动调节系统中应用较多的强力气动执行机构;活塞推杆直接输出直线位移,它的结构和原理图如图3所示;它的基本部分为气缸,气缸内活塞随气缸两侧压差而移动,两侧可以输入一个变动信号和一个固定信号,或都输入变动信号;它的输出特性有比例式及两位式两种,两位式是根据输入执行机构活塞两侧的信号压力操作压力的大小,活塞从高压侧推向低压侧,使推杆由一个极端位置移至另一个极端位置;比例式调节式是在两位式的基础上加装定位器后,使推杆的输出位移与信号压力成比例;图3 气动活塞式无弹簧执行机构比例动作原理图1-波纹管组件 2-杠杆 3、7-功率放大器 4-上喷嘴 5-挡板 6-下喷嘴8-调零弹簧 9-推杆 10-活塞 11-气缸 12-反馈弹簧 13-定位器图3中所示为带定位器的活塞式执行机构;正作用时,信号压力Pc 通入定位器波纹管1内,经波纹管1的传递,产生信号压力转矩M 1推动杠杆绕支点O 逆时针偏转,挡板5靠近上喷嘴4,离开下喷嘴6,放大器3的输出增加而放大器7的输出减小,故P1增大,P 2减小,使作用在活塞10上下两个面上的合力向下,推动活塞向下移动;与此同时,与活塞连接的反馈弹簧12在活塞的带动下被拉伸,产生弹性反馈力矩M 2,使杠杆顺时针偏转;当作用在杠杆2上的两个力矩平衡时,活塞就停止移动,稳定在一个新的平衡位置上;活塞的位移同信号大小成比例;反作用时,只要把波纹管组件的位置换到杠杠上方就行了;带有手轮机构的气动活塞式执行机构,当气源发生故障或控制系统及执行机构本身发生故障的时候,可以转动手轮直接带动调节机构动作,进行手动操作,避免工艺生产的停车等事故的发生;气动活塞式执行机构无弹簧的行程一般为25~100mm;图4中是2TEP002DZ 辅助蒸汽进汽气动薄膜式调节阀2TEP364VV ,结构与图2相比加装了气动定位器以起到调节作用;图4 2TEP002DZ 辅助蒸汽进汽气动薄膜式调节阀2TEP364VV 阀位反馈杆 气动定位器 阀杆 下膜盖行程标尺 进气口 上膜盖定位器前过滤/减压器3.气动长行程执行机构气动长行程执行机构结构原理基本与气动活塞式执行机构相同,它的主要特点是行程长、输出力矩较大;输出转角位移为900,直线位移40~200mm,适用于需要大转矩的蝶阀风门等场合;二.二期中的气动截断阀对管道内介质起截断作用的阀门称为截断阀,包括截止阀、闸阀、隔膜阀、蝶阀、球阀等;1.直线式气动驱动机构阀杆推杆直线上下移动的称直线气动驱动机构;二期很多截断阀采用直线式气动驱动机构,较多的是气动截止阀;气动截止阀可以是薄膜式也可以采用活塞式;图5 薄膜式气动截止阀气动头示意图1-操作手轮2-蜗杆3-蜗轮4-蜗轮位置指示5-焊接耐磨块6-轴承7-推杆带动机构8-波纹膜片9-推杆10-阀杆连接螺母11-进气口12-压缩弹簧13-弹簧座14-套筒15-推杆行程16-蜗轮行程图5为气开型薄膜式截止阀气动头,推杆9、推杆带动机构7、焊接耐磨块5、弹簧座13和波纹膜片8是连成一个整体的;推杆通过连接螺母10与阀杆连接;有关信号或者故障失气时,波纹膜片8下部失去压力,压缩弹簧压住弹簧座13,使其带动推杆向下移动,推杆带动机构7移动到推杆行程15的最下面使阀门关闭,此时推杆带动机构上的焊接耐磨块5与轴承6的上轴承有一小间隙图示状态;当有开信号时,信号压力从进气口11进入,波纹膜片下部受力带动推杆向上移动,阀门开启推杆带动机构7移动到推杆行程15的最上面,此时推杆带动机构与轴承6的下轴承有一小间隙;气动截止阀在气动情况下只有两个状态:全开或全关;推杆行程15即气动机构行程或阀杆行程根据阀门及具体情况而定,一般为25~100mm;蜗轮3与蜗杆2通过它们接触面的齿轮传动,蜗轮上装有两个轴承6上、下轴承,通过操作手轮2可以带动蜗杆,蜗杆通过轴承带动推杆带动机构7,实现阀门的手动操作;图5示状态为阀门关闭状态,注意此时蜗轮位置指示4与套筒14是平齐的;当阀门故障失气在弹簧力作用下关闭时,如果想手动开阀,通过逆时针操作手轮1使蜗杆带动蜗轮向上移动注意:手轮和蜗杆是不会上下移动的,蜗轮上的上轴承顶住推杆带动机构7蜗轮与推杆带动机构间的耐磨填块5是防止轴承与推杆带动机构的直接转动摩擦,填块受到上轴承的压力,转动摩擦很小,带动推杆带动机构向上克服弹簧阻力移动使阀门开启,蜗轮行程16与推杆行程15是一致的,当手轮无法摇动时阀门全开,此时蜗轮位置指示4大部分露出套筒;若阀门因进气电磁阀故障而导致阀门进气开启,此时可以通过关闭手动供气阀后放掉波纹膜片下部的压空压力使阀门在弹簧力作用下关闭,当因为弹簧的弹力不够应该更换弹簧阀门无法关严导致内漏时,可以通过顺时针操作手轮使蜗轮向下移动,蜗轮轴承的下轴承顶住推杆带动机构向下移动,使阀门关严,此时蜗轮位置指示4缩进套筒里面;当蜗轮位置指示4与套筒平齐时,蜗轮轴承不会阻碍推杆及推杆带动机构在气动情况下全开和弹簧力作用下全关的动作,此时习惯称这个气动截止阀在中性点位置;在中性点位置时,手轮左右都很松;手轮通过蜗杆与蜗轮传动,传动比可以设置的比较大,所以有时候手轮摇很多圈以后蜗轮才动很小的行程;当中性点位置被破坏时,导致阀门无法动作到位或根本无法动作,这点在运行中应当注意图6 