執(zhí)行器及其應用

編寫說明

前言

常用物理量符號意義

第1章 概論

1.1 執(zhí)行器概述

1.1.1 執(zhí)行器的作用

1.1.2 執(zhí)行器的構成

1.1.3 執(zhí)行器的分類

1.2 執(zhí)行器發(fā)展狀況

1.2.1 調節(jié)閥智能化

1.2.2 執(zhí)行器數(shù)字化、智能化、通信化技術

1.2.3 總結

第2章 閥門

2.1 概述

2.1.1 閥門的分類

2.1.2 閥門型號的編制方法

2.1.3 閥門常用標準代號

2.1.4 閥門的驅動裝置

2.2 調節(jié)閥

2.2.1 調節(jié)閥的流量系數(shù)和流量特性

2.2.2 調節(jié)閥的結構形式

2.2.3 調節(jié)閥的主要參數(shù)

2.3 執(zhí)行機構的特性分析

2.3.1 不平衡力和不平衡力矩

2.3.2 允許壓差的計算

第3章 氣動執(zhí)行機構

3.1 概述

3.1.1 氣動執(zhí)行器的用途與特點

3.1.2 氣動執(zhí)行器的組成

3.2 氣動執(zhí)行器結構、分類及工作原理

3.2.1 氣動執(zhí)行機構的用途與結構特點

3.2.2 氣動單元組合儀表

3.2.3 氣動執(zhí)行機構的工作原理舉例

3.3 氣動執(zhí)行器的特性和技術要求

3.3.1 氣動執(zhí)行機構的靜態(tài)、動態(tài)特性

3.3.2 執(zhí)行機構輸出力和剛度計算

3.4 氣動執(zhí)行器附件

3.4.1 閥門定位器

3.4.2 電氣轉換器

3.4.3 閥位傳送器

3.4.4 閥位控制器

3.4.5 電磁閥

3.4.6 氣動保位閥

3.4.7 氣動繼動器

3.4.8 手輪機構

3.4.9 油霧器

3.4.10 空氣過濾減壓器和空氣安全閥

3.4.11 空氣過濾器

3.4.12 氣動減壓器

3.4.13 其他附件

3.5 氣動執(zhí)行器的選擇方法

3.5.1 執(zhí)行機構和調節(jié)閥結構形式的選擇

3.5.2 控制回路中氣動調節(jié)閥的選用

3.5.3 氣開、氣關的選擇及實例

3.6 氣動執(zhí)行器的安裝與維護

3.6.1 氣動執(zhí)行器的安裝

3.6.2 氣動執(zhí)行器的維修

3.6.3 氣動執(zhí)行器常見故障及消除方法

3.7 液動閥門執(zhí)行器

3.7.1 液動執(zhí)行器特點和組成

3.7.2 液壓缸分類

3.7.3 電液執(zhí)行機構的控制

3.7.4 液壓控制元件

3.7.5 液動執(zhí)行器的使用和維護

3.7.6 液動執(zhí)行器動作異常原因分析

3.8 新型氣動執(zhí)行器

第4章 電動執(zhí)行器

4.1 概述

4.1.1 電動執(zhí)行器的用途和分類

4.1.2 電動執(zhí)行器的要求

4.2 DKJ及DKZ型電動執(zhí)行器

4.2.1 伺服電動機

4.2.2 晶閘管的觸發(fā)電路

4.2.3 步進電動機

4.2.4 前置磁放大器

4.2.5 附屬部件

4.2.6 典型參數(shù)

