執(zhí)行器及其應(yīng)用

編寫說(shuō)明

前言

常用物理量符號(hào)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(gòu)成

1.1.3 執(zhí)行器的分類

1.2 執(zhí)行器發(fā)展?fàn)顩r

1.2.1 調(diào)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(shù)

1.2.3 總結(jié)

第2章 閥門

2.1 概述

2.1.1 閥門的分類

2.1.2 閥門型號(hào)的編制方法

2.1.3 閥門常用標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)

2.1.4 閥門的驅(qū)動(dòng)裝置

2.2 調(diào)節(jié)閥

2.2.1 調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)和流量特性

2.2.2 調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)形式

2.2.3 調(diào)節(jié)閥的主要參數(shù)

2.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(jì)算

第3章 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

3.1 概述

3.1.1 氣動(dòng)執(zhí)行器的用途與特點(diǎn)

3.1.2 氣動(dòng)執(zhí)行器的組成

3.2 氣動(dòng)執(zhí)行器結(jié)構(gòu)、分類及工作原理

3.2.1 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的用途與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

3.2.2 氣動(dòng)單元組合儀表

3.2.3 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理舉例

3.3 氣動(dòng)執(zhí)行器的特性和技術(shù)要求

3.3.1 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性

3.3.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力和剛度計(jì)算

3.4 氣動(dòng)執(zhí)行器附件

3.4.1 閥門定位器

3.4.2 電氣轉(zhuǎn)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(dòng)保位閥

3.4.7 氣動(dòng)繼動(dòng)器

3.4.8 手輪機(jī)構(gòu)

3.4.9 油霧器

3.4.10 空氣過(guò)濾減壓器和空氣安全閥

3.4.11 空氣過(guò)濾器

3.4.12 氣動(dòng)減壓器

3.4.13 其他附件

3.5 氣動(dòng)執(zhí)行器的選擇方法

3.5.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式的選擇

3.5.2 控制回路中氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選用

3.5.3 氣開(kāi)、氣關(guān)的選擇及實(shí)例

3.6 氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝與維護(hù)

3.6.1 氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝

3.6.2 氣動(dòng)執(zhí)行器的維修

3.6.3 氣動(dòng)執(zhí)行器常見(jiàn)故障及消除方法

3.7 液動(dòng)閥門執(zhí)行器

3.7.1 液動(dòng)執(zhí)行器特點(diǎn)和組成

3.7.2 液壓缸分類

3.7.3 電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制

3.7.4 液壓控制元件

3.7.5 液動(dòng)執(zhí)行器的使用和維護(hù)

3.7.6 液動(dòng)執(zhí)行器動(dòng)作異常原因分析

3.8 新型氣動(dòng)執(zhí)行器

第4章 電動(dòng)執(zhí)行器

4.1 概述

4.1.1 電動(dòng)執(zhí)行器的用途和分類

4.1.2 電動(dòng)執(zhí)行器的要求

4.2 DKJ及DKZ型電動(dòng)執(zhí)行器

4.2.1 伺服電動(dòng)機(jī)

4.2.2 晶閘管的觸發(fā)電路

4.2.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

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(dòng)執(zhí)行器

4.3.1 積分式電動(dòng)執(zhí)行器

4.3.2 滾切電動(dòng)機(jī)式電動(dòng)執(zhí)行器

4.3.3 多轉(zhuǎn)式電動(dòng)執(zhí)行器

4.3.4 永磁低速同步電動(dòng)機(jī)式執(zhí)行器

4.3.5 數(shù)字式電動(dòng)執(zhí)行器

4.4 智能式電動(dòng)執(zhí)行器

4.4.1 DKJ型電動(dòng)執(zhí)行器及其不足

4.4.2 智能電動(dòng)執(zhí)行器及特點(diǎn)

4.4.3 幾種典型智能電動(dòng)執(zhí)行器

4.4.4 智能電動(dòng)執(zhí)行器的發(fā)展趨勢(shì)

第5章 電磁閥

5.1 概述

5.1.1 電磁閥的主要特點(diǎn)

5.1.2 電磁閥的工作原理

5.1.3 電磁閥的技術(shù)發(fā)展

5.2 電磁閥的分類。

5.2.1 按閥體結(jié)構(gòu)分類

5.2.2 按工作介質(zhì)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(jié)構(gòu)

5.3.2 直接動(dòng)作式電磁閥

5.3.3 差壓動(dòng)作式電磁閥

5.4 無(wú)填料函型電磁閥

5.4.1 無(wú)填料函型電磁閥的特點(diǎn)及用途

5.4.2 直接動(dòng)作式電磁閥

5.4.3 先導(dǎo)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(hù)

5.6.1 安全性

5.6.2 適用性

5.6.3 可靠性

5.6.4 經(jīng)濟(jì)性

5.6.5 如何正確地訂購(gòu)閥門

5.6.6 電磁閥故障處理

5.6.7 電磁閥安裝注意事項(xiàng)