1TEP001CS 设冷水气动截止阀1TEP211VN图6中的1TEP211VN 是气开型薄膜式截止阀,与图5中所述原理一样;图5中蜗轮位置指示是有小部分露出套筒的,这样有可能因为蜗轮上轴承顶住推杆带动机构而使阀门在弹簧力作用下关时关不到位;只有在蜗轮位置与套筒平齐时,蜗轮的轴承是不会阻碍推杆带动机构及推杆的上下运动,也就是在中性点位置,此时手轮左右摇动都是很松的;在中性点位置时,可以顺时针转动手轮闭锁手柄卡住手轮,防止误动手轮位置导致气动截止阀中性点位置被破坏;手轮闭锁手柄卡住手轮后可以上锁或者上铅封;二期采用的气动截止阀有其他很多种类,如图7中REN 的取样气动截止阀;手轮手轮闭锁手柄蜗轮位置指示 阀杆 三通电磁阀 套筒进气口上膜盖下膜盖阀位指示挡块 限位开关图7 REN 取样截止阀图7中的REN 取样截止阀也是气开型薄膜式截止阀,手轮杆上带有轴承或压块来带动推杆带动机构上下移动,没有蜗轮蜗杆传动;它的中性点的确定是在阀门失气关闭的情况下将操作手轮逆时针往开方向摇到手轮较紧后往关方向回1~2圈左右,此时手轮左右都比较松,是中性点位置;REN 系统中的气动截止阀基本是气开型薄膜式,它的手轮闭锁手柄也可以上锁和铅封;对介质起截断作用的除了气动截止阀还有气动闸阀、气动隔膜阀等;如图8、图9所示;图8 1TEP001DZ 辅助蒸汽进气气动闸阀1TEP363VV 手轮 手轮闭锁手柄 上膜盖 下膜盖 阀杆限位开关 进气口 手轮手轮杆 销孔 推杆 销孔 气动头部分 插销 手轮杆套筒 支架图8中是气开型气动闸阀;图示是全关状态,手轮逆时针摇到头,手轮杆与推杆脱开,全部缩进手轮杆套筒内,此时是该阀的中性点位置;该阀气动打开时,推杆往上移动,推杆的销孔与手轮杆销孔对齐,如果此时将插销插入是推杆与手轮杆连接就可以手轮带动推杆手动操作;插销插上或插销脱开但是手轮杆不是全回缩在手轮杆套筒内时,该气动阀将无法动作或动作不到位,中性点被破坏;手轮位置指示杆上膜盖进气口三通电磁阀下膜盖图9 气动隔膜阀1RPE375VP图9中的1RPE375VP是气开型薄膜式隔膜阀,中性点确定是在该阀失气全关情况下将手轮逆时针开方向摇至位置指示杆全部露出后往关方向回~圈;一般来说,如果是气开型气动截断阀,它中性点应该在阀门失气关闭的情况下将手轮往逆时针开方向摇到手轮较紧后往顺时针关方向回~圈左右;如果是气关型气动截断阀,它中性点应该在阀门失气开启的情况下将手轮往顺时针关方向摇到手轮较紧后往逆时针开方向回~圈;有的气动阀手轮在每个位置都很紧,将手轮摇到阀门的阀杆刚开始向上开的方向或刚向下关的方向动分别对应气开型和气关型的时候停止,然后往回摇~圈;气动截断阀在中性点时手轮一般都很松,但并不是所有的气动截止阀在中性点位置时手轮都很松;其他还有很多不同类型气动头的气动截断阀,中性点不尽相同,具体情况要参考阀体上的图示、观察分析或试验才能确定;2.转角式气动驱动机构前面介绍的几种都是阀杆推杆上下直线运动的气动截断阀;像气动球阀和蝶阀这种要求转角是90o而起到关闭、开启作用的二期也有采用;球阀、蝶阀的气动机构有单作用有弹簧和双作用无弹簧两种;单作用有弹簧结构示意图如图10;6 7 8 9图10 单作用有弹簧转角气动执行机构1-排气口 2-活塞 3-弹簧 4-弹簧座 5-调节螺母 6-活塞齿轮杆 7-阀杆连接件 8-进气口 9-传动齿轮图10是气开型的单作用有弹簧转角气动机构,图示为阀门关闭状态;当压缩空气从进气口8进入中间气缸时,左右活塞分别向两端移动,两端的空气从排气口1排出;两个活塞齿轮杆6使传动齿轮9逆时针旋转900,阀门开启弹簧被压缩;当进气管线上的三通阀将气排掉时,活塞在弹簧力作用下向中间移动,齿轮杆带动齿轮顺时针旋转900,阀门关闭;调节螺母5可以用来调节传动齿轮的旋转角度,一般在正负50;阀杆连接件7将气动机构与阀杆相连带动阀瓣旋转使阀门启闭;若要设置成气关型的,将上下活塞齿轮杆交换位置就能实现进气时传动齿轮顺时针旋转,带动阀门关闭;也可以通过安装时将阀瓣旋转900设置成传动齿轮逆时针旋转时关阀,顺时针旋转开阀;双作用的转角驱动机构与图10相比取消了两端弹簧,采用活塞两端都进气,利用进、排气电磁阀来控制活塞两端进气使其左右移动,达到启闭阀门的作用;具体不再赘述;图11的2EAS125VR 