气动执行器的结构与分类
仪器网 · 2012-07-14 23:37 · 12853 次点击
1.执行机构
气动执行机构主要分为薄膜式和活塞式两种。其中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,习惯上称为气动薄膜调节阀。它的结构简单、价格便宜、维修方便,应用广泛。
气动活塞式执行机构的推力较大.主要适用于大口径、高压降控制阀或蝶阀的推动装置。
除了薄膜式和活塞式之外。还有长行程执行机构。它的行程长.、转矩大,适于输出转角(0度-90度)和力矩.如用于蝶阀或风门的推动装置。
气动薄膜式执行机构有正作用和反作用两种型式。当来自控制器或阀门定位器的信号压力增大时,阀杆向下移动的叫正作用执行机构(ZMA型)当信号压力增大时,阴杆向上移动的叫反作用执行机构(ZMB型)。正作用执行机构的信号压力是通人波纹膜片上方的薄膜气室.如图5-1-1所示;反作用执行机构的信号压力是通人波纹膜片下方的薄膜气室.通过更换个别零件,两者便能互相改装。
根据有无弹簧执行机构可分为有弹簧的及无弹簧的,有弹赞的薄膜式执行机构最为常用.无弹簧的薄膜式执行机构常用于双位式控制(即气开气关型).
有弹赞的薄膜式执行机构的输出位移与翰人气压信号成比例关系。当信号压力(通常为0.02-0.1MPa)通人薄膜气室时,在薄膜上产生一个推力,使阀杆移动并压缩弹簧,直至弹簧的反作用力与推力相平衡,推杆稳定在一个新的位置。信号压力越大,阀杆的位移量也越大。阀杆的位移即为执行机构的直线输出位移,也称行程。行程规格有10mm,16mm,25mm,40mm,60mm,100mm等。
2.控制机构
控制机构即控制阀,实际上是一个局部阻力可以改变的节流元件。通过阀杆上部与执行机构相连,下部与阀芯相连。由于阀芯在阀体内移动,改变了阀芯与阀座之间的流通面积,即改变了阀的阻力系数。被控介质的流最也就相应地改变,从而达到控制工艺参数的目的。根据不同的使用要求,控制阀的结构型式很多、主要有以下几种:
(1)直通单座控制阀这种阀的阀体内只有一个阀芯与阀座,如图5-1-2(a)所示.其特点是结构简单、泄翻景小,易于保证关闭,甚至完全切断。但是在压差大的时候,流体对阀芯上下作用的推力不平衡,这种不平衡力会影响阀芯的移动。因此这种阀一般应用在小口径、低压差的场合。
(2)直通双座控制阀阀体内有两个阀芯和阀座,如图5-1-2(b)所示。这是最常用的一种类型。由于流体流过的时候,作用在上、下两个阀芯上的推力方向相反而大小近于相等,可以互相抵消,所以不平衡力小。但是,由于加工的限制,上下两个拥芯阀座不易保证同时密闭,因此泄漏最较大.
根据阀芯与阀座的相对位置,这种阀可分为正作用式与反作用.式(或称正装与反装)两种型式。当阀体直立,阀杆下移时,阀芯与阀座间的流通面积减小的称为正作用式,图5-1-2(b)所示的为正作用式时的情况。如果将阀芯倒装,则当阀杆下移时,阀芯与阀座间流通面积增大,称为反作用式。
(3)角形控制阀角形阀的两个接管呈直角形,一般为底进侧出,如图5-1-2(c)所示。这种阀的流路简单、阻力较小,适用于现场管道要求直角连接,介质为高猫度、高压差和含有少量悬浮物和固体颗粒状的场合。
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(4)三通控制阀三通阀共有三个出人口与工艺管道连接。其流通方式有合流(两种介质混合成一路)型和分流(一种介质分成两路)型两种,分别如图5-1-2(d),(e)所示.这种阀可以用来代替两个直通阀,适用于配比控制与旁路控制。与直通阀相比,组成同样的系统时.可省掉一个二通阀和一个三通接管。
(5)隔膜控制阀它采用耐腐蚀衬里的阀体和隔膜,如图5-1-2(f)所示。隔膜阀结构简单、流阻小、流通能力比同口径的其他种类的阀要大。由于介质用隔膜与外界隔离,故无填料,介质也不会泄漏。这种阀耐腐蚀性强,适用于强酸、强碱、强腐蚀性介质的控制,也能用于高粘度及悬浮颗粒状介质的控制。
选用隔膜阀时,应注意执行机构须有足够的推力。一般隔膜阀直径大于100mm时。均采用活塞式执行机构.由于受衬里材料性质的限制,这种阀的使用温度宜在150℃以下,压力在1MPa以下。
(6)蝶阀又名翻板阀,如图5-1-2(g)所示。蝶阀具有结构简单、重量轻、价格便宜、流阻极小的优点.但泄漏量大,适用于大口径、大流量、低压差的场合,也可以用于含少量纤维或悬浮颗粒状介质的控制。
(7)球阀球阀的阀芯与阀体都呈球形体,转动阀芯使之与阀体处于不同的相对位置时,就具有不同的流通面积,以达到流量控制的目的,如图5-1-2(h)所示。
球阀阀芯有“V”形和“0”形两种开口形式,分别如图5-1-2(i),(j)所示.0形球阀的节流元件是带圆孔的球形体,转动球体可起控制和切断的作用,常用于双位式控制。V形球阀的节流元件是V形缺口球形体,转动球心使V形缺口起节流和剪切的作用,适用乎高钻度和污秽介质的控制。
(8)凸轮挠曲阀又名偏心旋转阀。它的阀芯呈扇形球面状,与挠曲臂及轴套一起铸成,固定在转动轴上,如图5-1-2(k)所示。凸轮挠曲阀的挠曲臂在压力作用下能产生挠曲变形,使阀芯球面与阀座密封圈紧密接触,密封性好。同时,它的重量轻、体积小、安装方便,适用于高枯度或带有悬浮物的介质流量控制。
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