參考文獻(xiàn)

電動(dòng)執(zhí)行器主要應(yīng)用以下三大領(lǐng)域

1、 發(fā)電廠

典型應(yīng)用有:

①火電行業(yè)應(yīng)用

送風(fēng)機(jī)風(fēng)門擋板 一次進(jìn)風(fēng)風(fēng)門擋板 空氣預(yù)熱風(fēng)門擋板 煙氣再循環(huán) 旁路風(fēng)門擋板 二次進(jìn)風(fēng)風(fēng)門擋板 主風(fēng)箱風(fēng)門擋板 燃燒器調(diào)節(jié)桿 燃燒器搖擺驅(qū)動(dòng)器 液壓推桿驅(qū)動(dòng)器 葉輪機(jī)調(diào)速煙氣調(diào)節(jié)閥 蒸氣調(diào)節(jié)閥 球閥和蝶閥控制 滑動(dòng)門 閘門

②其它電力行業(yè)的閥門執(zhí)行器應(yīng)用

球閥 除塵控制噴水葉輪機(jī)轉(zhuǎn)速控制 控制大型液壓閥 燃?xì)饪刂崎y 燃燒器點(diǎn)火啟動(dòng)蒸氣控制閥 冷凝水再循環(huán), 脫氧機(jī)，鍋爐給水，過(guò)熱控制器，再加熱恒溫控制器，及其它相關(guān)閥門應(yīng)用

2、 過(guò)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(chǎn)過(guò)程控制，按照既定的邏輯指令或電腦程序?qū)﹂y門、刀具、管道、擋板、滑槽、平臺(tái)等進(jìn)行精確的定位、起停、開(kāi)合、回轉(zhuǎn)，利用系統(tǒng)檢測(cè)出的溫度、壓力、流量、尺寸、輻射、亮度、色度、粗糙度、密度等實(shí)時(shí)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)間歇、連續(xù)和循環(huán)的加工過(guò)程的控制。

3、 工業(yè)自動(dòng)化

用于較為廣泛的航空、航天、軍工、機(jī)械、冶金、開(kāi)采、交通、建材等方面，對(duì)各類自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)點(diǎn)(運(yùn)動(dòng)部件)進(jìn)行各種形式的調(diào)節(jié)和控制。

過(guò)程控制和工業(yè)自動(dòng)化方面的主要應(yīng)用舉例如下:

① 在硫礦生產(chǎn)中的應(yīng)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(yīng)用

滑動(dòng)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(yīng)用

液流流量控制調(diào)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(yīng)用

球 或蝶閥控制 處理干水泥，石膏，或液體 送風(fēng)和引風(fēng)機(jī) 調(diào)節(jié)型風(fēng)門擋板 旁路風(fēng)門擋板 環(huán)境污染控制和除塵裝置滑動(dòng)門 對(duì)在料斗和儲(chǔ)藏庫(kù)的原材料進(jìn)行物流控制 閘門 控制原材料在進(jìn)料口的流量 燃?xì)饪刂崎y 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)爐上燃燒器進(jìn)氣量 蒸氣控制閥 控制生產(chǎn)過(guò)程所需的蒸氣

⑤在谷物加工廠執(zhí)行器的應(yīng)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(fēng)門擋板和閥門執(zhí)行器的應(yīng)用

球或蝶閥控制 控制冷卻水，廢水，或其它冷卻介質(zhì) 調(diào)節(jié)型風(fēng)門擋板 送風(fēng)和引風(fēng)機(jī)旁路風(fēng)門擋板 閘門 環(huán)境污染控制和除塵裝置 滑動(dòng)門 控制原材料在進(jìn)料口的流量對(duì)在料斗和儲(chǔ)藏庫(kù)的原材料進(jìn)行物流控制 燃?xì)饪刂崎y 蒸氣控制閥 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)爐上燃燒器進(jìn)氣量控制生產(chǎn)過(guò)程所需的蒸氣

⑦鋁廠風(fēng)門擋板和閥門執(zhí)行器的應(yīng)用

送風(fēng)機(jī)風(fēng)門擋板 一次進(jìn)風(fēng)風(fēng)門擋板 空氣預(yù)熱風(fēng)門擋板 煙氣再循環(huán) 旁路風(fēng)門擋板 二次進(jìn)風(fēng)風(fēng)門擋板 主風(fēng)箱風(fēng)門擋板 燃燒器調(diào)節(jié)桿 燃燒器搖擺驅(qū)動(dòng)器 液壓推桿驅(qū)動(dòng)器 葉輪機(jī)調(diào)速 煙氣調(diào)節(jié)閥 蒸氣調(diào)節(jié)閥 球閥和蝶閥控制 滑動(dòng)門 閘門

