电动调节阀的结构与工作原理
课前准备：多媒体课件制作、演示实验设备调试、以4人/小组进行分组。
一、课程导引——执行器的作用
在过程控制系统中，执行器接受调节器的指令信号，经执行机构将其转换成相应的角位移或直线位移，去操纵调节机构，改变被控对象进、出的能量或物料，以实现过程的自动控制。在任何自动控制系统中，执行器是必不可少的组成部分。如果把传感器比拟成控制系统的感觉器官，调节器就是控制系统的大脑，而执行器则可以比拟为干具体工作的手。
执行器常常工作在高温、高压、深冷、强腐蚀、高粘度、易结晶、闪蒸、汽蚀、高压差等状态下，使用条件恶劣，因此，它是整个控制系统的薄弱环节。如果执行器选择或使用不当，往往会给生产过程自动化带来困难。在许多场合下，会导致控制系统的控制质量下降、调节失灵，甚至因介质的易燃、易爆、有毒而造成严重的事故。为此，对于执行器的正确选用和安装、维修等各个环节，必须给予足够的注意。
执行器根据驱动动力的不同，可划分为气动执行
器、液动执行器和电动执行器，本次课将结合实验装
置所用的智能电动调节阀使用知识进行介绍。
二、产品知识——电动调节阀
的结构与工作原理（20分钟）
1、电动调节阀的基本结构
在THJ-2的实验装置上，配置了上海万迅仪表有
限公司生产的智能型电动调节阀，其型号为
QSVP-16K ，图1是电动调节阀的典型外形，它由两个可拆分的执行机构和调节阀（调节机构）部分组成。
上部是执行机构，接受调节器输出的0～10mADC 或
4～20mADC 信号，并将其转换成相应的直线位移，
推动下部的调节阀动作，直接调节流体的流量。各类电动调节阀的执行机构基本相同，但调节阀（调节机构）的结构因使用条件的不同类型很多，最常用的是直通单阀座和直通双阀座两种。
2、电动执行机构的基本结构（部分摘自上海万迅仪表产品说明书）
执行机构采用了德国进口的PSL 电子式一体化的电动执行机构，该产品体积小、重量轻，功能强、操作方便，已广泛应用于工业控制。 执 行 机 构调节阀图1 电动调节阀外形机构
其直行程电动执行器主要是由相互隔离的电气部分和齿轮传动部分组成，电机作为连接两个隔离部分的中间部件。电机按控制要求输出转矩，通过多级正齿轮传递到梯形丝杆上，梯形丝杆通过螺纹变换转矩为推力。
因此梯形螺杆通过自锁的输出轴将直
线行程传递到阀杆。执行机构输出轴
带有一个防止传动的止转环，输出轴
的径向锁定装置也可以做动位置指示
器。输出轴止动环上连有一个旗杆，
旗杆随输出轴同步运行，通过与旗杆
连接的齿条板将输出轴位移转换成电
信号，提供给智能控制板作为比较信
号和阀位反馈输出。同时执行机构的
行程也可由齿条板上的两个主限位开
关开限制，并由两机械限位保护。
3、执行机构工作原理
电动执行机构是以电动机为驱动
源、以直流电流为控制及反馈信号，原理方块图如图3所示。当控制器的输入端有一个信号输入时，此信号与位置信号进行比较，当两个信号的偏差值大于规定的死区时，控制器产生功率输出，驱动伺服电动机转动使减速器的输出轴朝减小这一偏差的方向转动，直到偏差小于死区为止。此时输出轴就稳定在与输入信号相对应的位置上。
图3 电动执行机构工作原理
4、控制器结构
控制器由主控电路板、传感器、带LED 操作按键、分相电容、接线端子等组成。智能伺服放大器以专用单片微处理器为基础，通过输入回路把模拟信号、阀位电阻信号转换成数字信号，微处理器根据采样结果通过人工智能控制软件后，显示结果及输出控制信号。
图3 智能控制器组成结构
5、调节阀的基本结构
调节阀与工艺管道中被调介质直接接触，阀芯在阀体内运动，改变阀芯与阀座之间的流通面积，即改变阀门的阻力系数就可以对工艺参数进行调节。
图4、图5给出直通单阀座和直通双阀座的典型结构，它由上阀盖(或高温上阀盖)、阀体、下阀盖、阀芯与阀杆组成的阀芯部件、阀座、填料、压板等组成。 图4 直通双座调节阀 图5 直通单座调节阀 控制器显示器功率驱动伺服电机传动部分行程标尺壳体输出轴支架联接螺母
图2 智能电动执行机构
直通单阀座的阀体内只有一个阀芯和一个阀座，其特点是结构简单、泄漏量小(甚至可以完全切断)和允许压差小。因此，它适用于要求泄漏量小，工作压差较小的干净介质的场合。在应用中应特别注意其允许压差，防止阀门关不死。直通双座调节阀的阀体内有两个阀芯和阀座。它与同口径的单座阀相比，流通能力约大20%～25%。因为流体对上、下两阀芯上的作用力可以相互抵消，但上、下两阀芯不易同时关闭，因此双座阀具有允许压差大、泄漏量较大的特点。故适用于阀两端压差较大，泄漏量要求不高的干净介质场合，不适用于高粘度和含纤维的场合。
三、动手实践——电动调节阀的基本使用（35分钟）
1、识读铭牌
识读电动调节阀的铭牌，并回答问题：a ）口径多少？b ）阀杆行程多大？c)工作压力是多少？d ）流量系数多少？e)最大推力是多少？
2、线路联接
由于PSL 执行机构采用了一体化技术，自带伺
服放大器，在不需要阀位显示的情况下，线路联接
极为方便，只需二路线——电源线和控制线。图6
是其线路联接图。
打开机壳即可看见如图示意，对应图示插上智
能控制板，嵌入定位销将其固定。执行机构外壳内
有端子条用于电气接线，选择适当的电源线与执行
机构相连，建议使用Φ1.0（mm2）导线。
注：线路联接时电源线一定要正确，不然会造成控制器损坏。
3、调试
执行机构在出厂前都进行了整定，一般使用时不需要再调试。实际使用中可能需对调节阀开度进行整定，为此，就PSL 的限位开关整定问题作介绍。
（1）基本原则
执行器与调节阀门安装连接组合后的产品调试必须作到三位同步：调节阀位置、行程开关位置、对应信号位置。例：输入信号为4mA ，下限位开关是断电位置；输入信号为20mA ，调节阀处于满度开位置，上限位开关是断电位置。判断行程限位开关力办法：上、下行程由调节凸块碰撞到限位开关时，会听到“咔嗒”声均可，反作用时相反操作。
（2）整定方法 控制信号220V
图6 执行机构电气联接图
? 手动执行器驱动阀门的阀芯接触阀座。当阀杆开始轴向动作时，阀杆受力为执行器盘簧的反作用力。
? 继续向同一方向驱动执行器，直到执行机构
盘簧被压缩到盘簧图表所示相应数值。这样保证关断
力，防止泄漏。
? 不通电转动手轮使阀杆下降至“0”位置时，
调整下限限位开关正好动作（图2）（右凸块）。同时
左旋反馈电位器到“0”欧姆位置。再转动手轮使阀
杆上升至标尺100%位置时，调节上限限位开关正好
动作（左凸块）。重复上述动作直至上、下限限位都
调整好。?? 四、理论提高——电动执行机构工作原理（选学25分钟）
1、电动执行机构的结构原理
通过以上部分的学习，我们已经知道电动执行机构由伺服放大器和执行单元两大部分，其典型结构原理方框图如图8所示，对其工作原理在此作进一步讨论。加深知识的理解与掌握，达到举一反三之目的。
图8 电动执行机构组成框图
伺服放大器将输入信号I i 和反馈信号I f 相比较，得到差值信号ΔI （ΔI =∑I i －I f ）。当差值信号ΔI ＞0时，ΔI 经伺服放大器功率放大后，驱动伺服电机正转，再经机械减速器减速后，使输出转角θ增大。输出轴转角位置经位置发送器转换成相应的反馈电流I f ，反馈到伺服放大器的输入端使ΔI 减小，直至ΔI =0时，伺服电机才停止转动，输出轴就稳定在与输入信号相对应的位置上。反之，当ΔI ＜0时，伺服电机反转，输出轴转角θ减少，I f 也相应减小，直至使ΔI =0时，伺服电机才停止转动，输出轴稳定在另一新的位置上。
