執行器在現代生產過程自動化中起著十分重要的作用。人們常把它稱為實現生產過程控制的手足,因為它在自動化控制系統中接受調節器的控制信號,自動的改變調節變量,達到對被調參數(如溫度、壓力、流量、液位等)進行調節的目的,使生產過程中按預定要求正常進行。
執行器的功能:
--控制閥門的開關,保證閥門正常工作所需的行程;
--提供閥門關閉時所需的關閉力;
--具備一定的開關速度,保證使用要求;
--與相關附件聯合使用,滿足意外故障時閥門的理想位置。
從應用來分類
直行程(Linear Actuator):
直行程調節閥(口徑一般為15~150mm)的控制。輸出推力:0.5~25KN,行程(10~100mm),行程速度(0.2~2.5mm/s);
角行程(Quaret-turn Actuator):
90°轉角閥門(如蝶閥、球閥)和風門擋板的控制。輸出力矩:50~2000Nm(常用力矩:100Nm,250Nm,700Nm,1600Nm,2500Nm,6500Nm)行程90°、120°,行程速度(5~150S);
多轉式(Multi-turn Actuator):
多回轉閥門(如閘閥)的控制,也是直行程、角行程執行器的基礎。輸出力矩:30~2000Nm,行程(0.25~50s),行程速度(1~120r/min)。
氣動執行機構
氣動執行機構接受氣動控制器或閥門定位器輸出的氣壓信號,并將其轉換成相應的推桿直線位移,以推動調節閥動作。
按照結構可分為:啟動薄膜執行機構、氣缸式執行機構。
氣動執行機構的分類
對于不同的進氣方位可分為:
1. 氣開式(進氣打開閥門,失氣彈簧復位關閉閥門);
2. 氣關時(進氣關閉閥門,使其彈簧復位打開閥門)。
氣動執行機構的主要組成部件:
減壓閥:降低控制氣源壓力,以適宜執行機構的工作壓力;
過濾器:濾去壓縮空氣中的水和其他雜質,保證進入電/氣轉換器、定位器以及執行機構的壓縮空氣的清潔。許多產品是減壓閥和過濾器一體化設計;
電/氣轉換器:將控制系統的4-20mA電流信號轉換成3-15psi(0.2-1kg/cm)的氣壓控制信號;
定位器:是閥位控制的核心部件,對調節閥的閥位進行精確控制。
氣動執行機構的主要功能
位置變送器:通過連桿與閥桿的位移同步產生轉角移動,轉換成4~20mA電信號,線性地反應閥門的開度;
行程開關:通常安裝在閥門的全開和全關位置,用以發出閥門全開或全關的信號送到控制系統;
為了實現某些特殊的控制功能,一些執行機構上還配備了其他的控制部件,如實現連鎖功能的電磁閥,實現保位功能的鎖氣器,加快動作速度的氣放大器,失氣時維持短時間的儲能罐等等。
氣動執行機構常見故障及產生的原因
調節閥不動作。故障現象及原因如下:
一 無信號、無氣源
1、氣源未開;2、由于氣源含水在冬季結冰,導致風管堵塞或過濾器、減壓閥堵塞失靈;3、空壓機故障;4、氣源總管泄漏。
二 有氣源,無信號
1、調節器故障;2、信號管泄漏;3、定位器波紋管漏氣;
三 定位器無氣源
1、過濾器堵塞;2、減壓閥故障;3、管道泄漏或堵塞。
四 定位器有氣源,無輸出
定位器的節流孔堵塞。
五 定位器輸出正常調節閥不動作
1、閥芯脫落;2、閥芯與閥座卡死;3、管道泄漏或堵塞;4、閥座閥芯凍結或焦塊污物;5、執行機構彈簧因長期不用而銹死。
調節閥的動作不穩定。故障現象和原因如下:
一 氣源壓力不穩定
1、壓縮機容量太小;2、減壓閥故障。
二 信號壓力不穩定
1、控制系統的時間常數(T=RC)不適當;2、調節器輸出不穩定。
三 氣源壓力穩定,信號壓力也穩定,但調節閥的動作仍不穩定
1、定位器中放大器磨損或臟,耗氣量特別增大時會產生輸出振蕩;2、定位器中放大器的噴咀擋板不平行,擋板蓋不住噴咀;3、輸出管、線漏氣;4、膜盒漏氣;5、閥桿摩擦阻力大。
調節閥振蕩,故障現場和原因分析如下:
一 調節閥在任何開度下都振蕩
1、支撐不穩;2、附近有振動源;3、閥芯與襯套磨損嚴重;4、膜盒漏氣;5、定位器泄漏;6、定位器輸出與膜盒間管路漏氣;7、盤根壓得太緊;8、盤根壓偏;9、閥桿摩擦力大。
二 調節閥在接近全閉位置時振蕩
1、調節閥選大了,常在小開度下使用;2、單閥座介質流向與關閉方向相反。
調節閥的動作遲鈍。遲鈍的現象及原因如下:
一 閥桿僅在單方向動作時遲鈍
1、氣動薄膜執行機構中膜片破損泄漏;2、執行機構中“O”型密封泄漏。
二 閥桿在往復動作時均有遲鈍現象
1、閥體內有粘物堵塞;2、聚四氟乙烯填料變硬或石墨--石棉填料潤滑油干燥;3、填料壓得太緊,摩擦阻力增大;4、由于閥桿不直導致摩擦阻力大;5、沒有定位器的氣動調節閥也會導致動作遲緩。
調節閥的泄漏量增大。泄漏的原因如下:
一 閥全關時泄漏量增大
1、閥芯被磨損,內漏嚴重;2、閥未調好關不嚴;
二 閥達不到全閉位置
1、介質壓差太大,執行機構剛性小,閥關不嚴;2、閥內有異物;3、襯套燒結。
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