项目二 液位串级控制系统 模块四 执行器的选择 湖州职业技术学院机电工程分院
1 模 块 四 执行器的选择 湖州职业技术学院机电工程分院 项目二 液位串级控制系统
、基础知识—调节阀的流量 系数和流量特性 (一)调节阀的流量系数 一调节阀全开时，单位时间内通过调节阀的流 体体积或质量。 流体能量守恒原理 A O= 2(p1-P2)=」 A Ap Ky=5.09 A 压差为100kPa 密度为1000kg/m3
2 一、基础知识——调节阀的流量 系数和流量特性 (一) 调节阀的流量系数 ——调节阀全开时，单位时间内通过调节阀的流 体体积或质量。 A KV = 5.09 A p p A p Q = − = 2( ) 1 2 流体能量守恒原理 压差为100kPa 密度为1000kg/m3
(二)调节阀的流量特性 被调介质流过阀门的相目对流量与阀门的相对 开度之间关系 直线特性：其流量与阀芯位移成直线关系。 固有流量特 等百分比流量特性：其阀芯位移与流量间成对数关系 快开特性：这种阀在开度较小时，流量变化比较大， 随着开度增大，流量很快达到最大值
3 (二)调节阀的流量特性 —— 被调介质流过阀门的相对流量与阀门的相对 开度之间关系 = L l f Q Q max 固 有 流 量 特 性 直线特性：其流量与阀芯位移成直线关系。 等百分比流量特性：其阀芯位移与流量间成对数关系 快开特性：这种阀在开度较小时，流量变化比较大， 随着开度增大，流量很快达到最大值
1、调节阀的固有流量特性 类型 性能 直线阀 对数阀 快开阀 随开度增加 随开度增加 流量特性 各点相同 而增加 而减小 加工难易 较简单 最复杂 最简单 快开 直 20 对数 快 204D60 相对行程以% 满节阀的奥型固有特性 三种凤心形状
4 1、调节阀的固有流量特性 类型 性能 直线阀 对数阀 快开阀 流量特性 各点相同 随开度增加 而增加 随开度增加 而减小 加工难易 较简单 最复杂 最简单
2、调节阀的工作流量特性 在各种具体的使用条件下，阀芯位移对流量的控 制特性，称为工作流量特性。 调节阀与工艺设备及管道阻力串联时，由固有流 量特性转变为工作流量特性情况。 管道及设 (a) 调节阀和管道阻力串联的情况
5 2、调节阀的工作流量特性 在各种具体的使用条件下，阀芯位移对流量的控 制特性，称为工作流量特性。 调节阀与工艺设备及管道阻力串联时，由固有流 量特性转变为工作流量特性情况
2、调节阀的工作流量特性 由于串联管道阻力的影响，使流量特性产生两个 变化：一个是阀全开时的流量减小，也就是阀的可 调范围变小；另一个变化是使阀在大开度时的控制 灵敏度降低。 20 ()对数 联管道中尚节阀的工作特性
6 由于串联管道阻力的影响，使流量特性产生两个 变化：一个是阀全开时的流量减小，也就是阀的可 调范围变小；另一个变化是使阀在大开度时的控制 灵敏度降低。 2、调节阀的工作流量特性
仪表知识一执行器的选择 执行器的选择，主要是从以 下三方面考虑： (1)执行器的结构型式； (2)调节阀的流量特性： (3)调节阀的口径
7 二、仪表知识一执行器的选择 （1）执行器的结构型式； （2）调节阀的流量特性； （3）调节阀的口径。 执行器的选择，主要是从以 下三方面考虑：
(一)执行机构的选择 1、执行机构的型式 序号 比较项目 电动执行机构 气动薄膜执行机构 1 可靠性 差（电器元件故障多） 高（简单、可靠） 驱动能源 简单、方便 另设气源装置 价格 低 34 高 小 推力 5 刚度 大 小 好 防火防爆 差（严加防护、防爆装置） 工作环境温度范围 小(-10~+55℃) 大(-40~+80℃
8 序号 比较项目 电动执行机构 气动薄膜执行机构 1 2 3 4 5 6 7 可靠性 驱动能源 价格 推力 刚度 防火防爆 工作环境温度范围 差（电器元件故障多） 简单、方便 高 大 大 差（严加防护、防爆装置） 小（－10～+55℃） 高（简单、可靠） 另设气源装置 低 小 小 好 大（－40～+80℃ ） （一）执行机构的选择 1、执行机构的型式
（一)执行机构的选择 2、执行机构的作用方式 d 序号 执行机构 调节阀 气动执行器 序号 执行机构 调节阀 气动执行器 图(a) 正 气关 图(c 反 气开 图(b) 反 气 图(d) 反 反 气
9 2、执行机构的作用方式 序号 执行机构 调节阀 气动执行器 序号 执行机构 调节阀 气动执行器 图(a) 图(b) 正 正 正 反 气关 气开 图(c) 图(d) 反 反 正 反 气开 气关 （一）执行机构的选择
2、执行机构的作用方式 【例1】有一液位控制系统如图所示，根据工艺要求调节 阀选用气开式，调节器的正反作用应该如何？ 解：先做俩条规定： （1)气开调节阀为+A,气关调节阀 为A; (2)调节阀研大，被调参数上升为 +B,下降为-B。 则A×B=“+”调节器选反作用： A×B=“-”调节器选正作用。 在图中，阀为气开+A,阀开大，液 位下降-B,则有： (+A)×（-B)=“-”调节器 选正作用。 10
10 2、执行机构的作用方式 【例1】 有一液位控制系统如图所示，根据工艺要求调节 阀选用气开式，调节器的正反作用应该如何？ 解：先做两条规定： （1）气开调节阀为+A，气关调节阀 为－A； （2）调节阀开大，被调参数上升为 +B，下降为－B。 则 A×B=“+”调节器选反作用； A×B=“－”调节器选正作用。 在图中，阀为气开+A，阀开大，液 位下降－B，则有： （+A）×（－B）=“－”调节器 选正作用