智能式阀门定位器.ppt
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1、化工仪表及自动化,第十一章 执行器,内容提要,气动执行器 气动执行器的组成与分类 控制阀的流量特性 控制阀的选择 气动执行器的安装和维护 阀门定位器与电-气转换器 气动阀门定位器 电-气阀门定位器 电-气转换器,1,内容提要,电动执行器 概述 角行程电动执行机构 直行程电动执行机构,2,概述,3,作用,接受控制器的输出信号,直接控制能量或物料等调节介质的输送量,达到控制温度、压力、流量、液位等工艺参数的目的。,按能源形式分类,气动执行器 电动执行器 液动执行器,执行器,从结构来说,执行机构 调节机构,概述,4,第一节 气动执行器,5,一、气动执行器的组成与分类,1.组成,第一节 气动执行器,图
2、11-2 气动薄膜控制阀外形图,6,第一节 气动执行器,7,2.执行机构的分类,结 构,第一节 气动执行器,8,第一节 气动执行器,9,3.控制阀的分类,根据不同的使用要求,控制阀的结构形式主要有以下几种。,(1)直通单座控制阀,阀体内只有一个阀芯与阀座。,直通单座阀,第一节 气动执行器,10,(2)直通双座控制阀,阀体内有两个阀芯和两个阀座。,直通双座阀,第一节 气动执行器,(3)角形控制阀,角形阀的两个接管呈直角形。,11,角形阀,第一节 气动执行器,(4)高压控制阀,高压控制阀的结构形式大多为角形,阀芯头部掺铬或镶以硬质合金,以适应高压差下的冲刷和汽蚀。 为了减少高压差对阀的汽蚀,有时采
3、用几级阀芯,把高差压分开,各级都承担一部分以减少损失。,12,第一节 气动执行器,(5)三通控制阀,共有三个出入口与工艺管道连接。,13,(A)分流型 (B)合流型,第一节 气动执行器,14,(6)隔膜控制阀,采用耐腐蚀衬里的阀体和隔膜。,隔膜阀,第一节 气动执行器,(7)蝶阀,15,蝶阀,第一节 气动执行器,16,(8)球阀,节流元件是带圆孔的球形体(A)或是一种V形缺口球形体(B)。,第一节 气动执行器,(9)凸轮挠曲阀,阀芯呈扇形球面状,与挠曲臂及轴套一起铸成,固定在转动轴上。,17,凸轮挠曲阀,第一节 气动执行器,18,(10)笼式阀,笼式阀,第一节 气动执行器,二、控制阀的流量特性,
4、控制阀的流量特性是指被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度(相对位移)间的关系,即,19,第一节 气动执行器,20,1.控制阀的理想流量特性,在不考虑控制阀前后压差变化时得到的流量特性称为理想流量特性。它取决于阀芯的形状,(1)直线流量特性,第一节 气动执行器,21,R为控制阀的可调范围或可调比。,第一节 气动执行器,注意:当可调比R不同时,特性曲线在纵坐标上的起点是不同的。,22,第一节 气动执行器,23,假设R=,位移变化量为10%,在10时,流量变化的相对值为 在50时,流量变化的相对值为 在80时,流量变化的相对值为,在流量小时,流量变化的相对值大;在流量大时,流量变化的相对值小。
5、,第一节 气动执行器,24,(2)等百分比(对数)流量特性,等百分比流量特性是指单位相对行程变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比关系。,(11-6),将(11-6)积分,将前述边界条件代入,(11-11),第一节 气动执行器,25,(4)抛物线流量特性,(3)快开流量特性,这种流量特性在开度较小时就有较大流量,随开度的增大,流量很快就达到最大。,快开特性的阀芯形式是平板形的,适用于迅速启闭的切断阀或双位控制系统。,第一节 气动执行器,26,.工作流量特性,在实际生产中,控制阀前后压差总是变化的,这时的流量特性称为工作流量特性。,(1)串联管道的工作流量特性,图11-7 串联管道的情形
6、,工作流量特性,第一节 气动执行器,27,图11-8 管道串联时控制阀的工作流量特性,第一节 气动执行器,28,(2)并联管道的工作流量特性,控制阀一般都装有旁路,以便手动操作和维护。当生产量提高或控制阀选小了时,只好将旁路阀打开一些,此时控制阀的理想流量特性就改变成为工作特性。,如图11-9所示,显然这时管路的总流量Q是控制阀流量Q1与旁路流量Q2之和,即QQ1Q2。,图11-9 并联管道情况,第一节 气动执行器,29,以x代表并联管道时控制阀全开时的流量与总管最大流量Qmax之比,可以得到在压差p为一定时,而x为不同数值时的工作流量特性曲线。,图11-10 并联管道时控制阀的工作特性,第一
7、节 气动执行器,30,由上图可见,当x1,即旁路阀关闭时,控制阀的工作流量特性与理想流量特性相同。 随着x值的减小,即旁路阀逐渐打开,虽然阀本身的流量特性变化不大,但可调范围大大降低了。 控制阀关死,即l/L0时,流量Qmin大大增加。,第一节 气动执行器,在实际使用中总存在着串联管道阻力的影响,控制阀上的压差还会随流量的增加而降低,使可调范围下降得更多些,控制阀在工作过程中所能控制的流量变化范围更小,甚至几乎不起控制作用。 采用打开旁路阀的控制方案是不好的,一般认为旁路流量最多只能是总流量的百分之十几,即x值最小不低于0.8。,31,第一节 气动执行器,32, 串、并联管道都会使阀的理想流量
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