2、伺服放大器
伺服放大器主要由前置磁放大器、触发器和可控硅交流开关等构成。它与电机配合工作的伺服驱动电路如图9所示。
图7 限位开关调整图
图9
前置放大器是一个增益很高的放大器，根据输入信号与反馈信号相减后偏差的正负，在a、b两点产生两位式的输出电压，控制两个可控硅触发电路中一个工作，一个截止。当前置放大器输出电压的极性为a（+）、b（－）时，触发电路2截止，可控硅SCR2接在二极管桥式整流器的直流端，它的导通使桥式整流器的c、d两端近于短接，故220V的交流电压直接接到伺服电机的绕组Ⅰ，同时经分相电容C F加到绕组Ⅱ上，这样，绕组Ⅱ中的电流相位比绕组Ⅰ超前90o，形成旋转磁场，使电机朝一个方向转动。如果前置放大器的输出电压极性和上述相反，即a（－）、b（+）时，触发电路1截止，可控硅SCR1不通，而触发电路2控制SCR2完全导通，使另一桥式整流器的两端e、f近于短接，电源电压直接加于电机绕组Ⅱ，并经分相电容C F供电给绕组Ⅰ。这样，绕组Ⅰ中的电流相位比绕组Ⅱ超前90o，电机朝相反的方向转动。由于前置放大器的增益很高，只要偏差信号大于不灵敏区，触发电路便可使可控硅导通，电动机以全速转动，这里可控硅起的是无触点开关的作用。当SCR1和SCR2都不导通，伺服电机停止转动。
3、执行单元
执行单元由伺服电机、机械减速和位置发送器三部分组成。执行单元接受伺服放大器或电动操作器的输出信号，控制伺服电机的正、反转，经机械减速器减速后变成输出力矩推动调节机构动作。与此同时，位置发送器将调节机构的角位移转换成相对应的0～10mA，DC 信号，作为阀位批示，并反馈到前置放大器的输入端作为位置反馈信号以平衡输入信号。
（1）伺服电机
伺服电机实际上是一个二相电容异步电机，它将伺服放大器输出的电功率转换成机械转矩，作为执行器的动力部件。
伺服电机由一个用冲槽硅钢片叠成的定子和鼠笼式转子组成。定子上均布着两个匝数、线径相同而相隔90o电角度的定子绕组Ⅰ和Ⅱ。由于分相电容C F的作用，Ⅰ和Ⅱ的电流相位总是相差90o，其合成向量产生定子旋转磁场，定子旋转磁场又在转子内产生感应电流并构成转子磁场，两个磁场相互作用，使转子旋转。如前所述，转子旋转方向取决于Ⅰ和Ⅱ中的电流相位差，即取决于分相电容C F串接在哪一个定子绕组中。
为了消除电机输出轴的惰走现
象（断电后，电机由于惯性而继续运
转），提高整机的稳定性，在伺服电
机的尾部还装有制动机构。其基本结
构如图8-6所示。在电机转子2的尾
端环上嵌装了几块磁路相互隔离的
衔铁3，电机转动时，定子磁场通过
此衔铁吸动制动轮8，使它和制动盘
9脱开，电机便自由转动。当电机断
电时，定子磁场消失，衔铁的吸力随
即消失，制动轮8在压缩弹簧5的作
用下，压紧在制动盘上，依靠轮和盘的磨擦力使转子迅速停止转动。制动轮上的调整螺钉6，可以调整压缩弹簧5的压紧力，以改变衔铁与制动轮套轴之间的间隙，保证可靠的吸与放。除了这种旁磁式制动机构外，还有杠杆式制动机构和电磁式制动机构。
电动机后罩端盖上还有手动按钮7，揿上手动按钮可使制动轮和制动盘脱开，以便就地手动操作执行器。
（2）减速器
电动执行机构中的减速器常在整个机构中占很大体积，是造成电动执行器结构复杂的主要原因。由于伺服电机大多是高转速小力矩的，必须经过近千倍的减速，才能推动调节机构。目前电动执行机构中常用的减速器有行星齿轮和蜗轮蜗杆两种，其中行星齿轮减速器由于体积小、传动效率高、承载能力大、单级速比可达100倍以上，获得广泛的应用。近年来，人们为简化减速机构，努力研制各种低速电机，希望直接获得低速度、大推力、小惯性的动力。但这些执行器的性能目前还不太理想。
（3）位置发送器
位置发送器的作用是将电动执行机构输出轴的位移转变为0～10mA ，DC 反馈信号的装置。其主要部分是差动变压器，如图11(b)所示。
图11 差动变压器
差动变压器采用三段式结构，中间一段绕有一个初级激磁线圈W 1，两边对称地绕有两个完全相同的次级线圈W 2，它们反向串联，其感应电势的差值作为输出。在线圈骨架中有一个可动铁芯。
在差动变压器的初级加上交流稳压电源后，两个次级绕组分别感应出交流电压V 34、V 56。由于两个次级绕组匝数相等，因此感应电压的大小和极性取决于铁芯的位置。 当铁芯位于差动变压器的中间位置时，5634V V =，输出V 0＝0；当铁芯右移时，3456V V >，V 0≠0，此时输出V 0的极性取决于V 56；当铁芯左移时，5634V V >，同样有V 0≠0，其V 0的极性取决于V 34。
图10
执行机构输出轴与差动变压器之间的联接如图11（a）所示。差动变压器的铁芯与凸轮斜面是靠弹簧相接触的，因此当输出轴转动时带动凸轮使铁芯左右移动。凸轮斜面将保证铁芯位置与输出轴之转角成线性关系。输出轴旋转90o时，铁芯在线圈中相应地移动8mm。
五、小结，学生课后自学布置（10分钟）
1、小结
通过本次课学习，必须明确电动调节阀的工作原理及结构，熟悉直通单阀座和直通双阀座的应用特点。能根据系统特点进行正确的电气联接，较熟练地实施执行机构的行程调整。同学们是否还有问题，可当场提问。
2、作业布置
（1）复习上课内容。
（2）基本读懂PSL执行机构产品说明书，并写出PSL执行机构的参数设置方法。
电动调节阀的内部结构和工作原理
电动调节阀的内部结构和工作原理 电动调节阀分为好多种，它们的名字也都不样：压力控制的叫电动调节阀，电动球阀啊、电动碟阀、智能调节阀，其实都是电动阀。电动阀可以粗略控制开度，实现原理就是在电机转动过程中停止。结构：由电动执行机构和调节阀连接组合后经过调试安装构成电动调节阀。工作电源：AC22V 380V等电压等级。 通过接收工业自动化控制系统的信号（如：4~20mA）来驱动阀门改变阀芯和阀座之间的截面积大小控制管道介质的流量、温度、压力等工艺参数。实现自动化调节功能。 流量特性介绍：电动调节阀的流量特性，是在阀两端压差保持恒定的条件下，介质流经电动调节阀的相对流量与它的开度之间关系。主要有：线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种。 应用领域：电力、化工、冶金、环保、水处理、轻工、建材等工业自动化系统领域。安装：电动调节阀最适宜安装为工作活塞上端在水平管线下部。温度传感器可安装在任何位置，整个长度必须浸入到被控介质中。 电动调节阀一般包括驱动器，接受驱动器信号（0-10V或4-20MA）来控制阀门进行调节，也可根据控制需要，组成智能化网络控制系统，优化控制实现远程监控。 类似产品：与电动调节阀功能相似的还有：自力式调节阀。 电动调节阀不需外加能源，通过调节设定点控制温度。当温度升高，阀门根据温度变化成比例的关闭。 电动调节阀包含一个控制阀和一个温控器（包含一个温度传感器、一个设定点调整器、一个毛细管和一个工作活塞），电动执行器依靠选择不同的温度状态应用。温度调节阀根据液体膨胀原理操作，如果在传感器上的温度升高，将使得液体填充物同时加热并膨胀，在工作活塞的作用下阀门关闭，此时将冷却介质。通过设定点键可以一步步调整，电动二通阀可以在标尺上读出。所有的温控器都配有一个超温安全保护设备。
