氣動薄膜式執(zhí)行機構(gòu)

氣動薄膜式執(zhí)行機構(gòu)是指使用彈性膜片將輸入氣壓轉(zhuǎn)變?yōu)閷ν茥U的推力，通過推桿使閥心產(chǎn)生相應的位移，改變閥的開度。氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)以氣缸內(nèi)的活塞輸出推力，由于氣缸允許壓力較高，可獲得較大的推力，并容易制成長行程的執(zhí)行機構(gòu)。一個典型的氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)主要由彈性薄膜、壓縮彈簧和推桿組成。

它通常接受0.2×10~1.0×10Pa的標準壓力信號，并轉(zhuǎn)換成推力。氣動薄膜式執(zhí)行機構(gòu)的輸出是位移，它與信號壓力的關(guān)系為當執(zhí)行機構(gòu)的規(guī)格確定后，A和K便為常數(shù)，因此執(zhí)行機構(gòu)的位移與信號壓力成比例關(guān)系。當信號壓力通入薄膜氣室時，此壓力乘上膜片的有效面積得到推力，使推桿移動，彈簧受壓，直到彈簧產(chǎn)生的反作用力與薄膜上的推力相平衡為止。信號壓力越大，推力越大，推桿的位移即彈簧的壓縮量也就越大。推桿的位移范圍就是執(zhí)行機構(gòu)的行程。推桿則從零走到全行程，閥門就從全開（或全關(guān)）到全關(guān)（或全開）。

氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥概述：

氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的發(fā)展自20世紀初始至今已有八十年的歷史，先后產(chǎn)生了十個大類的調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品,自力式閥和定位器等，調(diào)節(jié)閥和控制閥的發(fā)展歷程如下：

20年代：原始的穩(wěn)定壓力用的調(diào)節(jié)閥問世。

30年代：以“V”型缺口的雙座閥和單座閥為代表產(chǎn)品V型調(diào)節(jié)球閥問世。

40年代：出現(xiàn)定位器，調(diào)節(jié)閥新品種進一步產(chǎn)生，出現(xiàn)隔膜閥、角型閥、蝶閥、球閥等。

50年代：球閥得到較大的推廣使用，三通閥代替兩臺單座閥投入系統(tǒng)。

60年代：在國內(nèi)對上述產(chǎn)品進行了系列化的改進設(shè)計和標準化、規(guī)范化后，國內(nèi)才才有了完整系列產(chǎn)品?，F(xiàn)在我們還在大量使用的單座閥、雙座閥、角型閥、三通閥、隔膜閥、蝶閥、球閥七種產(chǎn)品仍然是六十年代水平的產(chǎn)品。這時，國外開始推出了第八種結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)閥——套筒閥。

70年代：又一種新結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品——偏心旋轉(zhuǎn)閥問世（第九大類結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)閥品種）。這一時期套筒閥在國外被廣泛應用。70年代末，國內(nèi)聯(lián)合設(shè)計了套筒閥，使中國有了自己的套筒閥產(chǎn)品系列。

80年代：改革開放期間，中國成功引進了石化裝置和調(diào)節(jié)閥技術(shù)，使套筒閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥得到了推廣使用,尤其是套筒閥,大有取代單、雙座閥之勢,其使用越來越廣。80年代末,調(diào)節(jié)閥又一重大進展是日本的Cv3000和精小型調(diào)節(jié)閥，它們在結(jié)構(gòu)方面，將單彈簧的氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)改為多彈簧式薄膜執(zhí)行機構(gòu)，閥的結(jié)構(gòu)只是改進，不是改變。它的突出特點是使調(diào)節(jié)閥的重量和高度下降30%，流量系數(shù)提高30%。