4.3 其他電動執(zhí)行器

4.3.1 積分式電動執(zhí)行器

4.3.2 滾切電動機式電動執(zhí)行器

4.3.3 多轉式電動執(zhí)行器

4.3.4 永磁低速同步電動機式執(zhí)行器

4.3.5 數(shù)字式電動執(zhí)行器

4.4 智能式電動執(zhí)行器

4.4.1 DKJ型電動執(zhí)行器及其不足

4.4.2 智能電動執(zhí)行器及特點

4.4.3 幾種典型智能電動執(zhí)行器

4.4.4 智能電動執(zhí)行器的發(fā)展趨勢

第5章 電磁閥

5.1 概述

5.1.1 電磁閥的主要特點

5.1.2 電磁閥的工作原理

5.1.3 電磁閥的技術發(fā)展

5.2 電磁閥的分類。

5.2.1 按閥體結構分類

5.2.2 按工作介質分類

5.2.3 按其他方式分類

5.3 填料函型電磁閥

5.3.1 填料函和填料結構

5.3.2 直接動作式電磁閥

5.3.3 差壓動作式電磁閥

5.4 無填料函型電磁閥

5.4.1 無填料函型電磁閥的特點及用途

5.4.2 直接動作式電磁閥

5.4.3 先導式電磁閥

5.5 特種用途電磁閥

5.5.1 防爆電磁閥

5.5.2 高溫高壓電磁閥

5.5.3 電磁閥舉例

5.6 電磁閥的選型與維護

5.6.1 安全性

5.6.2 適用性

5.6.3 可靠性

5.6.4 經濟性

5.6.5 如何正確地訂購閥門

5.6.6 電磁閥故障處理

5.6.7 電磁閥安裝注意事項

參考文獻

電動執(zhí)行器主要應用以下三大領域

1、 發(fā)電廠

典型應用有:

①火電行業(yè)應用

送風機風門擋板 一次進風風門擋板 空氣預熱風門擋板 煙氣再循環(huán) 旁路風門擋板 二次進風風門擋板 主風箱風門擋板 燃燒器調節(jié)桿 燃燒器搖擺驅動器 液壓推桿驅動器 葉輪機調速煙氣調節(jié)閥 蒸氣調節(jié)閥 球閥和蝶閥控制 滑動門 閘門

②其它電力行業(yè)的閥門執(zhí)行器應用

球閥 除塵控制噴水葉輪機轉速控制 控制大型液壓閥 燃氣控制閥 燃燒器點火啟動蒸氣控制閥 冷凝水再循環(huán), 脫氧機，鍋爐給水，過熱控制器，再加熱恒溫控制器，及其它相關閥門應用

2、 過程控制

用于化工、石化、模具、食品、醫(yī)藥、包裝等行業(yè)的生產過程控制，按照既定的邏輯指令或電腦程序對閥門、刀具、管道、擋板、滑槽、平臺等進行精確的定位、起停、開合、回轉，利用系統(tǒng)檢測出的溫度、壓力、流量、尺寸、輻射、亮度、色度、粗糙度、密度等實時參數(shù)對系統(tǒng)進行調整，從而實現(xiàn)間歇、連續(xù)和循環(huán)的加工過程的控制。

3、 工業(yè)自動化

用于較為廣泛的航空、航天、軍工、機械、冶金、開采、交通、建材等方面，對各類自動化設備和系統(tǒng)的運動點(運動部件)進行各種形式的調節(jié)和控制。

過程控制和工業(yè)自動化方面的主要應用舉例如下:

① 在硫礦生產中的應用

注水流量控制球閥和碟閥控制

②碳酸鉀管道閥門執(zhí)行器的應用

滑動門分流器 閘門球閥和蝶閥 球型控制閥

③水處理閥門執(zhí)行器的應用

液流流量控制調壓閥壓力控制 酸溶液流量控制

④石灰石/水泥廠閥門執(zhí)行器的應用

球 或蝶閥控制 處理干水泥，石膏，或液體 送風和引風機 調節(jié)型風門擋板 旁路風門擋板 環(huán)境污染控制和除塵裝置滑動門 對在料斗和儲藏庫的原材料進行物流控制 閘門 控制原材料在進料口的流量 燃氣控制閥 調節(jié)轉爐上燃燒器進氣量 蒸氣控制閥 控制生產過程所需的蒸氣

⑤在谷物加工廠執(zhí)行器的應用

閘門 分流閥 分配器 物料卸貨器/加熱器 除塵隔離擋板 氣流控制(物流干燥) 球閥和蝶閥控制

⑥鋼廠風門擋板和閥門執(zhí)行器的應用

球或蝶閥控制 控制冷卻水，廢水，或其它冷卻介質 調節(jié)型風門擋板 送風和引風機旁路風門擋板 閘門 環(huán)境污染控制和除塵裝置 滑動門 控制原材料在進料口的流量對在料斗和儲藏庫的原材料進行物流控制 燃氣控制閥 蒸氣控制閥 調節(jié)轉爐上燃燒器進氣量控制生產過程所需的蒸氣

⑦鋁廠風門擋板和閥門執(zhí)行器的應用

送風機風門擋板 一次進風風門擋板 空氣預熱風門擋板 煙氣再循環(huán) 旁路風門擋板 二次進風風門擋板 主風箱風門擋板 燃燒器調節(jié)桿 燃燒器搖擺驅動器 液壓推桿驅動器 葉輪機調速 煙氣調節(jié)閥 蒸氣調節(jié)閥 球閥和蝶閥控制 滑動門 閘門