F8型空气分配阀的构造及作用原理
F8 型空气分配阀的构造及作用原理 四方车辆研究所，与天津机车车辆机械厂共同研制了F8型空气分配阀。于1989年通过铁道部鉴定并列入推广项目。其结构、性能、检修工艺等方面均较我国原有的客车空气分配阀有较大的改进和提高，1998年开始在提速列车上使用。 1、F8阀可以与国内客车任何行号的三通阀，分配阀无条件混编， 2、F8型电空制动机可以与国内客车另一种电空制动机－104型电空制动机进行混编使用。 一、F8阀原理上的特点 F8阀采用二、三压力机构作用原理，既主阀是三压力机构（列车管、工作风缸、制动缸、三压力平衡），辅助阀是二压力机构（列车管和辅助空压力平衡）。由于主阀是三压力机购，所以具有良好的阶段缓解作用，但缓解时需要待列车管压力充到接近工作风缸压力时，制动缸压力才能降到零，所以缓解时间长。这与二压力分配阀有较大差距。为解决这个问题，辅助阀设计成二压力作用机构，并且具有加速缓解作用。主阀和辅助阀的相互配合，使该分配阀既具有三压力分配阀的阶段制动、阶段缓解、自动补风等特点。又具有二压力分配阀的轻易缓解的特点。 二、F8阀结构上的特点 采用了橡胶膜板和柱塞止阀结构，取消传统的涨圈，滑阀结构简化了检修工艺，延长了使用周期，提高了作用的可靠性。 三、F8阀性能上的特点 1、具有良好的制动缓解特点。
2、具有良好的阶段缓解特性，并有阶段与一次缓解的转换作用，适用范围广，提高列车操纵的灵活性。 3、具有制动补风性能。当列车施行制动后，制动缸一旦漏泄，可以制动补风，使制动缸压力保持不衰减。 4、制动缸最高压力可根据需要在一定范围（如380－480kpa）内調定。 5、具有良好的局部减压作用，制动波速快，制动一致性好。 F8型空气分配阀的构造及作用原理 第一节F8型空气分配阀的构造，F8型空气分配阀由主阀、中间体（管座）和辅助阀三部分组成。 一、主阀：主阀控制分配阀的充气、缓解、制动、保压等作用。是分配阀中主要部分，它是由主控部、充气阀、限压阀、副风缸充气止回阀、局减阀及主阀体、主阀下体组成。 主阀是三压力平衡机构，主活塞上下两侧分别是列车管和工作风缸压力空气，小活塞上方是制动缸压力，下方通大气。通过三压力（既p制p列与p工）平衡与否，来实现分配阀的制动、保压、缓解这三个基本作用位置。 当p制+p列 一、课程导引——执行器的作用 在过程控制系统中，执行器接受调节器的指令信号，经执行机构将其转换成相应的角位移或直线位移，去操纵调节机构，改变被控对象进、出的能量或物料，以实现过程的自动控制。在任何自动控制系统中，执行器是必不可少的组成部分。如果把传感器比拟成控制系统的感觉器官，调节器就是控制系统的大脑，而执行器则可以比拟为干具体工作的手。 执行器常常工作在高温、高压、深冷、强腐蚀、高粘度、易结晶、闪蒸、汽蚀、高压差等恶劣状态下，因此，它是整个控制系统的薄弱环节。如果执行器选择或使用不当，往往会给生产过程自动化带来困难。在许多场合下，会导致控制系统的控制质量下降、调节失灵，甚至因介质的易燃、易爆、有毒而造成严重的事故。 为此，对于执行器的正确选用和安装、维修等各个环 节，必须给予足够的注意。 执行器根据驱动动力的不同，可划分为气动执行 器、液动执行器和电动执行器，本次课将结合实验装 置所用的智能电动调节阀使用知识进行介绍。 二、产品知识——电动调节阀 的结构与工作原理（20分钟） 1、电动调节阀的基本结构 在THJ-2的实验装置上，配置了上海万迅仪表有 限公司生产的智能型电动调节阀，其型号为 QSVP-16K ，图1是电动调节阀的典型外形，它由两 个可拆分的执行机构和调节阀（调节机构）部分组成。 上部是执行机构，接受调节器输出的0～10mADC 或4～20mADC 信号，并将其转换成相应的直线位移，推动下部的调节阀动作，直接调节流体的流量。各类电动调节阀的执行机构基本相同，但调节阀（调节机构）的结构因使用条件的不同类型很多，最常用的是直通单阀座和直通双阀座两种。 2、电动执行机构的基本结构（部分摘自上海万迅仪表产品说明书） 执行机构采用了德国进口的PSL 电子式一体化的电动执行机构，该产品体积小、重量轻，功能强、操作方便，已广泛应用于工业控制。 其直线行程电动执行器主要是由相互隔离的电气部分和齿轮传动部分组成，电机作为连执 行 机 构调节阀图1 电动调节阀外形机构 阀门有哪些种类？其结构及工作原理在这里给大家分类总结： 1.截断阀类主要用于截断或接通介质流。包括闸阀、截止阀、隔膜阀、球阀、旋塞阀、蝶阀、柱塞阀、仪表针型阀等。 2.调节阀类主要用于调节介质的流量、压力等。包括调节阀、节流阀、减压阀等。 3.止回阀类用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。 4.分流阀类用于分离、分配或混合介质。包括各种结构的分配阀和疏水阀等。 5.安全阀类用于介质超压时的安全保护。包括各种类型的安全阀。 一、闸阀 靠阀板的上下移动，控制阀门开度。阀板象是一道闸门。闸阀关闭时，密封面可以只依靠介质压力来密封，即只依靠介质压力将闸板的密封面压向另一侧的阀座来保证密封面的密封，这就是自密封。大部分闸阀是采用强制密封的，即阀门关闭时，要依靠外力强行将闸板压向阀座，以保证密封面的密封性。闸阀的种类,按密封面配置可分为楔式闸板式闸阀和平行闸板式闸阀, 楔式闸板式闸阀又可分为: 单闸板式、双闸板式和弹性闸板式；平行闸板式闸阀可分为单闸板式和双闸板式。按阀杆的螺纹位置划分，可分为明杆闸阀和暗杆闸阀两种。国内生产闸阀的厂家比较多，连接尺寸也大多不统一。 性能特点： 优点： 1、流动阻力小。阀体内部介质通道是直通的，介质成直线流动，流动阻力小。 2、启闭时较省力。是与截止阀相比而言，因为无论是开或闭，闸板运动方向均与介质流动方向相垂直。 3、高度大，启闭时间长。闸板的启闭行程较大，降是通过螺杆进行的。 4、水锤现象不易产生。原因是关闭时间长。 5、介质可向两侧任意方向流动，易于安装。闸阀通道两侧是对称的。 6、结构长度(系壳体两连接端面之间的距离)较小。 7、形体简单, 结构长度短，制造工艺性好，适用范围广。 8、结构紧凑，阀门刚性好，通道流畅，流阻数小，密封面采用不锈钢和硬质合金，使用寿命长，采用PTFE填料．密封可靠．操作轻便灵活． 缺点： 电动调节阀工作原理 电动调节阀工作原理：压力控制的叫电动调节阀，电动球阀啊、电动碟阀、智能调节阀，其实都是电动阀扭距电动阀大调节形式上电动阀可以粗略控制开度实现原理就是在电机转动过程中停止。 结构：由电动执行机构和调节阀连接组合后经过调试安装构成电动调节阀。 工作电源：AC22V 380V等电压等级。 通过接收工业自动化控制系统的信号（如：4~20mA）来驱动阀门改变阀芯和阀座之间的截面积大小控制管道介质的流量、温度、压力等工艺参数。实现自动化调节功能。 流量特性介绍：电动调节阀的流量特性，是在阀两端压差保持恒定的条件下，介质流经电动调节阀的相对流量与它的开度之间关系。主要有：线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种。 