是气关型球阀,驱动原理与上述相同;图11-a 2EAS001BA 出口气动球阀2EAS125VR手动手柄手动卡槽操作手轮 三通电磁阀 限位开关传动齿轮凸块调节螺母图11-b 2EAS001BA 出口气动球阀2EAS125VR图11-a 、b 中EAS125VR 现在处于气动关闭的状态:长方形传动齿轮凸块与管道方向垂直,手动卡槽与传动齿轮凸块对齐但不卡住,阀门位置指示板上红色三角指在SHUT 位置;手动手柄按下后可以自动弹起;平时工作中执行某些PT 规程时,主控要求现场手动关闭该阀防止EAS001BA 中NAOH 被吸出;将EAS125VR 置手动关闭的操作:左右摇动手轮使手动卡槽与传动齿轮凸轮对齐后,压下手动手柄使手动卡槽与传动齿轮凸轮卡住,然后顺时针摇动操作手轮关闭阀门;当手动卡槽和传动齿轮凸轮在活塞弹簧弹簧力的作用下卡紧后可以松开手动手柄,继续顺时针摇手轮直到阀门位置指示板红色三角指示到“SHUT ”位置,阀门全关,此时手动手柄不会自动弹起;手轮是通过蜗轮蜗杆盒传动的,活塞弹簧没有足够的力使手轮往开的方向旋转;手动卡槽和传动齿轮凸块卡在中间位置时,会阻碍气动关,也可以说成是中性点被破坏了;手轮是通过蜗轮蜗杆盒传动,操作时要注意的是阀门位置指示板上红色三角指到“SHUT ”位置时就不要再继续关了,否则导致蜗轮蜗杆盒或气动头损坏;本人水平有限,此文仅作一个参考,提供一个分析思考的思路,大家在平时工作中多摸索、咨询维修人员才能跟深刻了解各种阀门的结构和特性;相互交流才有提高,望批评指正 活塞进气口 开启指示:OPEN 关闭指示:SHUT 阀门位置指示板红色三角 手轮蜗杆蜗轮盒。
阀门执行机构的分类介绍阀门执行机构是指用于控制和操作阀门的设备或装置,它们可以通过不同的形式和力量来实现对阀门的开启、关闭或调节。
根据使用的能源不同,阀门执行机构可以分为气动执行机构、电动执行机构和液动执行机构三大类。
第一部分:气动执行机构气动执行机构是指通过气体作为动力源来实现阀门的开闭或调节的设备。
它主要由气缸、气源、气源处理装置和配件组成。
1. 气缸:气缸是气动执行机构的核心部件,它可以将气体的压力转化为机械动力。
根据气缸的结构形式和驱动方式,气缸又可以分为单动气缸和双动气缸。
单动气缸只能实现单向推动,而双动气缸可以实现双向运动。
2. 气源:气动执行机构需要通过气源提供气体能量。
常用的气源有压缩空气和氮气,其压力范围一般在0.2~1.0MPa之间。
气源还需要进行处理,如去除水分、油雾和杂质等。
3. 气源处理装置:气源处理装置用于过滤和调节气源的压力和流量,确保气动执行机构能够正常工作。
它通常由滤波器、减压阀和润滑器组成。
4. 配件:气动执行机构还需要一些配件来实现与阀门的连接和固定,如连杆、手柄、连接螺母等。
第二部分:电动执行机构电动执行机构是指通过电能转换为机械能来实现阀门的开闭或调节的设备。
它主要由电动机、传动装置和配件组成。
1. 电动机:电动机是电动执行机构的核心部件,它将电能转化为机械能。
常见的电动机有直流电动机和交流电动机,其功率和转速根据阀门的使用要求而定。
2. 传动装置:传动装置用于将电动机的旋转运动转化为线性或旋转运动,从而推动阀门的开闭或调节。
常见的传动装置有蜗轮蜗杆传动、齿轮传动和链条传动等。
3. 配件:电动执行机构还需要一些配件来实现与阀门的连接和固定,如连杆、手柄、连接螺母等。
为了保证电动执行机构的安全运行,还需要安装行程开关和限位器等配件。
第三部分:液动执行机构液动执行机构是指通过液体作为动力源来实现阀门的开闭或调节的设备。
它主要由液缸、液源和配件组成。
1. 液缸:液缸是液动执行机构的核心部件,它由液体的压力转化为机械动力。
气动调节阀的两种不同的气动执行机构原理气动执行机构是执行器的推动部分,它接受电/气阀门转换器(或电/气阀门定位器)输出的气压信号,并将其转换为相应的推杆直线位移,以推动调节机构工作。
气动执行机构可分为薄膜式、活塞式、滚动膜片、转叶等几类。
其中,前三种属于直行程执行机构,它们的动力部件在压缩空气作用下作直线运动,转叶执行机构的动力部件在压缩空气作用下作旋转运动,是典型的角行程气动执行机构。
1.气动薄膜式执行机构这种执行机构较为常用,它的特点是结构简单、价格低廉,动作可靠、维修方便;不用阀门定位器,仅依靠执行弹簧即可实现比例动作;当气源中断时,推杆可自动返回无信号位置,与阀门配用,可为生产提供断源保安作用。
但它的输出行程较小,只能接受较低的气压进行操作,一般最高气压为0.25~0.4MPa,只能直接带动阀杆,所以,主要用作一般调节阀的推动装置。
