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气动执行机构基础知识

时间:2022-01-11      阅读:1349

执行器在现代生产过程自动化中起着十分重要的作用。人们常把它称为实现生产过程控制的手足,因为它在自动化控制系统中接受调节器的控制信号,自动的改变调节变量,达到对被调参数(如温度、压力、流量、液位等)进行调节的目的,使生产过程中按预定要求正常进行。

执行器的功能:

--控制阀门的开关,保证阀门正常工作所需的行程;

--提供阀门关闭时所需的关闭力;

--具备一定的开关速度,保证使用要求;

--与相关附件联合使用,满足意外故障时阀门的理想位置。

从应用来分类

直行程(Linear Actuator):

直行程调节阀(口径一般为15~150mm)的控制。输出推力:0.5~25KN,行程(10~100mm),行程速度(0.2~2.5mm/s);

角行程(Quaret-turn Actuator):

90°转角阀门(如蝶阀、球阀)和风门挡板的控制。输出力矩:50~2000Nm(常用力矩:100Nm,250Nm,700Nm,1600Nm,2500Nm,6500Nm)行程90°、120°,行程速度(5~150S);

多转式(Multi-turn Actuator):

多回转阀门(如闸阀)的控制,也是直行程、角行程执行器的基础。输出力矩:30~2000Nm,行程(0.25~50s),行程速度(1~120r/min)。

气动执行机构

气动执行机构接受气动控制器或阀门定位器输出的气压信号,并将其转换成相应的推杆直线位移,以推动调节阀动作。

按照结构可分为:启动薄膜执行机构、气缸式执行机构。

气动执行机构的分类

对于不同的进气方位可分为:

1.  气开式(进气打开阀门,失气弹簧复位关闭阀门);

2.  气关时(进气关闭阀门,使其弹簧复位打开阀门)。

气动执行机构的主要组成部件:

减压阀:降低控制气源压力,以适宜执行机构的工作压力;

过滤器:滤去压缩空气中的水和其他杂质,保证进入电/气转换器、定位器以及执行机构的压缩空气的清洁。许多产品是减压阀和过滤器一体化设计;

电/气转换器:将控制系统的4-20mA电流信号转换成3-15psi(0.2-1kg/cm)的气压控制信号;

定位器:是阀位控制的核心部件,对调节阀的阀位进行精确控制。

气动执行机构的主要功能

位置变送器:通过连杆与阀杆的位移同步产生转角移动,转换成4~20mA电信号,线性地反应阀门的开度;

行程开关:通常安装在阀门的全开和全关位置,用以发出阀门全开或全关的信号送到控制系统;

为了实现某些特殊的控制功能,一些执行机构上还配备了其他的控制部件,如实现连锁功能的电磁阀,实现保位功能的锁气器,加快动作速度的气放大器,失气时维持短时间的储能罐等等。

气动执行机构常见故障及产生的原因

调节阀不动作。故障现象及原因如下:

一  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、空压机故障;4、气源总管泄漏。

二  有气源,无信号

1、调节器故障;2、信号管泄漏;3、定位器波纹管漏气;

三  定位器无气源

1、过滤器堵塞;2、减压阀故障;3、管道泄漏或堵塞。

四  定位器有气源,无输出

定位器的节流孔堵塞。

五  定位器输出正常调节阀不动作

1、阀芯脱落;2、阀芯与阀座卡死;3、管道泄漏或堵塞;4、阀座阀芯冻结或焦块污物;5、执行机构弹簧因长期不用而锈死。

调节阀的动作不稳定。故障现象和原因如下:

一  气源压力不稳定

1、压缩机容量太小;2、减压阀故障。

二  信号压力不稳定

1、控制系统的时间常数(T=RC)不适当;2、调节器输出不稳定。

三  气源压力稳定,信号压力也稳定,但调节阀的动作仍不稳定

1、定位器中放大器磨损或脏,耗气量特别增大时会产生输出振荡;2、定位器中放大器的喷咀挡板不平行,挡板盖不住喷咀;3、输出管、线漏气;4、膜盒漏气;5、阀杆摩擦阻力大。

调节阀振荡,故障现场和原因分析如下:

一  调节阀在任何开度下都振荡

1、支撑不稳;2、附近有振动源;3、阀芯与衬套磨损严重;4、膜盒漏气;5、定位器泄漏;6、定位器输出与膜盒间管路漏气;7、盘根压得太紧;8、盘根压偏;9、阀杆摩擦力大。

二  调节阀在接近全闭位置时振荡

1、调节阀选大了,常在小开度下使用;2、单阀座介质流向与关闭方向相反。

调节阀的动作迟钝。迟钝的现象及原因如下:

一  阀杆仅在单方向动作时迟钝

1、气动薄膜执行机构中膜片破损泄漏;2、执行机构中“O”型密封泄漏。

二  阀杆在往复动作时均有迟钝现象

1、阀体内有粘物堵塞;2、聚四氟乙烯填料变硬或石墨--石棉填料润滑油干燥;3、填料压得太紧,摩擦阻力增大;4、由于阀杆不直导致摩擦阻力大;5、没有定位器的气动调节阀也会导致动作迟缓。

调节阀的泄漏量增大。泄漏的原因如下:

一  阀全关时泄漏量增大

1、阀芯被磨损,内漏严重;2、阀未调好关不严;

二  阀达不到全闭位置

1、介质压差太大,执行机构刚性小,阀关不严;2、阀内有异物;3、衬套烧结。


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