90年代：90年代的調(diào)節(jié)閥重點是在可靠性、特殊疑難產(chǎn)品的攻關(guān)、改進、提高上。到了90年代末，由華林公司推出了第十種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品——全功能超輕型閥。它突出的特點是在可靠性上、功能上和重量上的突破。功能上的突破——唯一具備全功能的產(chǎn)品，故此，可由一種產(chǎn)品代替眾多功能上不齊全的產(chǎn)品，使選型簡化、使用簡化、品種簡化；在重量上的突破——比主導產(chǎn)品單座閥、雙座閥、套筒閥輕70～80%，比精小型閥還輕40～50%；可靠性的突破——解決了傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥等各種不可靠性因素，如密封的可靠性、定位的可靠性、動作的可靠性等。該產(chǎn)品的問世，使中國的調(diào)節(jié)閥技術(shù)和應用水平達到了九十年代末先進水平；它是對調(diào)節(jié)閥的重大突破；尤其是電子式全功能超輕型閥，必將成為下世紀調(diào)節(jié)閥的主流。

氣動 執(zhí)行器的執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)是統(tǒng)一的整體，其執(zhí)行機構(gòu)有薄膜式、活塞式、撥叉式和齒輪齒條式?；钊叫谐涕L，適用于要求有較大推力的場合；而薄膜式行程較小，只能直接帶動閥桿。 撥叉式氣動執(zhí)行器具有扭矩大、空間小、扭矩曲線更符合閥門的扭矩曲線等特點，但是不很美觀；常用在大扭矩的閥門上。齒輪齒條式氣動執(zhí)行機構(gòu)有結(jié)構(gòu)簡單，動作平穩(wěn)可靠，并且安全防爆等優(yōu)點，在發(fā)電廠、化工，煉油等對安全要求較高的生產(chǎn)過程中有廣泛的應用。

執(zhí)行器按其能源形式分為氣動，電動和液動三大類，它們各有特點，適用于不同的場合。氣動執(zhí)行器是執(zhí)行器中的一種類別。氣動執(zhí)行器還可以分為單作用和雙作用兩種類型。

氣動執(zhí)行機構(gòu)雙作用執(zhí)行機構(gòu)

執(zhí)行器的開關(guān)動作都通過氣源來驅(qū)動執(zhí)行，叫做DOUBLE ACTING (雙作用)。

雙作用執(zhí)行機構(gòu)的選用以DA系列氣動執(zhí)行機構(gòu)為例：

齒輪條式執(zhí)行機構(gòu)的輸出力矩是活塞壓力(氣源壓力所供)乘上節(jié)圓半徑(力臂)所得。且磨擦阻力小效率高。順時針旋轉(zhuǎn)和逆時針旋轉(zhuǎn)時輸出力矩都是線性的。在正常操作條件下，雙作用執(zhí)行機構(gòu)的推薦安全系數(shù)為25-50%

氣動執(zhí)行機構(gòu)單作用執(zhí)行機構(gòu)

SPRINGRETURN (單作用)的開關(guān)動作只有開動作是氣源驅(qū)動，而關(guān)動作時彈簧復位。

以SR系列氣動執(zhí)行機構(gòu)為例在彈簧復位的應用中，輸出力矩是在兩個不同的操作過程中所得，根據(jù)行程位置，每一次操作產(chǎn)生兩個不同的力矩值。

彈簧復位執(zhí)行機構(gòu)的輸出力矩由力(空氣壓力或彈簧作用力)乘上力臂所得第一種狀況：輸出力矩是由空氣壓力進入中腔壓縮彈簧后所得，稱為"空氣行程輸出力矩"在這種情況下，氣源壓力迫使活塞從0度轉(zhuǎn)向90度位置，由于彈簧壓縮產(chǎn)生反作用力。

力矩從起點時最大值逐漸遞減直至到第二種狀況：輸出力矩是當中腔失氣時彈簧恢復力作用在活塞上所得，稱為"彈簧行程輸出力矩"在這種情況下，由于彈簧的伸長，輸出力矩從90度逐漸遞減直0度如以上所述，單作用執(zhí)行機構(gòu)是根據(jù)在兩種狀況下產(chǎn)生一個平衡力矩的基礎(chǔ)上設(shè)計而成的。在每種情況下，通過改變每邊彈簧數(shù)量和氣源壓力的關(guān)系，有可能獲得不平衡力矩，在彈簧復位應用中可獲得兩種狀況：失氣開啟或失氣關(guān)閉。在正常工作條件下，彈簧復位執(zhí)行機構(gòu)的推薦安全系數(shù)為25-50%。