气动薄膜执行机构可分为有弹簧和无弹簧两种类型,又有正作用和反作用两种作用方式。
如图8-1所示,当膜室内气体压力增高时,阀杆向伸出膜室的方向动作的执行机构为正作用式,向退进膜室的方向动作的是反作用式。
不同作用方式的执行机构为不同品种阀门构成气开和气关两种作用方式提供了方便。
实际应用的薄膜式气动执行机构均属带有执行弹簧的类型,无弹簧的则较少应用。
现以常用的有弹簧正作用式的气动薄膜执行机构说明其结构和作用原理。
如图8-2当信号压力通过上膜盖1和波纹膜片2组成的气室时,在膜片上产生一个推力,使推杆5下移并压缩弹簧6,当弹簧的作用力与信号压力在膜片上产生的推力相平衡时,推杆稳定在一个对应的位置上,推杆的位移即为执行机构的输出,也称为行程。
这种执行机构的输出特性是比例性的,即输出位移与输人气压信号成比例关系。
气动薄膜执行机构的行程规格有10, 16,25,60,100mm等膜片的有效面积有200,280,400;630,1000,1600c耐等六种规格,有效面积越大,执行机构的推力越大。
阀门执行机构分类阀门执行机构是阀门的关键组成部分,它负责控制阀门的开启和关闭,以及调节介质的流量和压力。
根据其工作原理和结构特点,阀门执行机构可以分为以下几类。
一、手动执行机构手动执行机构是最简单、最常见的一种执行机构,它通过人工操作来控制阀门的开启和关闭。
手动执行机构通常由手轮、手柄或手柄等组成,通过人工转动这些部件来实现阀门的操作。
手动执行机构的优点是结构简单、操作方便,但缺点是操作力大、响应速度慢,适用于一些流量和压力要求不高的场合。
二、电动执行机构电动执行机构是一种通过电动机驱动的执行机构,它可以实现对阀门的远程控制。
电动执行机构通常由电动机、传动装置和控制电路等部分组成,通过电动机驱动传动装置来实现阀门的开启和关闭。
电动执行机构的优点是操作力小、响应速度快、可实现远程控制,适用于一些流量和压力要求较高的场合。
电动执行机构又可以分为直接电动执行机构和间接电动执行机构两种。
直接电动执行机构是一种将电动机直接与阀门连接的执行机构,通过电动机驱动阀门的开启和关闭。
直接电动执行机构的优点是结构简单、响应速度快,但缺点是体积较大、对电源要求较高。
间接电动执行机构是一种通过传动装置将电动机与阀门连接的执行机构,通过电动机驱动传动装置来实现阀门的开启和关闭。
间接电动执行机构的优点是体积较小、对电源要求较低,但缺点是响应速度相对较慢。
三、气动执行机构气动执行机构是一种通过气源驱动的执行机构,它可以实现对阀门的远程控制。
气动执行机构通常由气动缸、气源装置和控制电路等部分组成,通过气源驱动气动缸来实现阀门的开启和关闭。
气动执行机构的优点是操作力小、响应速度快、可实现远程控制,适用于一些流量和压力要求较高的场合。
四、液动执行机构液动执行机构是一种通过液压驱动的执行机构,它可以实现对阀门的远程控制。
液动执行机构通常由液压缸、液源装置和控制电路等部分组成,通过液压驱动液压缸来实现阀门的开启和关闭。
液动执行机构的优点是操作力大、响应速度快、可实现远程控制,适用于一些流量和压力要求较高的场合。
气动阀门流场特性数值分析一、引言气动阀门作为工业自动化控制系统中的一种重要元素,其性能的优劣直接影响到整个系统的稳定性和控制精度。
阀门的流场特性是影响阀门性能的重要因素之一。
通过数值模拟技术对气动阀门的流场特性进行分析,可以为气动阀门的优化设计提供理论依据。
二、气动阀门的工作原理气动阀门是利用气动执行机构控制阀瓣的开合以调节流量或者压力的设备。
其工作原理如下:气动执行机构由气压缸、气缸驱动机构、阀杆和弹簧等组成。
当气源通入气压缸时,气压缸内部的气体使得机构上的阀杆向下移动,进而使得阀门开启;当气源被关闭时,气压缸内压力降低,阀芯上的弹簧将阀杆向上移动,进而使得阀门关闭。
气动阀门的开启程度通过气缸驱动机构来控制。
三、气动阀门流场特性分析气动阀门中流场特性的研究重点是在不同工况下阀门内部流体的流速分布、压力分布以及其它物理量的变化。
通过数值模拟技术进行气动阀门流场特性的分析,可以绘制出不同工况下压力场、速度场等相关的流场参数。
气动阀门的流场特性受到其工况和流路结构的影响。
当阀门处于全开和全闭状态时,气流主要在直通管道中流动,此时流场具有对称性;当阀门处于半开状态时,由于气流通过阀门时会产生流动分离现象,因此气动阀门的流场特性会十分复杂。
流场特性的研究一般可以分为两个步骤:数值模拟和分析。
在数值模拟中,通过计算流体力学模拟软件对气动阀门的流场进行模拟,通过数值方法求解非定常流体动力学方程组、传质方程和能量方程,得到各物理量在时间和空间上的分布情况。
在分析阶段,需要通过对数值分析结果进行数据处理和统计分析,得出流场特性的各项指标。
