气动调节阀的两种不同的气动执行机构原理

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。

气动调节阀的结构和原理
气动调节阀是一种可以通过气动信号控制流体介质的流量、压力、温度等参数的调节阀。

它由执行机构、阀体、阀芯、阀座、导向机构等部分组成。

气动调节阀的结构主要包括：
1. 执行机构：执行机构将气动信号转化为机械动作，带动阀芯和阀座的开启和关闭。

2. 阀体：阀体是调节阀的主要部分，其内部有流体通道。

阀座和阀芯通常位于阀体内部，通过控制阀芯的位置来调节流体介质的通路。

3. 阀芯：阀芯是阀体内活动的零件，通常由柱状或圆柱状的构件组成。

阀芯与阀座紧密配合，可依靠阀芯的上下运动控制介质的流量。

4. 阀座：阀座是阀体内固定的部分，通常由金属或弹性材料制成。

它的形状与阀芯相呼应，通过与阀芯接触产生密封，控制流体的通道。

5. 导向机构：导向机构用于引导阀芯的运动轨迹，确保阀芯与阀座的良好配合。

气动调节阀的工作原理：
1. 当气动信号输入执行机构时，执行机构将气动信号转化为机械动作，推动阀芯与阀座分离或接触。

2. 当阀芯与阀座接触时，阀体内的流体介质通过阀芯与阀座之间的通道流过。

根据阀芯的位置，调节阀的开度大小，从而控制介质的流量或压力等参数。

3. 当气动信号停止或调节信号作用于执行机构方向变化时，阀
芯位置发生相应的变化，从而改变阀体内的通道大小，调整介质通路，实现对流体参数的调节。

通过控制气动信号的大小和方向，气动调节阀可以精确地控制流体介质的流量、压力、温度等参数，保证工业过程的正常运行和控制。

第十九章：气动执行机构检修一、概述气动执行器以无油压缩空气为动力，驱动阀门或挡板动作。

主要有以下几种类型：气动调节阀、电磁阀、电信号气动长行程执行机构。

二、气动调节阀气动调节阀由气动执行机构和调节阀两部分组成。

气动执行机构以无油压缩空气为动力，接受气信号20～100kpa并转换成位移，驱动调节阀以调节流体的流量。

为了改善阀门位置的线性度，克服阀杆的摩擦力和消除被调介质压力变化等的影响，提高动作速度，使用气动阀门定位器与调节阀配套，从而使阀门位置能按调节信号实现正确的定位。

气源质量应无明显的油蒸汽、油和其他液体，无明显的腐蚀气体、蒸汽和溶剂。

带定位器的调节阀气源中所含固体微粒数量应小于0.1g/m3,且微粒执行应小于60цm,含油量应小于10 g/m3。

常用的气动调节阀由气动薄膜调节阀和气动活塞调节阀。

⒈气动薄膜调节阀气动薄膜执行机构气源压力最大值为500kpa。

执行机构分正作用和反作用两种型式，正作用式信号压力增大，调节阀关小，又称气关式；反作用是信号压力增大，调节阀也开大，又称气开式。

⒉气动活塞调节阀气动活塞执行机构气源压力的最大值为700kpa。

与气动薄膜执行机构相比，在同样行程条件下，它具有较大的输出力，因此特别适合于高静压、高差压的场合。

⒊气动隔膜阀气动隔膜阀根据所选择的隔膜或衬里材质的不同，可适用于各种腐蚀性介质管路上，作为控制介质流动的启闭阀。

例如，化学水处理程序控制用的阀门，常采用气动隔膜发执行机构并与电磁阀配合，实现阀门的全开或全关控制。

⒋阀门定位器有电气信号和气信号两种。

气动阀门定位器与气动调节阀配套使用。

定位器的气源压力大小与执行机构的型式及其压力信号范围(或弹簧压力范围)有关。

例如ZPQ—01定位器与ZM系列气动薄膜执行机构配套时，若执行机构压力信号范围为0.02～0.1Mpa，则气源压力为0.14Mpa；若压力信号范围为0.04～0.2Mpa，则气源压力为0.28Mpa；若ZPQ—02定位器与ZS—02系列活塞式执行机构配套时，压力信号范围为0.02～0.1Mpa时，气源压力为0.5Mpa。

气动调节阀在化工生产中是很重要的，它是组成工业自动化系统的重要环节，它就像是生产过程自动化的手和脚一样必须。

气动调节阀在石油、化工、电力、冶金等工业企业中都有着广泛的应用，接下来就带大家来了解气动调节阀的相关知识。

气动调节阀工作原理图解：气动调节阀通常由气动执行机构和调节阀连接安装调试组成，气动执行机构可分为单作用式和双作用式两种，单作用执行器内有复位弹簧，而双作用执行器内没有复位弹簧。

