化工仪表及自动化第5章讲解.ppt

第一节 气动执行器 三、控制阀的选择 1.控制阀的尺寸选择 流经控制阀的流量为 令 代入式 (11-13) ,得 (11-13) (11-14) C称为控制阀的流量系数,它与阀芯与阀座的结构、阀前后的压差、流体性质等因素有关。 33 第一节 气动执行器 额定流量系数指在控制阀全开,阀两端压差为0.1MPa,介质密度为1g/cm3时,流经控制阀的介质流量数(以m3/h表示)。 举例 有一个C值为40的控制阀,表示当此阀全开,阀前后压差为0.1MPa时,每小时能通过的水量为40m3。 由式 (11-14)可知,当生产工艺中需要的流量Q和压差Δp决定后,就可确定阀门的流量系数C,再从流量系数C就可选择阀门的尺寸。 现在,用控制阀流量系数 KV代替流量系数C。 34 第一节 气动执行器 35 主要根据工艺条件，如温度、压力及介质的物理、化学特性（如腐蚀性、黏度等）来选择。 结构形式选择 特性选择 先按控制系统的特点来选择阀的希望流量特性，然后再考虑工艺配管情况来选择相应的理想流量特性。 目前使用比较多的是等百分比流量特性。 2.控制阀结构与特性的选择 第一节 气动执行器 主要从工艺生产上安全要求出发。信号压力中断时，应保证设备和操作人员的安全。如果阀处于打开位置时危害性小，则应选用气关式，以使气源系统发生故障，气源中断时，阀门能自动打开，保证安全。反之阀处于关闭时危害性小，则应选用气开阀。 选择要求 压力信号增加时，阀关小、压力信号减小时阀开大的为气关式。反之，为气开式。 3.气开式与气关式的选择 36 第一节 气动执行器 序号 执行机构 控制阀 气动执行器 （a） （b） （c） （d） 正 正 反 反 正 反 正 反 气关（反） 气开（正） 气开（正） 气关（反） 37 表11-1　组合方式表 图11-11 组合方式图 第一节 气动执行器 四、控制阀的安装和维护 38 （1）为便于维护检修，气动执行器应安装在靠近地面或楼板的地方。 （2）气动执行器应安装在环境温度不高于+60℃和不低于-40℃的地方，并应远离振动较大的设备。 （3）阀的公称通径与管道公称通径不同时，两者之间应加一段异径管。 第一节 气动执行器 （5）通过控制阀的流体方向在阀体上有箭头标明，不能装反。 （4）气动执行器应该是正立垂直安装于水平管道上。特殊情况下需要水平或倾斜安装时，除小口径阀外，一般应加支撑。即使正立垂直安装，当阀的自重较大和有振动场合时，也应加支撑。 （6）控制阀前后一般要各装一只切断阀，以便修理时拆下控制阀。考虑到控制阀发生故障或维修时，不影响工艺生产的继续进行，一般应装旁路阀。 39 第一节 气动执行器 40 （7）控制阀安装前，应对管路进行清洗，排去污物和焊渣。安装后还应再次对管路和阀门进行清洗，并检查阀门与管道连接处的密封性能。当初次通入介质时，应使阀门处于全开位置以免杂质卡住。 图11-12　控制阀在管道中的安装 1—调节阀；2—切断阀；3—旁路阀 （8）在日常使用中，要对控制阀经常维护和定期检修。 第二节 阀门定位器与电-气转换器 一、电-气阀门定位器 采用电-气阀门定位器后，可用电动控制器输出的0～10 mA 或4～20 mA DC电流信号去操纵气动执行机构； 41 第二节 阀门定位器与电-气转换器 图11-14 电-气阀门定位器 1—永久磁钢；2—导磁体；3—主杠杆(衔铁)；4—平衡弹簧；5—反馈凸轮支点；6—反馈凸轮；7—副杠杆；8—副杠杆支点；9—薄膜执行机构；10—反馈杆；11—滚轮；12—反馈弹簧；13—调零弹簧；14—挡板；15—喷嘴；16—主杠杆支点；17—放大器 42 第二节 阀门定位器与电-气转换器 二、电-气转换器 可将来自电动控制器的输出信号经转换后用以驱动气动执行器,或者将来自各种电动变送器的输出信号经转换后送往气动控制器。 图11-15 电-气转换器原理结构图 1—喷嘴挡板；2—调零弹簧；3—负反馈波纹管；4—十字弹簧；5—正反馈波纹管；6—杠杆；7—测量线圈；8—磁钢；9—铁芯；10—放大器 44 第三节 电动执行器 定义 电动执行器是电动控制系统中的一个重要组成部分。它把来自控制仪表的0～10mA或4～20mA的直流统一电信号,转换成与输入信号相对应的转角或位移,以推动各种类型的控制阀,从而达到连续控制生产工艺过程中的流量,或简单地开启和关闭阀门以控制流体的通断,达到自动控制生产过程的目的。 45 第三节 电动执行器 一、概述 1.电动执行器的特点 ① 由于工频电源取用方便,不需增添专门装置,特别是执行器应用数量不太多的单位,更为适宜; ② 动作灵敏、精度较高、