四、气动阀门流场分析方法气动阀门的流场分析方法包括物理试验和数值模拟两种方式。
物理试验可以获得阀门内部流体的实际流动情况,但是试验过程受制于环境、设备和条件等因素,成本较高。
数值模拟方法可以通过数学模型对气动阀门的流场特性进行分析,具有成本低、模拟准确等优点。
因此,目前研究气动阀门流场特性的方法以数值模拟为主。
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。
气动执行机构回路组成一、YT-300 YT-310气动放大器POLOVO YT-300 YT-310气动放大器简介气动放大器接收定位器出口的压力信号,提供很大的流量给执行机构,用于提高阀门的动作速度。
特征- 按1:1压力提供空气,速度快,准确性高。
- 通过调节旁通可提高系统的稳定性。
- 对输入信号的微小变化,响应非常灵敏。
动作原理:从减压阀输入气源压力(Supply),信号接口端输入信号压力(Input Signal),那么如下图上方膜片(③)受到压力,使膜片组合件向下移动,同时阀芯(⑦)也会向下移动。
这时输入压力通过阀芯底座通路流入到输出接口(Output)并输入到执行机构。
当输出压力增加到和信号压力相同时,阀芯(⑦)重新上升,最总信号压力和输出压力保持相同。
相反,输出压力大于信号压力,则膜片组合件向上移动,输出压力会通过阀芯上方空隙向排气环(④)排气。
根据信号压力而变化的输出压力的灵敏度可以通过调节螺丝(①)进行调解,通过调节可以改善系统的稳定性。
二、气锁阀YT-400(锁定阀,保位阀)简介气锁阀YT-400用于,当气源供给压力低于设定压力时,及时检测压力,能够自动切断通道的装置。
气锁阀把主气源作为信号压力,当信号压力低于气锁阀设定压力时,切断CYT-400内部气路,阻止空气流动的装置。
主要用途是安装在控制阀上,当工厂的主气源压力因停电,泄漏等原因下降到设定压力以下时,自动关闭从定位器通往执行机构的气路,保持当前阀位开度。
气锁阀是仪表辅助装置,当压缩气源发生故障停止供气时,利用保位阀切断阀门控制通道,使阀门位置保持断气前的位置。
以保证工艺过程的正常进行,直到系统中事故消除重新供气后,气锁阀才打开通道,恢复正常时控制。
三、阀门回信器的作用阀门又叫限位开关,是用于阀门机械运动行程,大小,位置的反馈的装置,通常用传感器与电脑设置连接,通过计算机来观测,控制阀门机械运动的状态。
四、空气过滤减压器空气过滤减压器是气动仪表辅助单元,它将来自空压机的气源进行过滤净化,并能调至所需的压力值进行稳压,为各类气动仪表提供气源。
阀门执行机构技术参数阀门执行机构技术参数引言:阀门执行机构是控制阀门开关的关键组成部分,其性能参数直接决定了阀门的可靠性和稳定性。
本文将深入探讨阀门执行机构的技术参数及其对阀门性能的影响。
一、执行机构类型及工作原理阀门执行机构通常分为气动执行机构、电动执行机构和液动执行机构三种类型。
气动执行机构利用气源产生气压,推动活塞完成开闭动作;电动执行机构通过电能转换为机械能,驱动阀门开关;液动执行机构则利用压力液体推动活塞运动。
不同类型的执行机构在技术参数上会有所差异。
二、关键技术参数1. 执行机构输出扭矩/力矩:这是衡量执行机构输出能力的重要参数。
对于大口径或高压力的阀门,需要较大的扭矩/力矩输出。
通常以Nm或N为计量单位。
2. 推力或拉力:推力或拉力是执行机构在工作中提供的阀门开闭力。
不同类型的执行机构对推力或拉力的提供方式有所不同。
推力通常使用液压或气压产生,拉力则是电动执行机构工作时提供的。
3. 行程:行程是指活塞或阀门在开闭过程中的位移量。
它决定了阀门的开闭程度。
实际应用中,行程通常以毫米或英寸为单位。
4. 动作速度:动作速度是执行机构开闭阀门所需时间的重要指标。
它直接影响阀门的响应速度和控制精度。
可以通过调节供气量、电压或液体流速来改变执行机构的动作速度。
5. 控制方式:执行机构的控制方式包括手动、遥控和自动化等。
手动控制方式适用于较小型阀门或设备,需要人工操作开闭。
遥控控制方式可以通过遥控系统实现远程开闭操作。
自动化控制方式则可以根据预定的控制策略实现阀门的自动操作。
6. 电源要求:不同类型的执行机构对电压和电源稳定性要求不同。
电动执行机构通常要求交流或直流电源,而气动执行机构需要稳定的气源供应。
三、技术参数对阀门性能的影响1. 扭矩/力矩输出:输出扭矩/力矩越大,执行机构对阀门的控制能力越强,可以适应更大的负载。
同时,输出扭矩/力矩也决定了阀门的开闭速度和动作精度。
2. 推力或拉力:较大的推力或拉力可以确保阀门在工作条件下稳定可靠地开闭。
