气动薄膜式执行机构

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
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。

气动薄膜式执行机构安全操作及保养规程1. 引言气动薄膜式执行机构（简称气动执行机构）是一种常见的工业自动控制设备，广泛应用于各个行业的生产过程中。

为了确保运行的安全和正常，正确的操作和定期的保养是必不可少的。

本文将介绍气动执行机构的安全操作规程和保养规程，以帮助用户正确使用和维护该设备。

2. 安全操作规程2.1 气动执行机构的安装在安装气动执行机构之前，请先阅读设备的使用说明书并遵循以下步骤：1.确保设备和安全阀符合规格要求；2.检查安装环境的温度、湿度和压力，并确认是否符合设备要求；3.确保安装位置的稳定性，并使用合适的支撑结构进行固定；4.连接气源管道时，应使用合适的密封材料，并确保连接牢固。

2.2 气动执行机构的启动和停止在操作气动执行机构之前，请务必遵循以下步骤：1.检查气动执行机构和周围设备的工作状态，确保无异常情况；2.打开气源开关，并检查气源压力是否正常；3.按下启动按钮或拉动启动杆，启动气动执行机构；4.停止气动执行机构时，先关闭气源开关，然后按下停止按钮或拉动停止杆。

2.3 气动执行机构的操作注意事项在操作气动执行机构时，请注意以下事项：1.避免过度使用气动执行机构，以免导致设备损坏或过载；2.注意设备的工作状态和运行指示灯的显示，及时处理异常情况；3.在操作之前，先确认气源压力是否正常，并检查气源管道是否有漏气现象；4.避免使用过大或过小的气源压力，应根据设备要求调整合适的压力；5.禁止在气动执行机构上放置重物或进行其他非正常操作。

3. 保养规程3.1 定期检查和清洁为保证气动执行机构的正常运行，定期检查和清洁是必要的。

推荐以下步骤：1.定期检查气动执行机构的密封件和连接件是否松动或磨损，如有问题及时更换；2.清洁气动执行机构的外壳，可以使用干净的布或软刷进行清扫；3.定期清理过滤器、水分离器等气源处理装置。

3.2 润滑和维护气动执行机构使用过程中需要定期进行润滑和维护，以下是一些建议：1.根据设备的使用说明书，选择合适的润滑剂进行润滑，避免使用不适用的润滑剂；2.定期清理和更换润滑剂，避免污染和剩余杂质的堆积；3.检查气动执行机构的联轴器、传动装置等部件，及时更换磨损的部件；4.按照设备的维修保养手册，进行定期的维护和检修。

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。

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。

正作用（PA ） 系列气动薄膜执行机构
反作用（PB ）
一、产品结构特点
正作用（PA ）
系列是多弹簧式气动薄膜执行机构，它把气动调节仪表的输出压力转
反作用（PB ） 变成推杆位移变化。

由于它与调节阀的阀体部分相连接，它能把阀芯推动位移到与输入信号相对应的位置。

该执行机构可以实现正、反作用，在正作用时推杆由上向下运动，反作用时则反之。

其结构采用多弹簧式、薄膜式，其特点是结构紧凑。

输出力大。

可用于配套精小型调节阀的执行机器推动部件。

二、技术参数
三、气动薄膜执行机构外形尺寸
四、执行机构的维护
1、执行机构安装室外必须对附件加装防护罩，防水、防尘，保证执行机构正常运行。

2、执行机构使用时如发现，接头漏气必须拧紧进气气源接头，确保气源稳定在0.4~0.8MPa范围
3、执行机构长期使用后橡胶膜片老化、损坏按以下顺序更换膜片
（1）关闭气源，排出执行机构内部压力；
（2）若执行机构带有手轮，应使手轮处于无预紧力状态；
（3）拆去气源接管；
（4）拆去上膜盖上的六角螺栓和螺母；
（5）拆去上膜盖，取出旧橡胶膜片；
（6）装上新橡胶膜片；
（7）装上上盖并旋紧六角螺栓和螺母；
（8）接上气源接管；
（9）输入气源压力，检查膜室无泄漏，无泄漏则正常工作。

