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气动控制阀介绍电仪公司热工实验室闫锋2011年-8月主要内容气动阀组成、及分类气动阀主要部件原理简介气动阀现场调试方法气动阀故障判断及处理气动阀故障判断及处理第一部分：气动阀的分类、及组成气动阀：气动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。气动阀的分类薄膜式活塞式无弹簧有弹簧无弹簧有弹簧正反作用正作用正反作用反作用正反作用正反作用气动气动阀的主要组成执行机构阀门机构气动调节阀的组成执行机构：接受输入的气压调节信号，产生相应的推力，使推杆发生位移，推动阀芯动作。从而改变阀门的开度，最终调节阀内流体的流量变化。阀门调节机构：是一个局部阻力可变的节流元件。它与执行机构相连，在执行机构的作用下带动阀芯在阀体内移动，改变了阀芯与阀座之间的流通面积，即改变了阀的阻力系数，被控介质的流量也就相应地改变，从而达到控制工艺参数的目的。直行程控制阀角行程控制阀气动阀的组合方式(1)正作用执行机构+正装调节机构=气关式执行器(2)反作用执行机构+正装调节机构=气开式执行器(3)正作用执行机构+反装调节机构=气开式执行器(4)反作用执行机构+反装调节机构=气关式执行器气开式－随信号压力的增大流通截面积也增大－FC气关式－随信号压力的增大流通截面积减小－FO气动系统由下面几种元件及装置组成气源装置：压缩空气的发生装置以及压缩空气的存贮、净化的辅助装置。它为系统提供合乎质量要求的压缩空气。执行元件：将气体压力能转换成机械能并完成做功动作的元件，如气缸、气马达。控制元件：控制气体压力、流量及运动方向的元件，如各种阀类；能完成一定逻辑功能的元件，即气动逻辑元件；感测、转换、处理气动信号的元器件，如气动传感器及信号处理装置。气动辅件：气动系统中的辅助元件，如消声器、管接头等。气动控制阀组成气动阀的组成手轮机构阀门定位器电磁阀反讯器气动三联件是在气动控制系统的入口所必须的器件。它的组成是由过滤器、减压阀、油雾器三位一体。气动三联件气动阀的组成电磁阀电磁阀是气动控制元件中最主要的元件，我们常用的电磁阀有二位三通阀和二位五通阀，两位五通双电控阀气动阀的组成气缸组件它是把气体的压力能转变成机械能，实现气动系统对外做功的机械运动装置。作直线运动的是气缸，作摆动或回转运动的是气马达。气动阀的组成LOGO信号处理装置1.阀门定位器气动阀的组成2.回讯器机械式电气定位器电子智能一体式电气定位器气动阀的组成气动阀按动作方式按主要参数按用途和作用气动阀分类按用途和作用分类a.两位阀：主要用于关闭或接通介质；b.调节阀：主要用于调节系统。选阀时，需要确定调节阀的流量特性；c.分流阀：用于分配或混合介质；d.切断阀：通常指泄漏率小于十万分之一的阀。气动阀分类气动阀分类按主要参数分类按压力分类(1)真空阀：工作压力低于标准大气压；(2)低压阀：公称压力PN1.6MPa；(3)中压阀：PN2.5～6.4MPa；(4)高压阀：PNl0.0～80.0MPa，通常为PN22、PN32；(5)超高压阀：PNIOOMPa。按介质工作温度分类(1)高温阀：t＞450℃；(2)中温阀：220℃t450℃；(3)常温阀：－40℃t220℃；④低温阀：－200℃t－40℃。气动阀分类按动作方式分类直行程气动阀角行程气动阀(1)单座调节阀；(2)双座调节阀；(3)套筒调节阀；(4)角形调节阀；(5)三通调节阀；(6)隔膜阀；(1)蝶阀；(2)球阀；(3)偏心旋转阀。气动阀的作用方式，其作用方式通过执行机构正反作用和阀门的正反作用组合形成。组合形式有4种即正正(气关型)、正反(气开型)、反正(气开型)、反反(气关型)，通过这四种组合形成的调节阀作用方式有气开和气关两种。对于调节阀作用方式的选择，主要从三方面考虑:a)工艺生产安全;b)介质的特性;c)保证产品质量，经济损失最小。