气动调节阀的结构和原理气动调节阀是一种控制流体流量和压力的装置,通过气动执行机构将气压信号转换为阀芯运动,在调节阀的进口和出口之间形成阀门开度来控制流体的通断和调节。
本文将详细介绍气动调节阀的结构和工作原理。
一、气动调节阀的结构气动调节阀的结构主要由阀体、阀芯、活塞、气动执行器和配管组成。
1.阀体:阀体是气动调节阀的主要组成部分,一般采用铸造或锻造而成,通常具有高强度、耐腐蚀性和密封性能好的特点。
2.阀芯:阀芯是气动调节阀的关键部件之一,负责控制流体的通断和调节。
阀芯通常呈圆柱形,安装在阀体内部的流道上,可以根据气动执行机构的指令上下移动,从而改变流道的通断程度。
3.活塞:活塞是气动调节阀中的另一重要部件,也是连接阀芯和气动执行机构之间的机械传动部件。
活塞通常呈圆柱形,与阀芯相连,通过气动执行机构的压力变化,驱动活塞上下运动,从而带动阀芯的移动。
4.气动执行机构:气动执行机构是实现气动调节阀控制功能的关键部分,通常由气缸、活塞和气源组成。
当气源输入到气缸内部,气缸的活塞会受到气压力的作用,带动活塞和阀芯运动。
5.配管:配管是将气源和气动执行机构之间进行连接的管道系统,通常由管道、接头和阀门组成。
配管的设计和布置对气动调节阀的工作性能有很大的影响,需要根据具体的应用场景进行合理的设计。
二、气动调节阀的工作原理气动调节阀的工作原理主要包括控制信号的输入、气动执行机构的工作和阀芯的调节。
1.控制信号的输入:控制信号一般由外部控制系统发送给气动调节阀,可以是4-20mA电信号、0-10V电信号或数字信号等。
根据不同的控制要求和信号类型,可以选择不同的控制器和信号转换装置。
2.气动执行机构的工作:当控制信号进入气动执行机构时,通过气缸内部的阀门和活塞的协同作用,将气压信号转换为阀芯的运动。
-当控制信号的压力变化时,气动执行机构会根据信号的大小和方向,调整气缸内部的阀门位置,进一步调整阀芯的运动。
-当气压输入气缸的上方时,活塞会被推向下方,进而带动阀芯向下运动,从而增加流道的通断程度。
气动阀门执行器的控制方式气动阀门执行器是一种常用的工业自动化设备,用于控制管道中的流体介质的通断和调节。
其主要由气动执行器和阀门组成,通过控制气源信号来实现阀门的开启、关闭和调节。
在工业生产中,气动阀门执行器的控制方式有多种,包括手动控制、远程控制和自动控制等。
1.手动控制手动控制是气动阀门执行器最基本的控制方式之一、它通常通过人工操作执行器上的手动操作机构来实现阀门的开启和关闭。
手动操作机构一般由手柄(手轮)和联动机构组成,通过转动手柄来实现阀门的旋转动作,控制介质的通断。
手动控制方式适用于一些简单的工况,操作简单直观,但对于大型和高压的阀门来说,操作力度较大,效率较低。
2.远程控制远程控制是指通过远程设备(如电控柜、控制室、PLC等)传输信号,实现对气动阀门执行器的控制。
远程控制方式可以分为电动控制和气动控制两种方式。
2.1电动控制:电动控制是指通过电机驱动执行器的旋转机构,实现对阀门的开启和关闭。
通常采用的电动执行器有电动蜗杆齿轮执行器和电动活塞执行器等。
电动控制方式具有灵活性强、控制准确、自动化程度高的优势,适用于复杂的工况和大型管道。
2.2气动控制:气动控制是指通过气源信号驱动执行器的气动执行元件(如气缸),实现对阀门的控制。
通常采用的气动执行器有双作用气缸和单作用气缸等。
气动控制方式具有动力强、可靠性高、结构简单的优势,适用于一些易燃易爆、有腐蚀性的工况。
3.自动控制自动控制是指通过自动化控制系统来实现对气动阀门执行器的控制。
自动控制通常需要依靠传感器、执行器和控制器三者的联动工作来实现。
常见的自动控制方式有PID控制、开环控制和闭环控制等。
3.1PID控制:PID控制是一种常见的自动控制方式,它通过对执行器的位置信号进行采样,通过比例、积分和微分三个控制环节,来调节执行器的位置,从而实现阀门的精确控制。
PID控制方式适用于需要精确控制压力、温度等工况的场合。
3.2开环控制:开环控制是指在自动控制系统中,信号只从传感器经过执行器到阀门,没有反馈信号的控制方式。
阀门所用执行器不外乎气动、电动、液动(电液动)这三种,其使用性能各有优劣,下面分述之。
二、气动执行机构:现今大多数工控场合所用执行器都是气动执行机构,因为用压缩空气做动力,相较之下,比电动和液动要经济实惠,且结构简单,易于掌握和维护。
由维护观点来看,气动执行机构比其它类型的执行机构易于操作和校定,在现场也可以很容易实现正反左右的互换。
它最大的优点是安全,当使用定位器时,对于易燃易爆环境是理想的,而电讯号如果不是防爆的或本质安全的则有潜在的因打火而引发火灾的危险。
