阀门手动执行机构结构

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：

第五章 执行器

第一节 概述

一、执行器基础知识

执行器是自动控制系统的终端部分，直接安装在工艺管道上，通过接受调节器发出的控制信号，改变阀门的开度或电机的转速来改变管道中的介质流量，从而把被调参数控制在所要求的范围内，从而达到生产过程自动化。因此，执行器是自动控制系统中一个极为重要而又不可缺少的组成部门。

执行器按其能源形式可分为气动、电动和液动三大类。气动执行器习惯称为气动薄膜调节阀，它以压缩空气为能源，具有机构简单、动作可靠、平稳、输出推力大、本质防爆、价格便宜、维修方便等独特的优点，因此被广泛应用在石油、化工、冶金、电力等工业部门中。

执行器常称调节阀，又称控制阀。它由执行机构和调节机构（也称调节阀）两部分组成，其中，执行机构是调节阀的推动部分，它按控制信号的大小产生相应的推力，通过阀杆使调节阀阀芯产生相应产生相应的位移（或转角）。调节机构是调节阀的调节部分，它与调节介质直接接触，在执行机构的推动下，改变阀芯与阀座间的流通面积，从而达到调节流量的目的。

二、气动执行器

一个气动调节系统由气源及减压过滤系统、电/气转换器（电/气阀门定位器）、气动执行器（执行机构和调节机构）构成。

1． 气动执行机构

气动执行机构主要由膜盒、膜片、弹簧和阀杆等组成。气动执行机构有薄膜式（有弹簧）及活塞式（无弹簧）两类，后者往往采用较高的气压范围，使用于需要推力较大的场合。薄膜式执行机构的输入气压一般为20～100kPa；但也有40～200 kPa的，这时在调节器与执行机构之间应装设比例继动器或高气源阀门定位器，将调节器的输出气压提高。

执行机构是调节阀的推动装置，它根据控制信号压力的大小而产生相应的输出力来推动调节机构动作。当压力信号p增大时，推杆向下动作的为正作用；推杆向上动作的为反作用，但其工作原理是相同的。当压力信号进入薄膜气室时，橡胶膜片由于气体的作用而产生推力，使阀杆移动，压缩弹簧，直至弹簧的反作用与膜片上的作用力相平衡。输出推杆位移量L与输入气压信号P成正比关系，引入调节阀的压力信号不同，得到的位移量也不同，由此控制调节阀的开度。其输出位移的最大范围L为执行机构的行程。

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。