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1、自动化仪表与过程第五章执行器第二讲第1页，本讲稿共15页阀门定位器阀门定位器v电电-气阀门定位器气阀门定位器v阀门定位器的作用阀门定位器的作用v控制阀结构形式及材质的选择控制阀结构形式及材质的选择v控制阀流量特性的选择控制阀流量特性的选择主要内容气动薄膜控制阀的选用气动薄膜控制阀的选用数字阀和智能控制阀数字阀和智能控制阀v数字阀数字阀v智能控制阀智能控制阀第2页，本讲稿共15页阀门定位器 阀门定位器接受控制器的输出信号，然后将控制器的输出信号成比例阀门定位器接受控制器的输出信号，然后将控制器的输出信号成比例地输出到执行机构，当阀杆移动以后，其位移量又通过机械装置负反馈作地输出到执行机构，当阀杆
2、移动以后，其位移量又通过机械装置负反馈作用于阀门定位器用于阀门定位器阀门定位器的工作机理阀门定位器的工作机理控制器控制器控制器控制器阀门定位器阀门定位器阀门定位器阀门定位器执行机构执行机构执行机构执行机构控制阀控制阀控制阀控制阀第3页，本讲稿共15页阀门定位器力矩平衡力矩平衡力矩平衡力矩平衡气信号气信号气信号气信号执行机构执行机构执行机构执行机构力矩平衡力矩平衡力矩平衡力矩平衡电电-气阀门定位器气阀门定位器 具有两个重要特点：具有两个重要特点：1 1、具有电气转换作用、具有电气转换作用 2 2、具有阀门定位功能、具有阀门定位功能 工作原理方框图：工作原理方框图：第4页，本讲稿共15页阀门定位器
3、 工作原理结构图：工作原理结构图：第5页，本讲稿共15页阀门定位器阀门定位器的作用阀门定位器的作用（1 1）改善阀的静态特性）改善阀的静态特性 阀的静态特性是指阀在平衡状态下的定位精度，由于阀杆的摩擦阀的静态特性是指阀在平衡状态下的定位精度，由于阀杆的摩擦和阀所受不平衡力的影响，会使阀门的定位精度产生影响。和阀所受不平衡力的影响，会使阀门的定位精度产生影响。1 1、要求阀位做精确调整的场合、要求阀位做精确调整的场合 2 2、大口径、高压差等不平衡力较大的场合、大口径、高压差等不平衡力较大的场合第6页，本讲稿共15页阀门定位器阀门定位器的作用阀门定位器的作用（2 2）改善阀的动态特性）改善阀的动
4、态特性 定位器改变了原来阀的一阶滞后特性，减小时间常数，使之定位器改变了原来阀的一阶滞后特性，减小时间常数，使之成为比例特性成为比例特性 1 1、气压传送管线超过、气压传送管线超过60m60m时，应采用阀门定位器时，应采用阀门定位器第7页，本讲稿共15页阀门定位器阀门定位器的作用阀门定位器的作用（3 3）改善阀的流量特性）改善阀的流量特性 通过改变定位器反馈凸轮的形状，可使控制阀的线性、对数、快开通过改变定位器反馈凸轮的形状，可使控制阀的线性、对数、快开流量特性互换流量特性互换（4 4）用于阀门的反向动作）用于阀门的反向动作阀门定位器有正、反作用之分。正作用时，输入信号增大，输出阀门定位器有正
5、、反作用之分。正作用时，输入信号增大，输出气压也增大；反作用时，输入信号增大，输出气压减小。气压也增大；反作用时，输入信号增大，输出气压减小。第8页，本讲稿共15页气动薄膜控制阀的选用控制阀结构及材质选择控制阀结构及材质选择 在选择控制阀的结构形式和材质时应从工艺条件和介质特性考虑在选择控制阀的结构形式和材质时应从工艺条件和介质特性考虑P98P98 当压力为当压力为p1p1的液体流经节流孔时，流速突然急剧增加，而静压力骤的液体流经节流孔时，流速突然急剧增加，而静压力骤然下降，当节流孔后的压力达到或者低于该流体所在情况的饱和蒸汽压，然下降，当节流孔后的压力达到或者低于该流体所在情况的饱和蒸汽压，