其中单作用执行器，可在失去起源或突然故障时，自动归位到阀门初始所设置的开启或关闭状态。

气动调节阀根据动作形式分气开型和气关型两种，即所谓的常开型和常闭型，气动调节阀的气开或气关，通常是通过执行机构的正反作用和阀态结构的不同组装方式实现。

气动调节阀结构气动调节阀主要由气动执行机构、阀体和附件三部分组成。

执行机构以洁净压缩空气为动力，接收4~20毫安电信号或20~100KPa气信号，驱动阀体运动，改变阀芯与阀座间的流通面积，从而达到调节流量的作用。

为了改善阀门的线性度，克服阀杆的摩擦力和被调介质工况（温度、压力）变化引起的影响，使用阀门定位器与调节阀配套，从而使阀门位置能按调节信号精准定位。

执行机构由隔膜/活塞、弹簧、手轮、气动杆、连轴器等主要部件构成；阀体的主要部件有阀笼、阀瓣、阀座、阀杆、阀笼压环等；其他附件如电磁阀、减压阀、过滤器、电流/气压转换器、定位器、流量放大器等。

为了机组安全运行，一些重要的阀门设计有电磁阀、保位阀、快速泄压阀等附件，确保调节阀在失电、失信号或失气情况下实现快开（关）或保卫功能（三断自锁保护功能），满足工艺系统安全运行要求。

控制阀的三断保护：断气源保护、断电源保护和断信号源保护。

气动调节阀结构图气动调节阀作用方式：气开型（常闭型）是当膜头上空气压力增加时，阀门向增加开度方向动作，当达到输入气压上限时，阀门处于全开状态。

反过来，当空气压力减小时，阀门向关闭方向动作，在没有输入空气时，阀门全闭。

气动执行机构原理及结构检修岗位1.懂工作原理气动执行机构接受气动控制器或阀门定位器输出的气压信号，并将其转换成相应的推杆直线位移，以推动调节阀动作。

2.懂设备机构气动执行机构主要有两种类型：薄膜式与活塞式。

薄膜式执行机构简单、动作可靠、维修方便、价格低廉，是最常用的一种执行机构；活塞式执行机构允许操作压力可达500kpa，因此输出推力大，但价格较高。

气动执行机构又可分为有弹簧和无弹簧两种，有弹簧的气动执行机构较之无弹簧的气动执行机构输出推力小、价格低。

气动执行机构有正作用和反作用两种形式。

当信号压力增加时推杆向下动作的叫正作用式执行机构；信号压力增加时推杆向上动作的叫反作用式执行机构气动薄膜执行机构使用弹性膜片将输入气压转变为推杆的推力，通过推杆使阀芯产生相应的位移，改变阀的开度，气动活塞式执行机构以汽缸内的活塞输出推力，由于汽缸允许压力较高，可获得较大的推力，并容易制成长行程执行机构。

一个典型的气动薄膜型执行机构主要由弹性薄膜、压缩弹簧和推杆组成。

2.1图为薄膜气动阀结构示意图当信号压力P进入气室时，此时压力乘以膜片的有效面积得到推力，使推杆移动，弹簧受压，直到弹簧产生的反作用力与薄膜上的推力平衡为止。

信号压力越大，推力越大，推杆的位移计弹簧的压缩量也越大。

推杆的位移范围就是执行机构的行程。

推杆则从零走到全行程，阀门就从全开（或全关）到全关（或全开）。

一般控制气源的装置有电磁阀，全开或全关，定位器能实现调节作用。

气动活塞式执行机构气动活塞式执行机构，其基本部分为气缸，气缸内活塞随气缸两侧压差而移动。

两侧可以分别输入一个固定信号和一个变动信号，或两侧都输入变动信号。

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操作压力的大小，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极端位置。

比例式是在两位式基础上加有阀门定位器后，使推杆位移与信号压力成比例关系。

此外，还有一种长行程执行机构，其结构原理与活塞式执行机构基本相同，它具有行程长、输出力矩大的特点，输出转角位移为90o，直线位移为40～200mm，适用于输出角位移和力矩的场合。

气动调节阀动作分气开型和气关型气动调节阀动作分气开型和气关型两种。

气开型（Air toOpen）是当膜头上空气压力增加时，阀门向增加开度方向动作，当达到输入气压上限时，阀门处于全开状态。

反过来，当空气压力减小时，阀门向关闭方向动作，在没有输入空气时，阀门全闭。

故有时气开型阀门又称故障关闭型（Fail toClose FC）。

气关型（Air to Close）动作方向正好与气开型相反。

当空气压力增加时，阀门向关闭方向动作；空气压力减小或没有时，阀门向开启方向或全开为止。

故有时又称为故障开启型（Fail to Open FO）。

气动调节阀的气开或气关，通常是通过执行机构的正反作用和阀态结构的不同组装方式实现。

气开气关的选择是根据工艺生产的安全角度出发来考虑。

当气源切断时，调节阀是处于关闭位置安全还是开启位置安全？举例来说，一个加热炉的燃烧控制，调节阀安装在燃料气管道上，根据炉膛的温度或被加热物料在加热炉出口的温度来控制燃料的供应。

