第五章执行器 5.1学习要求 1、了解执行器的作用、种类。 2、了解气动执行器的结构形式特点与分类。 3、掌握调节阀的理论流量特性、工作流量特性。 4、掌握调节阀流量系数与口径计算。 5、掌握阀门定位器的作用、基本结构与工作原理。 5.2内容简述 5.2.1执行机构 5.2.1.1气动执行机构 5.2.1.2电动执行机构 5.2.2控制阀 5.2.2.1控制阀（调节阀）结构 5.2.2.2控制阀类型 5.2.3气动薄膜控制阀的流量特性 5.2.3.1理想流量特性 5.2.32工作流量特性 5.2.3.3动态特性 5.2.4控制阀口径的确定 5.2.5阀门定位器 5.2.5.1电-气阀门定位器 5.2.5.2阀门定位器的作用 5.2.6气动薄膜控制阀的选用 5.2.6.1结构形式及材质的选择 5.2.6.2流量特性的选择 5.2.6.3控制阀气开、气关的选择 5.2.6.4调节阀口径的选择 5.3本章知识点 1、调节阀的流量特性，包括线性、等百分比和快开。 2、调节阀流量系数的计算与口径计算。 3、调节阀的流量特性及选用。 5.4思考题 一、填空 1、气动仪表的标准信号为 2、执行器按其能源形式可分为一、和一。 3、执行器由和组成。 4、 执行器具有本质安全防爆的特性。 5、气动薄膜调节阀的执行机构按照作用形式可以分为：和一。 6、正作用执行机构与正作用调节机构组成控制阀
第五章 执行器 5.1 学习要求 1、了解执行器的作用、种类。 2、了解气动执行器的结构形式特点与分类。 3、掌握调节阀的理论流量特性、工作流量特性。 4、掌握调节阀流量系数与口径计算。 5、掌握阀门定位器的作用、基本结构与工作原理。 5.2 内容简述 5.2.1 执行机构 5.2.1.1 气动执行机构 5.2.1.2 电动执行机构 5.2.2 控制阀 5.2.2.1 控制阀（调节阀）结构 5.2.2.2 控制阀类型 5.2.3 气动薄膜控制阀的流量特性 5.2.3.1 理想流量特性 5.2.3.2 工作流量特性 5.2.3.3 动态特性 5.2.4 控制阀口径的确定 5.2.5 阀门定位器 5.2.5.1 电-气阀门定位器 5.2.5.2 阀门定位器的作用 5.2.6 气动薄膜控制阀的选用 5.2.6.1 结构形式及材质的选择 5.2.6.2 流量特性的选择 5.2.6.3 控制阀气开、气关的选择 5.2.6.4 调节阀口径的选择 5.3 本章知识点 1、调节阀的流量特性，包括线性、等百分比和快开。 2、调节阀流量系数的计算与口径计算。 3、调节阀的流量特性及选用。 5.4 思考题 一、填空 1、气动仪表的标准信号为 。 2、执行器按其能源形式可分为 、 和 。 3、执行器由 和 组成。 4、 执行器具有本质安全防爆的特性。 5、气动薄膜调节阀的执行机构按照作用形式可以分为： 和 。 6、正作用执行机构与正作用调节机构组成 控制阀。 1
7、FC型控制阀输入气压越高，开度一。 8、控制阀的理想特性是在条件下，流量与阀杆位移之间的关系。 9、线性流量特性的控制阀的是常数。 10、特性的控制阀在小开度时放大系数小，控制平稳缓和：在大开度时放大系数大，控 制灵敏有效。 11、在S过小时，对数流量特性控制阀趋向于特性。 12、流量特性控制阀主要适用于迅速启闭的控制系统。 13、气动控制阀的主要附件是 提示：1、0.02~0.1MPa 2、气动、电动、液动 3、执行机构、调节机构 4、气动 5、正作用、反作用 6、气关 7、越小 8、阀的前后压差固定 9、放大系数Ky10、对数（等百分比）11、线性 12、快开 13、阀门定位器 二、简答 1、执行器有哪几种？工业现场为什么大多使用气动执行器？ 提示：执行器按照其能源形式可分为气动、电动和液动三大类。在工业现场大多使用气 动执行器，这是因为其结构简单、输出推力大、动作平稳可靠、本质安全防爆的特点。 2、什么是气开控制阀、气关控制阀？ 提示：阀门的气开、气关特性是由执行结构和调节机构的特性决定的。气开控制阀其输 入气压越高开度越大，在气失时则全关。气关式是输入气压越高时开度越小，而在气失时则 全开。气开阀用FC表示，气关阀用FO表示。 3、什么是控制阀的理想流量特性和工作流量特性？理想流量特性有哪几种？ 提示：控制阀的理想流量特性是指在阀的前后压差固定条件下，流量与阀杆位移之间的 关系，它完全取决于阀的结构参数。工作流量特性是指在工作条件下，阀门两端差压变化时， 流量与阀杆位移之间的关系。理想流量特性有三种类型：线性、对数（等百分比）、快开。 4、电气阀门定位器有哪些作用？ 提示：(1)改善阀的静态特性 (2)改善阀的动态特性 (3)改变阀的流量特性 (4)可以用于分程控制中 (5)用于阀门的反向动作，如，采用反作用式的阀门定位器可使气开阀变成气关阀， 气关阀变成气开阀。 5、如何选择控制阀的流量特性。 