应用领域：电力、化工、冶金、环保、水处理、轻工、建材等工业自动化系统领域。 安装：电动调节阀最适宜安装为工作活塞上端在水平管线下部。温度传感器可安装在任何位置，整个长度必须浸入到被控介质中。 电动调节阀一般包括驱动器，接受驱动器信号（0-10V或4-20MA）来控制阀门进行调节，也可根据控制需要，组成智能化网络控制系统，优化控制实现远程监控。 类似产品：与电动调节阀功能相似的还有：自力式调节阀。 电动调节阀不需外加能源，通过调节设定点控制温度。当温度升高，阀门根据温度变化成比例的关闭。 电动调节阀包含一个控制阀和一个温控器（包含一个温度传感器、一个设定点调整器、一个毛细管和一个工作活塞），电动执行器依靠选择不同的温度状态应用。温度调节阀根据液体膨胀原理操作，如果在传感器上的温度升高，将使得液体填充物同时加热并膨胀，在工作活塞的作用下阀门关闭，此时将冷却介质。通过设定点键可以一步步调整，电动二通阀可以在标尺上读出。所有的温控器都配有一个超温安全保护设备。 自力式调节阀是如何调节温度及流量和压力 自力式调节阀用于调节工业自动化过程控制领域中的介质流量、压力、温度、液位等工艺参数。根据自动化系统中的控制信号，自动调节阀门的开度，从而实现介质流量、压力、温度和液位的调节。 一、自力式温度调节阀工作原理(加热型) 温度调节阀是根据液体的不可压缩和热胀冷缩原理进行工作的。加热用自力式温度调节阀，当被控对象温度低于设定温度时，温包内液体收缩，作用在执行器推杆上的力减小，阀芯部件在弹簧力的作用下使阀门打开，增加蒸汽和热油等加热介质的流量，使被控对象温度上升，直到被控对象温度到了设定值时，阀关闭，阀关闭后，被控对象温度下降，阀又打开，加热介质又进入热交换器，又使温度上升，这样使被控对象温度为恒定值。 阀开度大小与被控对象实际温度和设定温度的差值有关。 二、自力式温度调节阀工作原理(冷却型) 冷却用自力式温度调节阀工作原理可参照加热用自力式温度调节阀，只是当阀芯部件在执行器与弹簧力作用下打开和关闭与温关阀相反，阀体内通过冷介质，主要应用于冷却装置中的温度控制。 三、自力式流量调节阀工作原理 被控介质输入阀后，阀前压力P1通过控制管线输入下膜室，经节流阀节流后的压力Ps输入上膜室，P1与Ps的差即△Ps=P1-Ps称为有效压力。P1作用在膜片上产生的推力与Ps作用在膜片上产生的推力差与弹簧反力相平衡确定了阀芯与阀座的相对位置，从而确定了流经阀的流量。 当流经阀的流量增加时，即△Ps增加，结果P1、Ps分别作用在下、上膜室，使阀芯向阀座方向移动，从而改变了阀芯与阀座之间的流通面积，使Ps增加，增加后的Ps作用在膜片上的推力加上弹簧反力与P1作用在膜片上的推力在新的位置产生平衡达到控制流量的目的。 相关链接：https://www.wendangku.net/doc/c515880696.html,/product/fmtjf/index.shtml 课前准备：多媒体课件制作、演示实验设备调试、以4人/小组进行分组。 一、课程导引——执行器的作用 在过程控制系统中，执行器接受调节器的指令信号，经执行机构将其转换成相应的角位移或直线位移，去操纵调节机构，改变被控对象进、出的能量或物料，以实现过程的自动控制。在任何自动控制系统中，执行器是必不可少的组成部分。如果把传感器比拟成控制系统的感觉器官，调节器就是控制系统的大脑，而执行器则可以比拟为干具体工作的手。 执行器常常工作在高温、高压、深冷、强腐蚀、高粘度、易结晶、闪蒸、汽蚀、高压差等状态下，使用条件恶劣，因此，它是整个控制系统的薄弱环节。如果执行器选择或使用不当，往往会给生产过程自动化带来困难。在许多场合下，会导致控制系统的控制质量下降、调节失灵，甚至因介质的易燃、易爆、有毒而造成严重的事故。为此，对于执行器的正确选用和安装、维修等各个环节，必须给予足够的注意。 执行器根据驱动动力的不同，可划分为气动执行 器、液动执行器和电动执行器，本次课将结合实验装 置所用的智能电动调节阀使用知识进行介绍。 二、产品知识——电动调节阀 的结构与工作原理（20分钟） 1、电动调节阀的基本结构 在THJ-2的实验装置上，配置了上海万迅仪表有 限公司生产的智能型电动调节阀，其型号为 QSVP-16K ，图1是电动调节阀的典型外形，它由两个可拆分的执行机构和调节阀（调节机构）部分组成。 上部是执行机构，接受调节器输出的0～10mADC 或 4～20mADC 信号，并将其转换成相应的直线位移， 推动下部的调节阀动作，直接调节流体的流量。各类电动调节阀的执行机构基本相同，但调节阀（调节机构）的结构因使用条件的不同类型很多，最常用的是直通单阀座和直通双阀座两种。 2、电动执行机构的基本结构（部分摘自上海万迅仪表产品说明书） 执行机构采用了德国进口的PSL 电子式一体化的电动执行机构，该产品体积小、重量执 行 机 构调节阀图1 电动调节阀外形机构 电动阀门控制原理图 对话世界能源巨头让中国每年省出13个核电站 “未来２５年，全球能源需求增加的部分中将有近１／４来自于中国。而能效水平低于工业发达国家近２０％状况，无疑使中国能源紧张的形势更加严峻。” “意法半导体营造了一个主动的可获益的大环境，数以百计的节能措施被建议并付诸实施，相关的节能投入每年平均为２５００万美元。” 电子产品的发展给人类生活带来越来越多便利与美好体验的同时，一些弊端也随之而生，电子垃圾、环境污染、能源消耗速度过快等种种问题开始困扰人们。于是，全球对环保与节能的关注达到了前所未有的高度，如何应对环保指令、开发新的节能产品、充分利用能源逐渐成为一个越来越热门的话题。随着２００８年奥运会的临近，中国政府也把环保节能提上日程。节约能源，越来越成为我们时刻关注的大事。为此，本报记者采访了意法半导体公司副总裁兼大中国区总裁柯明远，希望对该公司电子产品的能耗管理经验深入了解，并分析当今的能源管理市场及趋势。 蝶阀>>电动蝶阀>>电动硬密封蝶阀 球阀>>塑料球阀>>电动塑料球阀 产品详细信息 电动塑料球阀特性: 工作温度:0℃至+60℃ 工作压力：见图 流体范围:食品工业、石化和与聚氯乙烯相匹配的各种流体。 连接:内螺纹DIN/ISO228/1;焊接ISO727UNI7442/75 电动塑料球阀材料: 1)轴Shaft 聚氯乙烯PVC 2)O环O-Ring 三元乙丙橡胶EPDM 3)环型螺母Ringnut 聚氯乙烯PVC 4)阀体Body 聚氯乙烯PVC 5)端口End 聚氯乙烯PVC 6)O环O-Ring 三元乙丙橡胶EPDM 7)球体密封Ballsealing 8)球体Ball 聚氯乙烯PVC 9)O环O-Ring 三元乙丙橡胶EPDM 10)球体密封支架Ballsealingsupport 聚氯乙烯PVC 11)环Ring 聚氯乙烯PVC 电动塑料球阀尺寸表 "螺纹"订货号M61116 F03 M61116 F04 M61116 F05 M61116 F06 M61116 F07 M61116 F08 M61116 F09 M61116F 10 “焊接”订货号M61316 F83 M61316 F84 M61316 F85 M61316 F86 M61316 F87 M61316 F88 M61316 F89 M61316F 90 DN mm. 10 15 20 25 32 40 50 65 内螺纹尺寸mm. 