这时，宜选用气开阀更安全些，因为一旦气源停止供给，阀门处于关闭比阀门处于全开更合适。

如果气源中断，燃料阀全开，会使加热过量发生危险。

又如一个用冷却水冷却的的换热设备，热物料在换热器内与冷却水进行热交换被冷却，调节阀安装在冷却水管上，用换热后的物料温度来控制冷却水量，在气源中断时，调节阀应处于开启位置更安全些，宜选用气关式（即FO）调节阀。

气开式改变为气关式或气关式改变为气开式，如调节阀安装有智能式阀门定位器，在现场可以很容易进行互相切换。

但也有一些场合，故障时不希望阀门处于全开或全关位置，操作不允许，而是希望故障时保持在断气前的原有位置处。

这时，可采取一些其它措施，如采用保位阀或设置事故专用空气储缸等设施来确保。

阀门定位器是调节阀的主要附件，与气动调节阀大大配套使用，它接受调节器的输出信号，然后以它的输出信号去控制气动调节阀，当调节阀动作后，阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器，阀位状况通过电信号传给上位系统。

气动调节阀气路系统工作原理1.空气源：气动调节阀的气路系统需要一个空气源来提供动力。

空气源通常由压缩空气提供，通过气源过滤器、减压阀和润滑器等装置，将气源的压力和纯度调节到合适的工作条件。

2.电磁阀：电磁阀是气动调节阀的控制核心。

它的主要作用是控制气源的流通，使气动调节阀的执行机构能够进行定位和调节。

电磁阀通常由一个线圈和一个磁阀芯组成。

当线圈接通电源时，磁阀芯会受到电磁力的作用，从而改变气源的通道，调整流量或压力。

3.执行机构：执行机构是气动调节阀的关键部件，它的主要作用是根据电磁阀的控制信号，将输入的气源压力转换为阀门的运动力，从而实现流体的调节。

执行机构通常由一个活塞或齿轮机构组成，其设计原理类似于液压缸或电动执行机构。

根据不同的情况，执行机构可以选择气动膜片、活塞或齿轮等不同结构形式。

4.传感器：传感器是气动调节阀的感知器件，它通过感知流体的压力、温度、流量或位置等参数，将感知到的信息反馈给控制系统，以实现对气动调节阀的调节和控制。

传感器通常由压力传感器、温度传感器、流量传感器和位移传感器等组成。

5.配管：配管是气动调节阀的连接通道，它负责将气源和流体介质引导到执行机构和控制系统中。

为了确保系统的稳定性和安全性，配管需要具备良好的密封性能和耐压能力。

综上所述，气动调节阀的气路系统工作原理是通过控制电磁阀的开关状态来改变气源的流通通道，然后通过执行机构将气源压力转换为阀门运动力，实现对流体的流量和压力进行调节和控制。

配合传感器的反馈信号，可以实现高精度的流体控制，广泛应用于工业生产、制造和自动化系统中。

气动调节阀的结构和原理一、气动调节阀的结构1.阀体：阀体是气动调节阀的主要组成部分，通常由铸铁、碳钢、不锈钢等材料制成。

它的内部有通道，用于流体的流动。

2.阀芯：阀芯是气动调节阀的流体控制部分，它可以根据控制信号的变化来调整阀的开度。

常见的阀芯形状有直线型、角型和等百分比型。

3.气动执行机构：气动执行机构是气动调节阀的关键部件，它接收控制信号，通过将蓄气室内的气压转换为力推动阀芯的移动，从而改变阀的开度。

4.配套附件：配套附件包括定位器、传感器、调节装置等，用于配合气动调节阀的工作，提高控制精度和稳定性。

二、气动调节阀的工作原理当气动调节阀接收到控制信号后，气动执行机构会收到压力信号，将之转换为力，推动阀芯的移动。

当阀芯向上移动时，流道的通口面积变大，流体介质的流量增大；反之，阀芯向下移动时，流道的通口面积变小，流体介质的流量减小。

实际上，通过调节气动执行机构的输入气压、调整阀芯的行程，可以精确地控制阀的开度，从而实现对流体介质流量、压力等参数的调节。

三、气动调节阀的应用1.流量控制：气动调节阀可用于控制不同介质的流量，如气体、液体等。

2.压力控制：通过调节气动调节阀的开度，可以实现对流体介质的压力控制。

3.温度控制：气动调节阀可用于调节热媒、冷媒等介质的进出口温度，实现温度控制。

4.液位控制：气动调节阀可用于调节容器内流体的液位，实现液位控制。

5.流体分配：气动调节阀可用于将流体分配到不同的管道或系统中，实现流体的分配控制。

综上所述，气动调节阀具有结构简单、控制精度高、响应速度快等特点，在工业自动控制中起着重要的作用。

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。