⑧過(guò)程控制擋板的應(yīng)用

空氣補(bǔ)充 排風(fēng)機(jī)旁路 熱/冷風(fēng)混和 應(yīng)急關(guān)斷

⑨在石油工業(yè)中的應(yīng)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(zhì)采樣試驗(yàn) / 生產(chǎn)用閥門

⑩在天然氣生產(chǎn)和輸送工業(yè)的應(yīng)用

氣舉氣流流量控制 氣管路主閥門壓力控制 壓縮機(jī)喘振控制 天然氣壓力控制 天然氣管路主閥門壓力控制 應(yīng)急關(guān)斷 天然氣調(diào)壓器控制 壓力控制 壓縮機(jī)喘振控制 流量控制

氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)執(zhí)行器的對(duì)比

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

1、氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu):現(xiàn)今大多數(shù)工控場(chǎng)合所用執(zhí)行器都是氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，因?yàn)橛脷庠醋鰟?dòng)力，相較之下，比電動(dòng)和液動(dòng)要經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于掌握和維護(hù)。由維護(hù)觀點(diǎn)來(lái)看，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)比其它類型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)易于操作和校定，在現(xiàn)場(chǎng)也可以很容易實(shí)現(xiàn)正反左右的互換。它最大的優(yōu)點(diǎn)是安全，當(dāng)使用定位器時(shí)，對(duì)于易燃易爆環(huán)境是理想的，而電訊號(hào)如果不是防爆的或本質(zhì)安全的則有潛在的因打火而引發(fā)火災(zāi)的危險(xiǎn)。所以現(xiàn)在電動(dòng)調(diào)節(jié)閥應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。但是在化工領(lǐng)域上，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥還是占據(jù)著絕對(duì)的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要缺點(diǎn)就是:響應(yīng)較慢，控制精度欠佳，抗偏離能力較差，這是因?yàn)闅怏w的可壓縮性，尤其是使用大的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，空氣填滿氣缸和排空需要時(shí)間。但這應(yīng)該不成問(wèn)題，因?yàn)樵S多工況中不要求高度的控制精度和極快速的響應(yīng)以及抗偏離能力。

2、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu):電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要應(yīng)用于動(dòng)力廠或核動(dòng)力廠，因?yàn)樵诟邏核到y(tǒng)需要一個(gè)平滑、穩(wěn)定和緩慢的過(guò)程。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)就是高度的穩(wěn)定和用戶可應(yīng)用的恒定的推力，最大執(zhí)行器產(chǎn)生的推力可高達(dá)225000kgf，能達(dá)到這么大推力的只有液動(dòng)執(zhí)行器，但液動(dòng)執(zhí)行器造價(jià)要比電動(dòng)高很多。電動(dòng)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(zhì)的不平衡力，達(dá)到對(duì)工藝參數(shù)的準(zhǔn)確控制，所以控制精度比氣動(dòng)執(zhí)行器要高。如果配用伺服放大器，可以很容易地實(shí)現(xiàn)正反作用的互換，也可以輕松設(shè)定斷信號(hào)閥位狀態(tài)(保持/全開(kāi)/全關(guān))，而故障時(shí)，一定停留在原位，這是氣動(dòng)執(zhí)行器所作不到，氣動(dòng)執(zhí)行器必須借助于一套組合保護(hù)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)保位。

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)主要有:結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，更容易發(fā)生故障，且由于它的復(fù)雜性，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員的技術(shù)要求就相對(duì)要高一些;電機(jī)運(yùn)行要產(chǎn)生熱，如果調(diào)節(jié)太頻繁，容易造成電機(jī)過(guò)熱，產(chǎn)生熱保護(hù)，同時(shí)也會(huì)加大對(duì)減速齒輪的磨損;另外就是運(yùn)行較慢，從調(diào)節(jié)器輸出一個(gè)信號(hào)，到調(diào)節(jié)閥響應(yīng)而運(yùn)動(dòng)到那個(gè)相應(yīng)的位置，需要較長(zhǎng)的時(shí)間，這是它不如氣動(dòng)、液動(dòng)執(zhí)行器的地方。

3、液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu):當(dāng)需要異常的抗偏離能力和高的推力以及快的形成速度時(shí)，我們往往選用液動(dòng)或電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因?yàn)橐后w的不可壓縮性，采用液動(dòng)執(zhí)行器的優(yōu)點(diǎn)就是較優(yōu)的抗偏離能力，這對(duì)于調(diào)節(jié)工況是很重要的，因?yàn)楫?dāng)調(diào)節(jié)元件接近閥座時(shí)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(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行起來(lái)非常平穩(wěn)，響應(yīng)快，所以能實(shí)現(xiàn)高精度的控制。電液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是將電機(jī)、油泵、電液伺服閥集成于一體，只要接入電源和控制信號(hào)即可工作，而液動(dòng)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(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要缺點(diǎn)就是造價(jià)昂貴，體檢龐大笨重，特別復(fù)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(chǎng)合。