3/8" 1/2" 3/4" 1" 1"1/4 1"1/2 2" 2"1/2 焊接管mm. 16 20 25 32 40 50 63 75 通径mm. 10 15 20 25 32 40 50 65 A mm. 207,5 207,5 207,5 207,5 207,5 207,5 207,5 207,5 B mm. 122,5 122,5 122,5 122,5 122,5 122,5 122,5 122,5 分配阀根据列车管内的压力变化来控制作用风缸的充气和排气，并通过变向阀，作用阀的作用来实现机车的制动，保压或缓解。分配阀在空气制动机中的重要性，如同人的心脏一样，如果一旦发生故障，则整个车辆空气制动机的作用就会完全失效，行车安全就没有保证。 分配阀（图1） 分配阀的构造 104 型空气分配阀由主阀、紧急阀和中间体三部分组成，主阀和紧急阀都是用螺栓与中间体连接。中间体用螺栓安装在车底架上。 中间体 中间体用铸铁铸成，外形呈长方体形，外部四个立面分别作为主阀、紧急阀安装座和制动管、工作风缸管、副风缸管、制动缸管的管座，内部为三个独立的空腔经通道与主阀座或紧急阀座相关孔连通。中间体上紧急阀安装座在靠车体的外侧面，与紧急阀安装座相邻的右侧面为主阀安装座，与紧急阀安装座相邻的左侧面上方管座为工作风缸连接管座，下方为制动管连接管座，另一个侧面上方管座为副风缸连接管座，下方为制动缸连接管座。中间体内有三个空腔，靠紧急阀安装座侧的上角部为1.5L的紧急室，下角部为0.6L的局减室，另有占中间体很大容积(3.8L)的容积室。中间体主阀安装座面的列车管通路L上设有过滤性能、机械性能优越的杯形滤尘器。 中间体各通路及外形图(图2) 主阀 主阀是分配阀的心脏部件，它根据制动管不同的压力变化，控制制动机实现充气、缓解、制动、保压等作用。主阀由作用部、充气部、均衡部、局减阀部、增压阀部等五部分组成。 主阀分解结构外形图(图3) 紧急阀 紧急阀是专为改善列车紧急制动性能而独立设置的。动作、作用不受主阀部的牵制和影响。紧急阀的功用是在紧急制动减压时，产生强烈的制动管紧急局部减压，加快制动管的排气速度，提高列车制动机紧急制动的灵敏度及可靠性，提高紧急制动波速，改善紧急制动性能。紧急阀由紧急阀上盖、紧急活塞杆、密封圈、紧急活塞、紧急活塞膜板、紧急活塞压板、压板螺母、安定弹簧、放风阀座、紧急阀体、排气保护罩垫、排气垫铆钉、滤尘网、放风阀(橡胶夹心阀)、放风阀弹簧、放风阀导向杆、放风阀套、紧急阀下盖等组成。 紧急阀分解结构外形图(图4) 1.电动阀即电磁阀，就是利用电磁线圈产生的磁场来拉动阀芯，从而改变阀体的通断，线圈断电，阀芯就依靠弹簧的压力退回。 电磁阀是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器；并不限于液压，气动。电磁阀用于控制液压流动方向，工厂的机械装置一般都由液压钢控制，所以就会用到电磁阀。 电磁阀的工作原理，电磁阀里有密闭的腔，在的不同位置开有通孔，每个孔都通向不同的油管，腔中间是阀，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来档住或漏出不同的排油的孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油刚的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞竿带动机械装置动。这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动。(中华泵阀网) 一：适用性 管路中的流体必须和选用的电磁阀系列型号中标定的介质一致。流体的温度必须小于选用电磁阀的标定温度。电磁阀允许液体粘度一般在20CST以下，大于20CST应注明。工作压差，管路最高压差在小于0.04MPa时应选用如ZS,2W,ZQDF,ZCM系列等直动式和分步直动式；最低工作压差大于0.04MPa时可选用先导式（压差式）电磁阀；最高工作压差应小于电磁阀的最大标定压力；一般电磁阀都是单向工作，因此要注意是否有反压差，如有安装止回阀。流体清洁度不高时应在电磁阀前安装过滤器，一般电磁阀对介质要求清洁度要好。 注意流量孔径和接管口径；电磁阀一般只有开关两位控制；条件允许请安装旁路管，便于维修；有水锤现象时要定制电磁阀的开闭时间调节。注意环境温度对电磁阀的影响电源电流和消耗功率应根据输出容量选取，电源电压一般允许±10%左右，必须注意交流起动时VA值较高。 二、可靠性 电磁阀分为常闭和常开二种；一般选用常闭型，通电打开，断电关闭；但在开启时间很长关闭时很短时要选用常开型了。 寿命试验，工厂一般属于型式试验项目，确切地说我国还没有电磁阀的专业标准，因此选用电磁阀厂家时慎重。 动作时间很短频率较高时一般选取直动式，大口径选用快速系列。 三、安全性 一般电磁阀不防水，在条件不允许时请选用防水型，工厂可以定做。 电磁阀的最高标定公称压力一定要超过管路内的最高压力，否则使用寿命会缩短或产生其它意外情况。 有腐蚀性液体的应选用全不锈钢型，强腐蚀性流体宜选用塑料王（SLF）电磁阀。 爆炸性环境必须选用相应的防爆产品。 四、经济性 调节阀执行机构的工作原理与分类研究 摘要:调节阀是物料或能量供给系统中不可缺少的重要组成部分,而执行机构是调节阀的关键组成部件。针对执行机构对调节阀工作性能的影响,分析了调节阀的执行机构类型，讨论了不同类型执行机构的组成、工作原理和特点，在此基础上对不同类型的执行机构适用范围进行了探讨，为调节阀的选择提供指导作用。 1引言 调节阀广泛应用于火力发电、核电、化工等流体控制场合，是工业生产过程最常用的终端控制元件。执行机构和调节阀门是组成调节阀的两大部件，执行机构根据控制信号驱动调节阀门,对通过的流体进行调节，从而改变操纵变量的数值[1～2］。作为调节阀的驱动部分，执行机构在很大程度上影响着调节阀的工作性能。本文讨论了调节阀的执行机构，并对各种类型执行机构的性能特点进行了分析。 2调节阀执行机构 按操作能源的不同,调节阀执行机构可分为气动执行机构、电动执行机构和电液执行机构。 2.1气动执行机构 气动薄膜执行机构是最常用的气动执行机构[3］,工作原理如图１所示。将2０～10０kPa的标准气压信号P通入薄膜气室中，在薄膜上便产生一个向下的推力，驱动阀杆部件向下移动，调节阀门打开。与此同时，弹簧被压缩，对薄膜产生一个向上的反作用力。当弹簧的反作用力与气压信号在薄膜产生的推力相等时，阀杆部件停止运动。信号压力越大，在薄膜上产生的推力就越大，弹簧压缩量即调节阀门的开度也就越大。 气动薄膜调节阀 将与执行阀杆刚性连接的调节阀运动部件视为一典型的质量－弹簧-阻尼环节,系统运动受力模型如图2所示。系统在运动过程满足以下方程： 方程式（１) 式中:m为与执行阀杆刚性连接的运动部件总质量;x为阀杆位移;ｃ为阻尼系数;ｆ为摩擦力；Fｓ为信号压力在薄膜上产生的推力；G为运动部件总重力;F ｔ为调节阀所控流体在阀芯上的压力差产生的不平衡力；k为弹簧刚度系数。