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。

气动薄膜调节阀的选型1. 根据使用要求选型气动薄膜调节阀由阀芯和阀体（包括阀座）两部分组成，按不同的使用要求有不同的结构形式，气动薄膜调节阀主要有直通单座阀、双座调节阀和高压角式调节阀。

3.根据流量特性选型在自控系统的设计过程中选择气动薄膜调节阀应着重考虑流量特性。

典型的理想特性有直线流量特性、等百分比流量特性（对数流量特性）、快开流量特性和抛物线流量特性四种。

直线流量特性在相对开度变化相同的情况下，流量小时，流量相对变化值大；流量大时，流量相对变化值小。

因此，直线流量调节阀在小开度（小负荷）情况下调节性能不好，不易控制，往往会产生振荡，故直线流量特性调节阀不宜用于小开度的情况，也不宜用于负荷变化较大的调节系统，而适用于负荷比较平稳，变化不大的调节系统。

因此，直线流量调节阀在小开度（小负荷）情况下调节性能不好，不易控制，往往会产生振荡，故直线流量特性调节阀不宜用于小开度的情况，也不宜用于负荷变化较大的调节系统，而适用于负荷比较平稳，变化不大的调节系统。

百分比流量特性的调节阀在小负荷时调节作用弱，大负荷调节作用强，它在接近关闭时调节作用弱，工作和缓平稳，而接近全开时调节作用强，工作灵敏有效，在一定程度上，可以改善调节品质，因此它适用于负荷变化较大的场合，无论在全负荷生产和半负荷生产都能起到较好的调节作用。

4.调节阀口径的选择应根据已知的流体计算出所要求的流量系数CV值，再根据产品技术参数表选取合适的调节阀口径。

在计算CV值时要注意液体、气体、水蒸气和其它蒸气的区别。

流量系数即CV值（中国工业称为：KV值）是阀门、调节阀等工业阀门的重要工艺参数和技术指标。

正确计算和选择CV值是保障管道流量控制系统正常工作的重要步骤。

流量系数（CV值）定义：是指单位时间内、在测试条件中管道保持恒定的压力，管道介质流经阀门的体积流量，或是质量流量。

即阀门的最大流通能力。

阀门的CV值须通过测试和计算来确定。

气动薄膜调节阀现场安装注意事项1.气动薄膜调节阀的安装调节阀安装是否合理，不仅关系到调节阀的安装、拆卸和维修方便与否，也决定了调节阀能否在自动调节系统中起到良好的调节作用，安装调节阀时应注意以下几个方面：1.1调节阀应垂直安装在水平管道上，如在特殊情况下需要水平和倾斜安装时，一般要加支撑座。

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。

气动执行机构的分类如下：
•薄膜式执行机构。

薄膜式执行机构最为常用，它可以用作一般控制阀的推动装置，组成气动薄膜式执行器。

•活塞式执行机构。

气动活塞执行机构使活塞在气缸中移动产生推力，显然，活塞式的输出力度远大于薄膜式。

它适用于要求有较大推力的场合。

•拨叉式结构。

拨叉式结构为OMAL欧玛尔公司独特的结构设计，不但实现了比齿轮齿条式执行器大50%的启闭力矩，更有密封性能出色、平均耗气量少20%-40%、体积小50%、耐用性比齿轮齿条式执行器大5-10倍等特性。

•齿轮齿条式执行机构。

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。

直行程气动薄膜执行机构是一种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，从而改变阀的开度的设备。

这种执行机构主要由弹性薄膜、压缩弹簧和推杆组成。

当信号压力通入薄膜气室时，此压力乘上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相平衡为止。

信号压力越大，推力越大，推杆的位移即弹簧的压缩量也就越大。

推杆的位移范围就是执行机构的行程。

直行程气动薄膜执行机构通常接受0.2×10\~1.0×10Pa的标准压力信号，并转换成推力。

它的输出是位移，与信号压力的关系为当执行机构的规格确定后，A 和K便为常数，因此执行机构的位移与信号压力成比例关系。

此外，薄膜式气动执行器具有高灵敏度及良好的重复性，无磨损使用寿命长等特点。

以上信息仅供参考，建议咨询专业人士获取更详细的信息。