6、部分液体就会气化成气体，形成气液共存的现象，这种现象叫做闪蒸。部分液体就会气化成气体，形成气液共存的现象，这种现象叫做闪蒸。（1 1）闪蒸和空化）闪蒸和空化第9页，本讲稿共15页气动薄膜控制阀的选用控制阀结构及材质选择控制阀结构及材质选择（1 1）闪蒸和空化）闪蒸和空化 如果产生闪蒸之后，如果产生闪蒸之后，p2p2不是保持在饱和蒸汽压力以下，在离开不是保持在饱和蒸汽压力以下，在离开节流孔之后又急剧上升，这时气泡产生破裂并转化成液态，这个过节流孔之后又急剧上升，这时气泡产生破裂并转化成液态，这个过程就是空化作用。程就是空化作用。（2 2）磨损）磨损 阀芯、阀座和流体介质直接接触，由于不断节流和切
7、换流量，当流阀芯、阀座和流体介质直接接触，由于不断节流和切换流量，当流体速度高并含有颗粒物时，磨损是非常严重。体速度高并含有颗粒物时，磨损是非常严重。第10页，本讲稿共15页气动薄膜控制阀的选用控制阀结构及材质选择控制阀结构及材质选择（3 3）其它现象）其它现象 还有其它各种情况，例如：腐蚀、高温、低温和高压降。还有其它各种情况，例如：腐蚀、高温、低温和高压降。控制阀流量特性的选择控制阀流量特性的选择 在生产过程中常用的理想流量特性是线性、对数和快开特性，在控制在生产过程中常用的理想流量特性是线性、对数和快开特性，在控制阀流量特性的选择通常是指如何合理的选择线性和对数流量特性。阀流量特性的选择
8、通常是指如何合理的选择线性和对数流量特性。第11页，本讲稿共15页气动薄膜控制阀的选用气动薄膜控制阀的安装使用气动薄膜控制阀的安装使用 （1 1）控制阀最好垂直安装在水平管道上。）控制阀最好垂直安装在水平管道上。执行器能否在控制系统中起到良好的作用，一方面取决于控制执行器能否在控制系统中起到良好的作用，一方面取决于控制阀的结构类型、流量特性及口径的选择是否正确；另一方面与控制阀的结构类型、流量特性及口径的选择是否正确；另一方面与控制阀的安装、使用有关：阀的安装、使用有关：（2 2）控制阀应安装在环境温度不高于）控制阀应安装在环境温度不高于+60+60度和不低于度和不低于-40-40度的地方。度
9、的地方。（3 3）控制阀应尽量安装在靠近地面或楼板的地方。）控制阀应尽量安装在靠近地面或楼板的地方。第12页，本讲稿共15页气动薄膜控制阀的选用气动薄膜控制阀的安装使用气动薄膜控制阀的安装使用 （4 4）控制阀安装到管道时，应使流体方向与控制阀箭头方向一致。）控制阀安装到管道时，应使流体方向与控制阀箭头方向一致。（5 5）控制阀的公称通径与管道直径不同时，两者之间应加一异径）控制阀的公称通径与管道直径不同时，两者之间应加一异径管。管。（7 7）在日常使用中，应注意阀杆上、下移动的情况是否良好、是）在日常使用中，应注意阀杆上、下移动的情况是否良好、是否漏气等。否漏气等。（6 6）控制阀在安装时一
10、般应设置旁路。）控制阀在安装时一般应设置旁路。第13页，本讲稿共15页数字阀和智能控制阀数字阀数字阀 数字阀是一种位式的数字执行器，由一系列并列安装而且按二进制排数字阀是一种位式的数字执行器，由一系列并列安装而且按二进制排列的阀门所组成。列的阀门所组成。（1 1）高分辨率。）高分辨率。（2 2）高精度。）高精度。（3 3）反应速度快、关闭特性好。）反应速度快、关闭特性好。（4 4）直接与计算机相连。）直接与计算机相连。（5 5）没有滞后、性能好、噪声低。）没有滞后、性能好、噪声低。第14页，本讲稿共15页数字阀和智能控制阀智能控制阀智能控制阀 智能控制阀具有智能化的控制、显示、诊断、保护和通信功能，是以智能控制阀具有智能化的控制、显示、诊断、保护和通信功能，是以控制阀为主体，将许多部件组装在一起的一体化结构。控制阀为主体，将许多部件组装在一起的一体化结构。（1 1）控制智能。）控制智能。（2 2）通信智能。）通信智能。（3 3）诊断智能。）诊断智能。第15页，本讲稿共15页