当阀杆由下往上运动时，式(１)等号左端各项符号变负。 气动保位阀得工作原理？ 当压缩气源发生故障停止供气时，利用气动保位阀切断阀门控制通道,使阀门位置保持断气前得位置。以保证工艺过程得正常进行,直到系统中事故消除重新供气后气动保位阀才打开通道,恢复正常时得控制。气动保位阀动作压力就是可调节得,通常调节在0、１ＭPa左右。 1、气动调节阀动作分气开型与气关型?气动调节阀动作分气开型与气关型两种。气开型(Air tｏ Opｅn) 就是当膜头上空气压力增加时,阀门向增加开度方向动作,当达到输入气压上限时,阀门处于全开状态。反过来，当空气压力减小时,阀门向关闭方向动作,在没有输入空气时,阀门全闭。故有时气开型阀门又称故障关闭型(Fａｉｌ to Clｏsｅ FC）。气关型（Air tｏ Cｌoｓe)动作方向正好与气开型相反。当空气压力增加时，阀门向关闭方向动作;空气压力减小或没有时，阀门向开启方向或全开为止。故有时又称为故障开启型(Faiｌ to Open F Ｏ）。气动调节阀得气开或气关,通常就是通过执行机构得正反作用与阀态结构得不同组装方式实现。 气开气关得选择就是根据工艺生产得安全角度出发来考虑。当气源切断时,调节阀就是处于关闭位置安全还就是开启位置安全?举例来说,一个加热炉得燃烧控制,调节阀安装在燃料气管道上,根据炉膛得温度或被加热物料在加热炉出口得温度来控制燃料得供应。这时,宜选用气开阀更安全些,因为一旦气源停止供给,阀门处于关闭比阀门处于全开更合适。如果气源中断，燃料阀全开,会使加热过量发生危险。又如一个用冷却水冷却得得换热设备,热物料在换热器内与冷却水进行热交换被冷却,调节阀安装在冷却水管上，用换热后得物料温度来控制冷却水量，在气源中断时,调节阀应处于开启位置更安全些,宜选用气关式(即FO）调节阀。 气开式改变为气关式或气关式改变为气开式，如调节阀安装有智能式阀门定位器,在现场可以很容易进行互相切换。 但也有一些场合,故障时不希望阀门处于全开或全关位置,操作不允许,而就是希望故障时保持在断气前得原有位置处。这时,可采取一些其它措施,如采用保位阀或设置事故专用空气储缸等设施来确保。? 2、阀门定位器? 阀门定位器就是调节阀得主要附件,与气动调节阀大大配套使用，它接受调节器 气动调节阀工作原理 已有76 次阅读2011-01-27 09:04标签: 气动调节阀电磁阀转换器动力源 气动调节阀 气动调节阀是石油、化工、电力、冶金等工业企业广泛使用的工业过程控制仪表之一。通常由气动执行机构、阀门、**等连接安装调试后形成气动调节阀。 气动调节阀工作原理气动调节阀就是以压缩空气为动力源，以气缸为执行器，并借助于电气阀门**、转换器、电磁阀、保位阀等附件去驱动阀门，实现开关量或比例式调节，接收工业自动化控制系统的控制信号来完成调节管道介质的流量、压力、温度等各种工艺参数。气动调节阀的特点就是控制简单，反应快速，且本质安全，不需另外再采取防爆措施。 结构分类根据阀门动作方式可基本分为：直行程（薄膜调节阀、直行程气缸）和角行程（拨叉式、齿轮齿条式）两种方式。 维修检查气动调节阀准确正常地工作对保证工艺装置的正常运行和安全生产有着十分重要的意义。因此加强气动调节阀的维修是必要的。 一、检修时的重点检查部位 检查间体内壁：在高压差和有腐蚀性介质的场合，阀体内壁、隔膜阀的隔膜经常受到介质的冲击和腐蚀，必须重点检查耐压耐腐情况； 检查阀座：因工作时介质渗入，固定阀座用的螺纹内表面易受腐蚀而使阀座松弛； 检查阀芯：阀芯是调节阀的可动部件之一，受介质的冲蚀较为严重，检修时要认真检查阀芯各部是否被腐蚀、磨损，特别是在高压差的情况下，阀芯的磨损因空化引起的汽蚀现象更为严重。损坏严重的阀芯应予更换；检查密封填料：检查盘根石棉绳是否干燥，如采用聚四氟乙烯填料，应注意检查是否老化和其配合面是否损坏； 检查执行机构中的橡胶薄膜是否老化，是否有龟裂现象。 二、气动用调节阀的日常维护 当调节阀采用石墨一石棉为填料时，大约三个月应在填料上添加一次润滑油，以保证调节阀灵活好用。如发现填料压帽压得很低，则应补充填料，如发现聚四氟乙燥填料硬化，则应及时更换；应在巡回检查中注意调节阀的运行情况，检查阀位指示器和调节器输出是否吻合；对有**的调节阀要经常检查气源，发现问题及时处理；应经常保持调节阀的卫生以及各部件完整好用。 三、常见故障及产生的原因 （一）调节阀不动作。故障现象及原因如下： 1．无信号、无气源。①气源未开，②由于气源含水在冬季结冰，导致风管堵塞或过滤器减压阀堵塞失灵，③压缩机故障；④气源总管泄漏。 2．有气源，无信号。①调节器故障；③**波纹管漏气；④调节网膜片损坏。 3．**无气源。①过滤器堵塞；②减压阀故障I③管道泄漏或堵塞。 4．**有气源，无输出。**的节流孔堵塞。 工作原理 1、自力式压力调节阀工作原理（阀后压力控制）（如图1） 工作介质的阀前压力P1经过阀芯、阀座后的节流后，变为阀后压力P2。P2经过控制管线输入到执行器的下膜室内作用在顶盘上，产生的作用力与弹簧的反作用力相平衡，决定了阀芯、阀座的相对位置，控制阀后压力。当阀后压力P2增加时，P2作用在顶盘上的作用力也随之增加。此时，顶盘的作用力大于弹簧的反作用力，使阀芯关向阀座的位置，直到顶盘的作用力与弹簧的反作用力相平衡为止。这时，阀芯与阀座的流通面积减少，流阻变大，从而使P2降为设定值。同理，当阀后压力P2降低时，作用方向与上述相反，这就是自力式（阀后）压力调节阀的工作原理。 2、自力式压力调节阀工作原理（阀前压力控制）（如图2） 工作介质的阀前压力P1经过阀芯、阀座后的节流后，变为阀后压力P2。同时P1经过控制管线输入到执行器的上膜室内作用在顶盘上，产生的作用力与弹簧的反作用力相平衡，决定了阀芯、阀座的相对位置，控制阀前压力。当阀后压力P1增加时，P1作用在顶盘上的作用力也随之增加。此时，顶盘的作用力大于弹簧的反作用力，使阀芯向离开阀座的方向移动，直到顶盘的作用力与弹簧的反作用力相平衡为止。这时，阀芯与阀座的流通面积减大，流阻变小，从而使P1降为设定值。同理，当阀后压力P1降低时，作用方向与上述相反，这就是自力式（阀前）压力调节阀的工作原理。 3、自力式温度调节阀工作原理（加热型）（如图3） 温度调节阀是根据液体的不可压缩和热胀冷缩原理进行工作的。 加热用自力式温度调节阀，当被控对象温度低于设定温度时，温包内液体收缩，作用在执行器推杆上的力减小，阀芯部件在弹簧力的作用下使阀门打开，增加蒸汽和热油等加热介质的流量，使被控对象温度上升，直到被控对象温度到了设定值时，阀关闭，阀关闭后，被控对象温度下降，阀又打开，加热介质又进入热交换器，又使温度上升，这样使被控对象温度为恒定值。阀开度大小与被控对象实际温度和设定温度的差值有关。 4、自力式温度调节阀工作原理（冷却型）（如图4） 冷却用自力式温度调节阀工作原理可参照加热用自力式温度调节阀，只是当阀芯部件在执行器与弹簧力作用下打开和关闭与温关阀相反，阀体内通过冷介质，主要应用于冷却装置中的温度控制。 气动调节阀知识 气动调节阀就是以压缩空气为动力源，以气缸为执行器，并借助于电气阀门定位器、转换器、电磁阀、保位阀等附件去驱动阀门，实现开关量或比例式调节，接收工业自动化控制系统的控制信号来完成调节管道介质的：流量、压力、温度等各种工艺参数。