气动阀安装注意事项：（1）气动调节阀安装位置，距地面要求有一定的高度，阀的上下要留有一定空间，以便进行阀的拆装和修理。对于装有气动阀门定位器和手轮的调节阀，必须保证操作、观察和调整方便。（2）调节阀应安装在水平管道上，并上下与管道垂直，一般要在阀下加以支撑，保证稳固可靠。对于特殊场合下，需要调节阀水平安装在竖直的管道上时，也应将调节阀进行支撑（小口径调节阀除外）。安装时，要避免给调节阀带来附加应力）。（3）调节阀的工作环境温度要在（－30～+60）相对湿度不大于95%95%，相对湿度不大于95%。（4）调节阀前后位置应有直管段，长度不小于10倍的管道直径（10D），以避免阀的直管段太短而影响流量特性。（6）要设置旁通管道。目的是便于切换或手动操作，可在不停车情况下对调节阀进行检修。（7）调节阀在安装前要彻底清除管道内的异物，如污垢、焊渣等。气动阀优点：1、调节阀在现场使用当中对系统的响应速度和调节精度是非常重要的一个方面，一般来讲气动阀的响应速度比电动阀快，精度高。2、气动阀的全行程时间比电动阀要短，由其是在需要紧急动作的场合，基本上只能选用气动阀。3、对于规模应用的场合，气动的成本比电动的低的多，尤其是在防爆场合应用优势就更明显了。4.气动阀价格低，本质防爆5.气动阀结构简单，使用寿命长，重量轻安装简便，维护成本低、故障率底,便于修复。气动阀缺点：1.需要专门的空气压缩机，提供较纯净、压力稳定的气源。2.安装不规范、现场易受到干扰阀门扰动。3.北方冬季易受压缩空气含水影响，造成冻结、阀门拒动。4.控制系统较电动阀复杂。第二部分：气动阀主要部件介绍1.气动三联件2.执行部件气缸3.气动控制电磁阀介绍4.气动阀回讯装置5.其它控制附件简介LOGO一、气动三联件什么是气动三连件？作用是什么？气动三联件是在气动控制系统的入口所必须的器件。气动三大件是压缩空气质量的最后保证。它的组成是由过滤器、减压阀、油雾器三位一体。LOGO过滤器减压阀油雾器LOGO过滤器的作用过滤器的作用是将压缩空气里的杂质，油污，水份等过滤掉，存放在过滤器里，达到使压缩空气干燥，清洁的目的。过滤器应定期排污过滤器LOGO过滤器工作原理压缩空气进入过滤器内部后，因导流板的导向，产生了强烈的旋转，在离心力作用下，压缩空气中混有的大颗粒固体杂质和液态水滴等被甩到滤杯内表面上，在重力作用下沿壁面沉降至底部，然后，经过这样预净化的压缩空气通过滤芯流出。为防止造成二次污染，滤杯中每天都应该是空的。LOGO减压阀减压阀起减压和稳压作用用来调整压缩空气压力的。减压阀是通过启闭件的节流，将进口压力减至某一需要的出口压力，并使出口压力保持稳定。减压阀一般安装在分水滤气器之后，油雾器或定值器之前，并注意不要将其进、出口接反；阀不用时应把旋钮放松，以免膜片经常受压变形而影响其性能。减压阀的种类：常见的有：先导活塞式减压阀、薄膜式减压阀、波纹管式减压阀、比例式减压阀、自力式减压阀、直接作用活塞式减压阀、背压调节阀LOGO直动式减压阀结构示意图工作原理：压力为P1的压缩空气，由左端输入经阀口10节流后，压力降为P2输出。P2的大小可由调压弹簧2、3进行调节。顺时针旋转旋钮1，压缩弹簧2、3及膜片5使阀芯8下移，增大阀口10的开度使P2增大。若反时针旋转旋钮1，阀口10的开度减小，P2随之减小。总之，溢流减压阀是靠进气口的节流作用减压，靠膜片上力的平衡作用和溢流孔的溢流作用稳压；调节弹簧即可使输出压力在一定范围内改变。LOGO若工作压力增大，膜片打开，压缩空气就经阀体上的溢流孔排出直动式减压阀工作原理LOGO减压阀为了防止阀后压力超压，应在离阀出口不少于4M处安装一个减压阀。减压阀减压阀的安装和维护应注意以下事项：减压阀为了操作和维护方便，该阀一般直立安装在水平管道上。减压阀安装时应注意使管路中介质的流向与阀休上所示箭头的方向一致。