提示：控制阀的流量特性选择通常指如何合理选线性或对数流量特性。其选择步骤是： (1)根据过程特性，选择阀的工作特性 (2)根据配管情况，从所需的工作特性出发，推断理想流量特性（制造厂所标明的特性通 常是理想特性) 从自动控制系统角度看，还希望通过控制阀流量特性的选择使得广义对象的特性是线性 的。 5.5例题与习题 1、什么叫气动执行器的气开、气关式？其选择原则是什么？ 答：随着送往执行器的气压信号的增加，阀逐渐打开的称为气开式，反之称为气关式。气开、 气关式的选择主要是由工艺生产上安全条件决定。一般来说，阀全开时，生产过程或设备处 于比较危险状态时选择气开式：阀全关时，生产过程或设备比较危险的选择气关式。 2、在纯碱生产过程中，氨盐水有严重的腐蚀性，碳酸氢铵在摄氏25℃以下易结晶。若生产 中出现气动薄膜调节阀不动作的情况，试分析可能的原因。 (1)因控制器故障，使调节阀无电信号。 (2)因气源总管泄漏，使阀门定位器无气源或气源压力不足。 (3)定位器波纹管漏气，使定位器无气源输出。 2
7、FC 型控制阀输入气压越高，开度 。 8、控制阀的理想特性是 在条件下，流量与阀杆位移之间的关系。 9、线性流量特性的控制阀的 是常数。 10、 特性的控制阀在小开度时放大系数小，控制平稳缓和；在大开度时放大系数大，控 制灵敏有效。 11、在 S 过小时，对数流量特性控制阀趋向于 特性。 12、 流量特性控制阀主要适用于迅速启闭的控制系统。 13、气动控制阀的主要附件是 。 提示：1、0．02～0.1MPa 2 、气动、电动、液动 3 、执行机构、调节机构 4 、气动 5、正作用、反作用 6、气关 7、越小 8、阀的前后压差固定 9、放大系数 10、对数（等百分比） 11、线性 12、快开 13、阀门定位器 KV 二、简答 1、执行器有哪几种？工业现场为什么大多使用气动执行器？ 提示：执行器按照其能源形式可分为气动、电动和液动三大类。在工业现场大多使用气 动执行器，这是因为其结构简单、输出推力大、动作平稳可靠、本质安全防爆的特点。 2、什么是气开控制阀、气关控制阀？ 提示：阀门的气开、气关特性是由执行结构和调节机构的特性决定的。气开控制阀其输 入气压越高开度越大，在气失时则全关。气关式是输入气压越高时开度越小，而在气失时则 全开。气开阀用 FC 表示，气关阀用 FO 表示。 3、什么是控制阀的理想流量特性和工作流量特性？理想流量特性有哪几种？ 提示：控制阀的理想流量特性是指在阀的前后压差固定条件下，流量与阀杆位移之间的 关系，它完全取决于阀的结构参数。工作流量特性是指在工作条件下，阀门两端差压变化时， 流量与阀杆位移之间的关系。理想流量特性有三种类型：线性、对数（等百分比）、快开。 4、电气阀门定位器有哪些作用？ 提示：（1）改善阀的静态特性 （2）改善阀的动态特性 （3）改变阀的流量特性 （4）可以用于分程控制中 （5）用于阀门的反向动作，如，采用反作用式的阀门定位器可使气开阀变成气关阀， 气关阀变成气开阀。 5、如何选择控制阀的流量特性。 提示：控制阀的流量特性选择通常指如何合理选线性或对数流量特性。其选择步骤是： （1）根据过程特性，选择阀的工作特性 （2）根据配管情况，从所需的工作特性出发，推断理想流量特性（制造厂所标明的特性通 常是理想特性） 从自动控制系统角度看，还希望通过控制阀流量特性的选择使得广义对象的特性是线性 的。 5.5 例题与习题 1、什么叫气动执行器的气开、气关式？其选择原则是什么？ 答：随着送往执行器的气压信号的增加，阀逐渐打开的称为气开式，反之称为气关式。气开、 气关式的选择主要是由工艺生产上安全条件决定。一般来说，阀全开时，生产过程或设备处 于比较危险状态时选择气开式；阀全关时，生产过程或设备比较危险的选择气关式。 2、在纯碱生产过程中，氨盐水有严重的腐蚀性，碳酸氢铵在摄氏 25℃以下易结晶。若生产 中出现气动薄膜调节阀不动作的情况，试分析可能的原因。 （1）因控制器故障，使调节阀无电信号。 （2）因气源总管泄漏，使阀门定位器无气源或气源压力不足。 （3）定位器波纹管漏气，使定位器无气源输出。 2
(4)调节阀膜片损坏。 (5)由于定位器中放大器的恒节流孔堵塞、压缩空气含水并于放大器球阀处集积导致定位 器有气源但无输出。 (6)由于下列问题使调节阀虽有信号、有气源但阀仍不动作： ①阀芯与衬套或阀座卡死： ②阀芯脱落（销子断了）： ③阀杆弯曲或折断： ④执行机构故障： ⑤反作用式执行机构密封圈漏气： ⑥阀内有异物阻滞。 3
3 （4）调节阀膜片损坏。 （5）由于定位器中放大器的恒节流孔堵塞、压缩空气含水并于放大器球阀处集积导致定位 器有气源但无输出。 （6）由于下列问题使调节阀虽有信号、有气源但阀仍不动作： ① 阀芯与衬套或阀座卡死； ② 阀芯脱落（销子断了）； ③ 阀杆弯曲或折断； ④ 执行机构故障： ⑤ 反作用式执行机构密封圈漏气； ⑥ 阀内有异物阻滞