气动调节阀的特点就是控制简单，反应快速，且本质安全，不需另外再采取防爆措施。 ◆◆◆ 气动调节阀工作原理(图) 气动调节阀通常由气动执行机构和调节阀连接安装调试组成，气动执行机构可分为单作用式和双作用式两种，单作用执行器内有复位弹簧，而双作用执行器内没有复位弹簧。其中单作用执行器，可在失去起源或突然故障时，自动归位到阀门初始所设置的开启或关闭状态。 气动调节阀根据动作形式分气开型和气关型两种，即所谓的常开型和常闭型，气动调节阀的气开或气关，通常是通过执行机构的正反作用和阀态结构的不同组装方式实现。 ◆◆◆ 气动调节阀作用方式： 气开型（常闭型）是当膜头上空气压力增加时，阀门向增加开度方向动作，当达到输入气压上限时，阀门处于全开状态。反过来，当空气压力减小时，阀门向关闭方向动作，在没有输入空气时，阀门全闭。顾通常我们称气开型调节阀为故障关闭型阀门。 气关型（常开型）动作方向正好与气开型相反。当空气压力增加时，阀门向关闭方向动作；空气压力减小或没有时，阀门向开启方向或全开为止。顾通常我们称气关型调节阀为故障开启型阀门。 气开气关的选择是根据工艺生产的安全角度出发来考虑。当气源切断时，调节阀是处于关闭位置安全还是开启位置安全。 举例来说，一个加热炉的燃烧控制，调节阀安装在燃料气管道上，根据炉膛的温度或被加热物料在加热炉出口的温度来控制燃料的供应。这时，宜选用气开阀更安全些，因为一旦气源停止供给，阀门处于关闭比阀门处于全开更合适。如果气源中断，燃料阀全开，会使加热过量发生危险。又如一个用冷却水冷却的的换热设备，热物料在换热器内与冷却水进行热交换被冷却，调节阀安装在冷却水管上，用换热后的物料温度来控制冷却水量，在气源中断时，调节阀应处于开启位置更安全些，宜选用气关式(即FO)调节阀。 ◆◆◆ 阀门定位器 阀门定位器是调节阀的主要附件，与气动调节阀大大配套使用，它接受调节器的输出信号，然后以它的输出信号去控制气动调节阀，当调节阀动作后，阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器，阀位状况通过电信号传给上位系统。阀门定位器按其结构形式和工作原理可以分成气动阀门定位器、电-气阀门定位器和智能式阀门定位器。 电动调节阀的结构与工作原理 课前准备：多媒体课件制作、演示实验设备调试、以4人/小组进行分组。 、课程导引一一执行器的作用 在过程控制系统中，执行器接受调节器的指令信号，经执行机构将其转换成相应的角位移或直线位移，去操纵调节机构，改变被控对象进、出的能量或物料，以实现过程的自动控制。在任何自动控制系统中，执行器是必不可少的组成部分。如果把传感器比拟成控制系统的感觉器官，调节器就是控制系统的大脑，而执行器则可以比拟为干具体工作的手。 执行器常常工作在咼温、咼压、深冷、强腐蚀、高粘度、易结晶、闪蒸、汽蚀、高压差等状态下，使用条件恶劣，因此，它是整个控制系统的薄弱环节。如果执行器选择或使用不当，往往会给生产过程自动化带来困难。在许多场合下，会导致控制系统的控制质量下降、调节失灵，甚至因介质的易燃、易爆、有毒而造成严重的事故。 为此，对于执行器的正确选用和安装、维修等各 个环节，必须给予足够的注 意、。 执行器根据驱动动力的 不同，可划分为气动执行 器、液动执行器和电动执行 器，本次课将结合实验装置 所用的智能电动调节阀使用 知识进行介绍。 分钟） 1、电动调节阀的基本结构 在THJ-2的实验装置上，配置了上海万迅仪表有限公司生产的智能型电动调节阀，其型号为QSVP-16K，图1是电动调节阀的典型外形，它由两个可拆分的执行机构和调节阀（调节机构）咅部分组成。上咅部是执行机构，接受调节器输出的0?10mADC或4?20mADC信号，并将其转换成相应的直线位移，推动下咅帕勺调节〔阀动作，直接调节流体的流量。各类电动调节阀的执行机构基本相同，但调节阀（调节机构）的结构因使用条件的不同类型很多，最常用的是直通单阀座和直通双阀座两种。 2、电动执行机构的基本结构（部分摘自上海万迅仪表产品说明书） 执行机构采用了德国进口的PSL电子式一体化的电动执行机构，该产品体积小、重量轻，功能强、操作方便，已广泛应用于工业控制。 电气其分和齿轮动执行器主要是由相互隔离的 动部分组成，电机作为连接两个隔离部分的中间部件。 电机按控制要求输出转矩，通过多级正齿轮传递到梯形丝杆上，梯形丝杆通过螺纹变换转矩为推力。因此梯形螺杆通过自锁的输 显示器 控制器 伺服电机 功率驱动 行程标尺支架 传动部分 壳体输出轴 关于自力式调节阀的说明 自力式调节阀又称自力式控制阀，是由阀体、阀座、阀芯、平衡弹簧等部件组成，是一种无需外加能源，利用被调节介质自身压力变化来进行自动调节的阀门，是根据力学原理将被控介质引入执行机构产生力作用推动，控制阀芯元件上下位移达到自动调节，使阀前(或阀后)压力稳定的节能型产品。例如，如果管道中压力升高，那么阀门输出端反馈信号通过信号管传递到执行机构驱动阀瓣使阀门开度变小，从而降低压力使其维持到恒定值，如果管道中压力降低，那么阀门输出端反馈信号通过信号管传递到执行机构驱动阀瓣使阀门开度变大，从而升高压力使其维持到恒定值。自力式调节阀是一种新的调节阀种类，功能原理与一般的调节阀相同，主要区别在于无需外界提供动力和不接受外来仪表控制信号。自力式调节阀按照功能和结构可分为压力自力式调节阀、差压自力式调节阀、温度自力式调节阀、液位自力式调节阀及流量自力式调节阀。该产品最大的特点是能在无电、无气的场所工作，压力设定值在运行中可随意调整。采用快开流量特性，动作灵敏、密封性能好，广泛应用于石油、化工等行业工业设备中气体、液体、蒸汽等介质的自动控制。 自力式调节阀与减压阀的主要区别： 1. 工作目的是不一样的，自力式调节阀重在调节，减压阀是单纯的减压； 2. 减压阀是可以主观进行压力调节，如果阀前压力波动大，调节需 比较频繁。而自力式调节阀是根据一个设定的、客观的数值自动进行动作的，调节后的压力可以是恒定的； 3. 减压阀需要手动调节压差，如果阀前压力变化，阀后压力也是变化的，不能自动调节到固定的压力。而自力式调节阀可以自动地做到背压稳定或者阀前压力稳定； 4. 自力式调节阀的主要目的是维持压力稳定，而减压阀主要作用是将压力降至一定数值之下； 5. 减压阀调节范围更广，而自力式调节阀则只能将压力调节到恒定值； 6. 减压阀调节精度更高，一般为0.5，而自力式调节阀的调节精度一般为8%-10%； 7. 自力式调节阀可以控制压力、差压、温度、液位、流量等，而减压阀功能比较单一，一般只起减压作用； 8. 自力式调节阀既可以调节阀前压力稳定，也可以调节阀后压力稳定，而减压阀只能调节阀后压力，起到减压作用； 9. 应用行业不同，自力式调节阀广泛应用于石油、化工等行业，减压阀主要应用于给水系统、消防系统、采暖系统、中央空调系统等。 阀门定位器的工作原理与结构 阀门定位器是气动调节阀的关键附件之一，其作用是把调节装置输出的电信号变成驱动调节阀动作的气信号。它具有阀门定位功能，既克服阀杆摩擦力，又可以克服因介质压力变化而引起的不平衡力，从而能够使阀门快速的跟随，并对应于调节器输出的控制信号，实现调节阀快速定位，提升其调节品质。