LOGO油雾器因气动控制系统里，很多气缸需用油润滑，所以在气路里，就加入了油雾器，目的是将油雾器里的油通过气管送到气缸里，达到润滑气缸的目的；油雾器可以根据需要调节滴油的快慢；油雾器应定期加油，加油时不要超过油线。LOGO滴油快慢调节油雾器LOGO油雾器工作原理当压缩空气通过油雾器时，其在油室与视油器之间产生一个压降，该压降使油液经吸油管上升，并经喷嘴引射到压缩空气中，油滴被雾化，随压缩空气流出。必须仔细调节油滴数。气动三大件的安装连接顺序气动三大件的安装连接次序：分水过滤器、减压阀、油雾器。多数情况下，三件组合使用，也可以少于三件，只用一件或两件。二.气动执行部件气缸气动执行元件是将压缩空气的压力能转换为机械能的装置。包括气缸和气马达。实现直线运动和做功的是气缸；实现旋转运动和做功的是气马达。气缸LOGO气缸分类气缸单作用双作用双作用单作用单活塞杆双活塞杆磁性耦合机械耦合绳索,钢缆有杆无杆活塞式平膜式滚动膜片皮囊膜片式几种常用气缸结构1.双作用气缸DNC标准双作用气缸双作用气缸结构图进(出）气口进(出）气口无杆腔密封件有杆腔LOGO气缸剖面图结构气缸一般由缸筒，前后缸盖，活塞，活塞杆，密封件和紧固件等零件组成。缸有与活塞杆相连的活塞，活塞上装有密封圈。为防止漏气和外部灰尘的侵入，前缸盖上装有密封圈和防尘圈。双作用气缸被活塞分为两个腔室：有活塞杆的称为有杆腔（前腔），无活塞的称为无杆腔（后腔）。LOGO双作用气缸动作原理•当从无杆腔端的气口输入压缩空气时，推动活塞前进，使活塞杆伸出。同样，当有杆腔气口输入压缩空气时，活塞杆退回到初始位置。通过交替进气和排气，活塞杆伸出和退回，气缸实现往复直线运动。LOGO2.单作用气缸单作用气缸结构图这种气缸在缸盖一端气口输入压缩空气使活塞杆伸出（或退回），而另一端靠弹簧，自重或其它外力等使活塞杆恢复到初始位置。单作用气缸原理弹簧LOGO3.膜盒式气缸膜盒式气缸结构图膜盒式气缸结构图正作用反作用LOGO膜盒式气缸原理：气动阀的作用方式有气开、气关两种类型。气关阀：压缩空气有气缸上部进气，随信号压力的增大而开度减小，无压力信号时，在弹簧作用下使阀处于全开状态。理解为：进气阀关。气开阀：压缩空气有气缸下部进气，随信号压力的增大而开度增大，无压力信号时，在弹簧作用下使阀处于全关状态。理解为：进气阀开。LOGO气缸的使用及注意事项使用清洁干燥的压缩空气，安装时，不要出现拧扭状态，要避免在活塞杆上施加横向负载和偏心负载应配置流量合适的油雾器，给油润滑气缸环境温度：5—60度LOGO三、气动控制阀介绍气动控制阀连续控制断续控制压力控制阀(如减压阀)流量控制阀(如截流阀)方向控制阀(如电磁阀)逻辑控元件(如阀岛)压力比例控制阀流量比例控制阀伺服控制阀LOGO电磁阀是气动控制元件中最主要的元件，我们常用的电磁阀有二位三通阀和二位五通阀，两位五通双电控阀等电磁控制换向阀分类电磁控制换向阀直动式先导式单电控双电控外控式内控式LOGO追朔电磁阀的发展史，到目前为止，国内外的电磁阀从原理上分为三大类(即：直动式、分步直动式、先导式)，而从阀瓣结构和材料上的不同与原理上的区别又分为六个分支小类(直动膜片结构、分步膜片结构、先导式膜片结构、直动活塞结构、分步活塞结构、先导活塞结构)。(一)、直动式、分步直动式电磁阀原理：通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧力把关闭件压在阀座上，阀门关闭。特点：在真空、负压、零压时能正常工作，但一般通径不超过25mm。电磁阀介绍LOGO电磁阀介绍(二)、先导式电磁阀原理：通电时，电磁力把先导孔打开，上腔室压力迅速下降，在关闭件周围形成上低下高的压差，推动关闭件向上移动，阀门打开；断电时，弹簧力把先导孔关闭，入口压力通过旁通孔迅速进入上腔室在关阀件周围形成下低上高的压差，推动关闭件向下移动，关闭阀门。特点：流体压力范围上限很高，但必须满足流体压差条件LOGO电磁阀介绍按照气路数分：“X位Y通