所以,虽然现在电动调节阀应用范围越来越广,但是在化工领域,气动调节阀还是占据着绝对的优势。
气动执行机构的主要缺点就是:响应较慢,控制精度欠佳,抗偏离能力较差,这是因为气体的可压缩性,尤其是使用大的气动执行机构时,空气填满气缸和排空需要时间。
但这应该不成问题,因为许多工况中不要求高度的控制精度和极快速的响应以及抗偏离能力。
三、电动执行机构:电动执行机构主要应用于动力厂或核动力厂,因为在高压水系统需要一个平滑、稳定和缓慢的过程。
电动执行机构的主要优点就是高度的稳定和用户可应用的恒定的推力,最大执行器产生的推力可高达225000kgf,能达到这么大推力的只有液动执行器,但液动执行器造价要比电动高很多。
电动执行器的抗偏离能力是很好的,输出的推力或力矩基本上是恒定的,可以很好的克服介质的不平衡力,达到对工艺参数的准确控制,所以控制精度比气动执行器要高。
如果配用伺服放大器,可以很容易地实现正反作用的互换,也可以轻松设定断信号阀位状态(保持/全开/全关),而故障时,一定停留在原位,这是气动执行器所作不到,气动执行器必须借助于一套组合保护系统来实现保位。
电动执行机构的缺点主要有:结构较复杂,更容易发生故隙,且由于它的复杂性,对现场维护人员的技术要求就相对要高一些;电机运行要产生热,如果调节太频繁,容易造成电机过热,产生热保护,同时也会加大对减速齿轮的磨损;另外就是运行较慢,从调节器输出一个信号,到调节阀响应而运动到那个相应的位置,需要较长的时间,这是它不如气动、液动执行器的地方。
气动调节阀的结构和原理气动调节阀是一种通过气压力驱动来改变阀门位置,从而调节介质流量或压力的阀门。
它采用气动执行器作为执行机构,通过接收来自控制系统的信号,将阀门的位置调整到所需位置,实现介质流量的调节。
气动调节阀在工业生产中被广泛应用,特别是在需要对介质进行精确控制的场合。
一、气动调节阀的结构气动调节阀的结构一般包括阀体、阀座、阀芯、执行器和附件等部件。
1.阀体:气动调节阀的阀体一般为铸钢、高强度合金钢或不锈钢材质,具有优良的耐压性和耐腐蚀性。
阀体内部一般有导流通道,用于引导介质流动,并设置有阀座和阀芯的安装位置。
2.阀座:阀座是控制介质流通的关键部件,它与阀芯配合形成关闭密封,阀座一般采用耐磨、耐腐蚀的材质,以保证阀门的长期使用寿命。
3.阀芯:阀芯是气动调节阀的主动部件,它负责调节介质的通断和流量。
阀芯的结构和形状会影响阀门的流体特性和流态特性,一般采用单阀芯或双阀芯结构。
4.执行器:执行器是气动调节阀的关键部件,它接收来自控制系统的信号,通过气动驱动将阀门的位置调整到所需位置。
执行器的类型有气动膜片执行器、气缸式执行器和液压执行器等。
5.附件:气动调节阀的附件包括位置传感器、手动操作装置、气动控制阀等,用于对阀门的位置、工作状态进行监测和控制。
二、气动调节阀的原理气动调节阀的工作原理基本上是通过控制气压信号来改变阀门位置,从而实现介质流量或压力的调节。
其工作过程主要包括定位、调节和反馈等步骤。
1.定位:当气动调节阀接收到来自控制系统的信号时,执行器通过气压信号驱动,将阀门的位置调整到所需位置,即定位到控制系统发来的指令位置。
2.调节:一旦阀门定位到指定位置后,气动调节阀就开始对介质进行调节,通过改变阀门的开度来调节介质的流量或压力。
这一过程是根据传感器检测到的介质参数信号,执行器实时调整阀门位置,使介质流量或压力保持在设定值范围内。
3.反馈:气动调节阀在工作过程中会不断接收来自传感器的反馈信号,执行器会根据传感器反馈的信息,实时调整阀门的位置,以确保介质流量或压力的稳定控制。
气动调节阀工作原理
气动调节阀是一种常用于工业自动化系统中的控制元件,它能够根据输入的电气信号控制流体介质的流量、压力或液位。
气动调节阀的工作原理如下:
1. 气动执行机构:气动调节阀的核心部分是气动执行机构,它包括活塞、气动膜片和弹簧等部件。
当输入的电气信号改变时,气动执行机构会相应地调整阀门的开度。
2. 气源:气动调节阀需要通过气源提供压缩空气来驱动气动执行机构。
通常,气源会通过管道连接到气动调节阀的入口。
3. 压缩空气的作用:当气源通过入口进入气动执行机构时,压缩空气会使气动膜片受到压力从而产生力量,这个力量会使活塞运动。
同时,弹簧也起到了平衡力的作用,使活塞保持在一定位置。
4. 出口压力调节:根据输入的电气信号,调节阀会调整阀门的开度,从而改变流体介质通过阀门的流量。
当阀门开度增大时,流量也会增大;反之,阀门开度减小时,流量也会减小。
通过这种方式,调节阀能够根据需要控制流体介质的压力。
综上所述,气动调节阀的工作原理是通过气源提供压缩空气驱动气动执行机构,根据输入的电气信号调整阀门的开度来控制流体介质的流量、压力或液位。