随着智能仪表技术的发展，微电子技术广泛应用在传统仪表中，大大提高了仪表的功能与性能。 阀门定位器(图1) 阀门定位器的原理：反馈杆反馈阀门的开度位置发生变化，当输入信号产生的电磁力矩与定位器的反馈系统产生的力矩相等，定位器力平衡系统处于平衡状态，定位器处于稳定状态，此时输入信号与阀位成对应比例关系。当输入信号变化或介质流体作用力等发生变化时，力平衡系统的平衡状态被打破，磁电组件的作用力与因阀杆位置变化引起的反馈回路产生的作用力就处于不平衡状态，由于喷嘴和挡板作用，使定位器气源输出压力发生变化，执行机构气室压力的变化推动执行机构运动，使阀杆定位到新位置，重新与输入信号相对应，达到新的平衡状态。在使用中改变定位器的反馈杆的结构(如凸轮曲线)，可以改变调节阀的正、反作用，流量特性等，实现对调节阀性能的提升。 智能阀门定位器结构如下图所示，其中虚线内为定位器部分，右侧为气动执行机构。控制和驱动电路，以及位置反馈传感器的数据采集电路，均位于定位器内的电路板中。控制 电路主要完成控制信号和位置反馈信号的数据采集与处理工作，同时形成稳定输出电压。驱动电路用于PWM电流滤波后的功率放大。喷嘴挡板、喷嘴以及相应组件构成了I/P转换器，实现电气转换。调节喷嘴挡板和喷嘴的间距，通过气体放大器，完成对输出气体的调节。反馈杆和位置反馈传感器，完成气动执行机构位移的检测，并组成完整的闭环控制系统。 智能阀门定位器结构图(图2) 自力式调节阀依靠流经阀内介质自身的压力、温度作为能源驱动阀门自动工作，不需要外接电源和二次仪表。这种自力式调节阀都利用阀输出端的反馈信号（压力、压差、温度）通过信号管传递到执行机构驱动阀瓣改变阀门的开度，达到调节压力、流量、温度的目的。这种调节阀又分为直接作用式和间接作用式两种。 自力式流量调节阀从结构上说，是一个双阀组合，即由一个手动调节阀组和自动平衡阀组组成。手动调节阀组的作用是设定流量，自动平衡阀组的作用是维持流量恒定。 蒸汽调节阀对于手动调节阀组来说，流量G=P2-P3式中Kv为手动调节阀阀口的流量系数，P2-P3为手动调节阀阀口两侧的压差。Kv的大小取决于开度，开度固定，Kv即为常数，那么只要P2-P3不变，则流量G不变。而P2-P3的恒定是由自动平衡阀组控制的。比如进出口压差P1-P3增大，则通过感压膜和弹簧的作用使自动平衡阀组关小，使P1-P2增大，从而维持P2-P3的恒定；反之P1-P3减小，则自动平衡阀组开大，使P1-P2减小，维持P2-P3的恒定。手动调节阀组的每一个开度对应一个流量，开度和流量的关系由试验台试验标定，并配有开度的显示和锁定装置。 自力式流量控制阀的作用是在阀的进出口压差变化的情况下，维持通过阀门的流量恒定，从而维持与之串联的被控对象（如一个环路，一个用户，一台设备等，下同）的流量恒定，自力式流量控制阀的名称较多，如自力式流量平衡阀，定流量阀，自平衡阀，动态流量平衡阀等，各种类型的自力式流量控制阀，结构各有相异，但工作原理相似。 电动调节阀自力工流量控制阀是一个新的调节阀种类，相对于手动调节阀，它的优点是能够自动调节；相对于电动调节阀，它的优点是不需要外部动力，应用实践证明，在闭式水循环系统（如热水供暖系统，空调冷冻系统）中，正确使用这种阀门，可以很方便地实现系统的流量分配；可以实现系统的动态平衡；可以大大简化系统的调试工作；可以稳定泵的工作状态等。因此，自力式调节阀在供热空调工程中有着广阔的应用前景。 自力式流量控制阀安装调试： 1、介质流动方向应与阀体的流向箭头一致； 2、安装后根据与其串联管路的需求设定流量； 3、检查阀门两端的压差是否在工作压差范围； 4、尽可能避免阀门在最小流量状态下工作； 5、弹簧罩上没有排污螺钉，应定期排污。气动调节阀 上海沪禹泵阀设备有限公司，位于上海市金山工业区亭枫公路3976号，是一家致力于科研、生产、销售、服务于一体的专业生产企业，现有职工89人，工程技术人员6人，其中搞中技术人员2人。公司自创建以来一贯坚持以质量求生存，以信誉求发展的经营理念，科学、进取、务实、创新的企业文化，贯彻质量就是企业的生命的原则，制定了严格的质量措施，以强大的品质保证，为市场提供搞品质产品。公司主导产品有：气动调节阀、电动调节阀、气动阀门、电动阀门、球阀、蝶阀、电磁阀、过滤器、截止阀、止回阀、闸阀等十三个系列300多个品种，产品广泛应用于石油、化工、制药、轻工、食品、环保、造纸等行业，优质的质量赢得了客户的一致好评和信赖。 气动调节阀工作原理图文详解（附图） 气动调节阀工作原理简单地说是通过压缩空气实现的，在实际应用中，了解气动调节阀工作原理有很大的意义。下面，世界工厂泵阀网综合运用图文为大家详细介绍气动调节阀工作原理。 气动调节阀是石油、化工、电力、冶金等工业企业广泛使用的工业过程控制仪表之一。通常由气动执行机构、阀门、定位器等连接安装调试后形成气动调节阀。 气动调节阀工作原理 气动调节阀就是以压缩空气为动力源，以气缸为执行器，并借助于电气阀门定位器、转换器、电磁阀、保位阀等附件去驱动阀门，实现开关量或比例式调节，接收工业自动化控制系统的控制信号来完成调节管道介质的流量、压力、温度等各种工艺参数。气动调节阀的特点就是控制简单，反应快速，且本质安全，不需另外再采取防爆措施。 气动调节阀动作分气开型和气关型两种。气开型(Air to Open) 是当膜头上空气压力增加时，阀门向增加开度方向动作，当达到输入气压上限时，阀门处于全开状态。反过来，当空气压力减小时，阀门向关闭方向动作，在没有输入空气时，阀门全闭。 故有时气开型阀门又称故障关闭型(Fail to Close FC)。气关型(Air to Close)动作方向正好与气开型相反。当空气压力增加时，阀门向关闭方向动作;空气压力减小或没有时，阀门向开启方向或全开为止。故有时又称为故障开启型(Fail to Open FO)。气动调节阀的气开或气关，通常是通过执行机构的正反作用和阀态结构的不同组装方式实现。 气开气关的选择是根据工艺生产的安全角度出发来考虑。当气源切断时，调节阀是处于关闭位置安全还是开启位置安全? 举例来说，一个加热炉的燃烧控制，调节阀安装在燃料气管道上，根据炉膛的温度或被加热物料在加热炉出口的温度来控制燃料的供应。这时，宜选用气开阀更安全些，因为一旦气源停止供给，阀门处于关闭比阀门处于全开更合适。 如果气源中断，燃料阀全开，会使加热过量发生危险。又如一个用冷却水冷却的的换热设备，热物料在换热器内与冷却水进行热交换被冷却，调节阀安装在冷却水管上，用换热后的物料温度来控制冷却水量，在气源中断时，调节阀应处于开启位置更安全些，宜选用气关式(即FO)调节阀。 阀门定位器电动调节阀的工作原理
十五种常用阀门结构及工作原理(带示意图)
电动调节阀工作原理_secret
自力式调节阀是如何调节温度及流量和压力
电动调节阀的结构与工作原理
电动阀门控制原理图
分配阀的工作原理与结构解析
电动阀工作原理
调节阀执行机构的工作原理与分类研究
气动保位阀的工作原理
调节阀的基本知识
自立式调节阀工作原理
气动调节阀知识
电动调节阀的结构与工作原理
关于自力式调节阀的说明
阀门定位器的工作原理与结构(很详细的介绍)
自力式调节阀的结构及安装调试
气动调节阀工作原理图文详解