⑧過程控制擋板的應用

空氣補充 排風機旁路 熱/冷風混和 應急關斷

⑨在石油工業(yè)中的應用

注油工藝流量控制 氣舉管路主閥門壓力控制 注水工藝流量控制 油井油質采樣試驗 / 生產用閥門

⑩在天然氣生產和輸送工業(yè)的應用

氣舉氣流流量控制 氣管路主閥門壓力控制 壓縮機喘振控制 天然氣壓力控制 天然氣管路主閥門壓力控制 應急關斷 天然氣調壓器控制 壓力控制 壓縮機喘振控制 流量控制

氣動、電動、液動執(zhí)行器的對比

調節(jié)閥所用執(zhí)行器不外乎氣動、電動、液動(電液動)這三種，其使用性能各有優(yōu)劣，下面分述之。

1、氣動執(zhí)行機構:現(xiàn)今大多數(shù)工控場合所用執(zhí)行器都是氣動執(zhí)行機構，因為用氣源做動力，相較之下，比電動和液動要經濟實惠，且結構簡單，易于掌握和維護。由維護觀點來看，氣動執(zhí)行機構比其它類型的執(zhí)行機構易于操作和校定，在現(xiàn)場也可以很容易實現(xiàn)正反左右的互換。它最大的優(yōu)點是安全，當使用定位器時，對于易燃易爆環(huán)境是理想的，而電訊號如果不是防爆的或本質安全的則有潛在的因打火而引發(fā)火災的危險。所以現(xiàn)在電動調節(jié)閥應用范圍越來越廣。但是在化工領域上，氣動調節(jié)閥還是占據著絕對的市場優(yōu)勢。

氣動執(zhí)行機構的主要缺點就是:響應較慢，控制精度欠佳，抗偏離能力較差，這是因為氣體的可壓縮性，尤其是使用大的氣動執(zhí)行機構時，空氣填滿氣缸和排空需要時間。但這應該不成問題，因為許多工況中不要求高度的控制精度和極快速的響應以及抗偏離能力。

2、電動執(zhí)行機構:電動執(zhí)行機構主要應用于動力廠或核動力廠，因為在高壓水系統(tǒng)需要一個平滑、穩(wěn)定和緩慢的過程。電動執(zhí)行機構的主要優(yōu)點就是高度的穩(wěn)定和用戶可應用的恒定的推力，最大執(zhí)行器產生的推力可高達225000kgf，能達到這么大推力的只有液動執(zhí)行器，但液動執(zhí)行器造價要比電動高很多。電動執(zhí)行器的抗偏離能力是很好的，輸出的推力或力矩基本上是恒定的，可以很好的克服介質的不平衡力，達到對工藝參數(shù)的準確控制，所以控制精度比氣動執(zhí)行器要高。如果配用伺服放大器，可以很容易地實現(xiàn)正反作用的互換，也可以輕松設定斷信號閥位狀態(tài)(保持/全開/全關)，而故障時，一定停留在原位，這是氣動執(zhí)行器所作不到，氣動執(zhí)行器必須借助于一套組合保護系統(tǒng)來實現(xiàn)保位。

電動執(zhí)行機構的缺點主要有:結構較復雜，更容易發(fā)生故障，且由于它的復雜性，對現(xiàn)場維護人員的技術要求就相對要高一些;電機運行要產生熱，如果調節(jié)太頻繁，容易造成電機過熱，產生熱保護，同時也會加大對減速齒輪的磨損;另外就是運行較慢，從調節(jié)器輸出一個信號，到調節(jié)閥響應而運動到那個相應的位置，需要較長的時間，這是它不如氣動、液動執(zhí)行器的地方。

3、液動執(zhí)行機構:當需要異常的抗偏離能力和高的推力以及快的形成速度時，我們往往選用液動或電液執(zhí)行機構。因為液體的不可壓縮性，采用液動執(zhí)行器的優(yōu)點就是較優(yōu)的抗偏離能力，這對于調節(jié)工況是很重要的，因為當調節(jié)元件接近閥座時節(jié)流工況是不穩(wěn)定的，越是壓差大，這種情況越厲害。另外，液動執(zhí)行機構運行起來非常平穩(wěn)，響應快，所以能實現(xiàn)高精度的控制。電液動執(zhí)行機構是將電機、油泵、電液伺服閥集成于一體，只要接入電源和控制信號即可工作，而液動執(zhí)行器和氣缸相近，只是比氣缸能耐更高的壓力，它的工作需要外部的液壓系統(tǒng)，工廠中需要配備液壓站和輸油管路，相比之下，還是電液執(zhí)行器更方便一些。

液動執(zhí)行機構的主要缺點就是造價昂貴，體檢龐大笨重，特別復雜和需要專門工程，所以大多數(shù)都用在一些諸如電廠、石化等比較特殊的場合。