1 概述
阀门采用气动执行机构的优点是关闭速度较快,当力矩较小时也可以在0.5S以内启闭。
气动执行机构即使发生泄漏也不会对环境造成污染,其工作环境适应性好,在易燃、易爆、强磁和强辐射等恶劣环境中也不受影响。
气动执行机构可在断电、断油源、断信号时使阀门复位到一个事先设定的安全位置,使阀门所在的系统得到保护。
但是,因一般气源压力较低所以执行机构较大。
由于空气的可压缩性,气动的动作稳定性稍差。
2 类型及应用
气动执行机构按传动方式可分为齿轮齿条式(图1)和拨叉式(图2)。
按气源作用
方式可分为单作用式、双作用式,在单作用式中又可分为气开式和气关式。
按气动原理类型可分为调节型和开关型,开关型中又可分为普通型、快关(开)型。
气动执行机构应根据工况的不同需求选用。
气动执行机构的A腔通入气体时气压推动活塞压缩弹簧,同时齿条推动齿轮作逆时针运动驱动阀门开启,当执行机构A腔的压力气体被排出时弹簧释能推动活塞和齿条带动齿
轮顺时针运动,驱动阀门关闭。
因为是气压使阀门开启,所以此种驱动形式也被称作气开式。
当系统中需要阀门在失气时关闭的情况下,可选用此种作用方式。
当系统中的阀门在失气时需要开启时,将执行机构的弹簧缸与气缸左右互换就可实现。
此时因是气压使阀门关闭,所以此种驱动形式也称作气关式。
当双作用式执行机构的A腔通入气体时气压推动活塞齿条
齿轮作逆时针运动驱动阀门开启,当执行机构的B腔通入气体时气压推动活塞齿条齿轮作
顺时针运动驱动阀门关闭。
双作用的执行机构只能实现失电、失信号时阀门恢复到安全位置或保持原位,在失气时不能保证阀门所处位置。
但双作用执行机构与单作用执行机构相比,在输出相同力矩的情况下体积较小。
拨叉式执行机构的气动原理与齿轮齿条式相同,但拨叉式的执行机构输出力矩曲线与齿轮齿条式的执行机构输出的力矩曲线不同(图3)。
齿轮齿条式执行机构输出的力矩是一个恒定的值,而拨叉式执行机构输出的力矩是一个曲线,在0°和90°时其输出力矩较大。
适当改变拨叉的中心线与拨叉滑块导向槽的中心线间的角度Q(图4)可获得不同形状的力矩曲线。
3 气动原理
3.1 普通型
普通型是一种基本的形式,为一个气源处理三联件组件(包括过滤器、减压阀和油雾器)和电磁阀(图5)。
当阀门需要开启时电磁阀带电气源通过气源处理三联件经过电磁阀进入执行机构的A腔(执行机构B腔的气体经电磁阀排入大气),推动活塞左行,阀门实现开启。
当阀门需要关闭时电磁阀失电换向,压力气体经电磁阀后进入执行机构的B腔(执行机构A腔的气体经电磁阀排入大气),推动活塞右行,阀门实现关闭。
当执行机构为单作用式时电磁阀选用两位三通型。
当执行器为双作用式时电磁阀选用两位五通型,当要求阀门失电保位时电磁阀选用双电控三位五通型,当要求阀门失气保位时电磁阀选用双气控三位五通型。
3.2 快关型
当阀门要求快速关闭时一般采用单作用执行机构。
快开型气动执行机构是在普通型气动执行机构的基础上增加了一个快速排气阀,用以把A腔中的气体快速排出,加快了执行机构的关闭速度(图6)。
当阀门需要开启时电磁阀带电,气体通过气源处理三联件经过电磁阀和快速排气阀进入执行机构的A腔,压缩弹簧推动活塞左行,阀门开启。
当阀门需要关闭时电磁阀失电换向,气体被截止,A腔中的气体在弹簧的压力下经快速排气阀快速排出,活塞右行阀门快速关闭。
3.3 调节型
调节型的气动执行器可以接收系统发出的电流、电压或气流信号(其中电流信号比较普遍),根据信号的大小调整阀门的开度,并可根据用户要求将阀门的开度以信号的形式反馈给系统形成一个闭环控制。
将普通型气动执行机构中的电磁阀换成电-气定位器或气-气定位器执行机构就组成了调节型气动执行机构(图7)。
由于不同厂家的定位器设定的出厂参数默认值不同,需根据用户要求进行调整。
4 设计
设计气动执行机构时,应注意气源压力是否与气动元件的压力相匹配,以免损伤元器件。
选用电磁阀时注意用户能够提供的电源电压,电压不匹配,电磁阀不能正常工作,还会受到损坏。
环境温度不应超过电磁阀的允许使用温度。
定位器前的气源处理元件不应加油雾器,以免损伤定位器。
对于快速开启或关闭的执行机构应在末端设有缓冲装置。
5 结语
气动执行机构造价低,启闭速度快,无污染,宜于实现自动控制,是一种可以满足不同事故状态要求的执行机构,将得到越来越广泛的应用。
参考文献
〔1〕张利平.液压气动系统设计手册〔M〕.北京:机械工业出版社,1992.
〔2〕章华友,晏泽荣,陈元芳,等.球阀设计与选用〔M〕.北京:北京科学技术出版社,1992.
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