1.執(zhí)行器的概念：
閥門(mén)本身無(wú)法控制過(guò)程。手動(dòng)閥需要操作員定位它們以控制過(guò)程變量。必須遠(yuǎn)程操作且自動(dòng)操作的閥門(mén)需要特殊裝置才能移動(dòng)它們。這些設(shè)備稱(chēng)為執(zhí)行器。致動(dòng)器可以是氣動(dòng)，液壓或電動(dòng)螺線(xiàn)管或電動(dòng)機(jī)。
2.氣動(dòng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用：
氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化圖如圖1所示。它由空氣和彈簧力產(chǎn)生的力共同作用。致動(dòng)器通過(guò)閥桿傳遞其運(yùn)動(dòng)來(lái)定位控制閥。橡膠隔膜將執(zhí)行器殼體分成兩個(gè)氣室。上腔室通過(guò)殼體頂部的開(kāi)口接收供應(yīng)空氣。
底部腔室包含彈簧，該彈簧迫使隔膜抵抗上腔室中的機(jī)械止動(dòng)件。最后，將一個(gè)局部指示器連接到閥桿以指示閥門(mén)的位置。
通過(guò)改變上腔室中的供氣壓力來(lái)控制閥的位置。這導(dǎo)致隔膜頂部的力變化。最初，在沒(méi)有供氣的情況下，彈簧迫使隔膜向上抵靠機(jī)械擋塊并保持閥門(mén)完全打開(kāi)。當(dāng)供氣壓力從零增加時(shí)，其在隔膜頂部的力開(kāi)始克服彈簧的反作用力。這導(dǎo)致隔膜向下移動(dòng)并且控制閥關(guān)閉。隨著供氣壓力的增加，隔膜將繼續(xù)向下移動(dòng)并壓縮彈簧，直到控制閥完全關(guān)閉。相反，如果供氣壓力降低，彈簧將開(kāi)始向上推動(dòng)隔膜并打開(kāi)控制閥。此外，如果供應(yīng)壓力保持恒定在零和最大值之間的某個(gè)值，閥門(mén)將位于中間位置。因此，閥門(mén)可以響應(yīng)于供氣壓力的變化而定位在完全打開(kāi)和完全關(guān)閉之間的任何位置。
定位器是一種調(diào)節(jié)氣動(dòng)執(zhí)行器供氣壓力的裝置。它通過(guò)將執(zhí)行器的要求位置與控制閥的實(shí)際位置進(jìn)行比較來(lái)實(shí)現(xiàn)。要求的位置通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制信號(hào)從控制器傳遞到定位器。圖1中的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)如圖2所示，增加了控制器和定位器。
控制器產(chǎn)生表示所需位置的輸出信號(hào)。該信號(hào)被發(fā)送到定位器。在外部，定位器包括用于控制信號(hào)的輸入連接，儀表供氣輸入連接，供氣輸出連接，供氣通風(fēng)口連接和反饋聯(lián)動(dòng)裝置。在內(nèi)部，它包含一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的電氣傳感器網(wǎng)絡(luò)，空氣管路，閥門(mén)，連桿和必要的調(diào)整。其他定位器還可以提供對(duì)本地閥門(mén)定位和儀表的控制，以指示供氣壓力和控制氣壓。
在圖2中，控制器響應(yīng)受控變量與設(shè)定點(diǎn)的偏差，并相應(yīng)地改變控制輸出信號(hào)以校正偏差?？刂戚敵鲂盘?hào)被發(fā)送到定位器，定位器通過(guò)增加或減少致動(dòng)器的供應(yīng)空氣來(lái)響應(yīng)。執(zhí)行器和控制閥的定位通過(guò)反饋連桿反饋到定位器。當(dāng)閥門(mén)達(dá)到控制器要求的位置時(shí)，定位器停止供氣壓力的變化并將閥門(mén)保持在新位置。這反過(guò)來(lái)又校正了受控變量與設(shè)定值的偏差。
例如，隨著控制信號(hào)的增加，定位器內(nèi)的閥門(mén)允許更多的供應(yīng)空氣進(jìn)入致動(dòng)器。結(jié)果，控制閥向下移動(dòng)。連桿將閥門(mén)位置信息傳回給定位器。這形成了致動(dòng)器的小型內(nèi)部反饋回路。當(dāng)閥門(mén)到達(dá)與控制信號(hào)相關(guān)的位置時(shí)，聯(lián)動(dòng)裝置停止向執(zhí)行器供應(yīng)空氣流。這導(dǎo)致致動(dòng)器停止。另一方面，如果控制信號(hào)減小，則定位器內(nèi)的另一個(gè)閥打開(kāi)，并通過(guò)排出供應(yīng)空氣使供氣壓力降低。這導(dǎo)致閥門(mén)向上移動(dòng)并打開(kāi)。當(dāng)閥門(mén)打開(kāi)到正確位置時(shí)，定位器停止從執(zhí)行器排出空氣并停止控制閥的運(yùn)動(dòng)。
彈簧在致動(dòng)器中提供了重要的安全特征。它可以設(shè)計(jì)成在發(fā)生供氣損失時(shí)將控制閥置于安全位置。在供氣損失時(shí)，圖2中的執(zhí)行器將失效打開(kāi)。這種類(lèi)型的布置被稱(chēng)為“空氣關(guān)閉，彈簧打開(kāi)”或簡(jiǎn)單地“失效打開(kāi)”。一些閥門(mén)在關(guān)閉位置失效。這種類(lèi)型的執(zhí)行器被稱(chēng)為“空氣開(kāi)啟，彈簧關(guān)閉”或“失效關(guān)閉”。這種“故障安全”概念是危險(xiǎn)區(qū)域的重要考慮因素。
3.氣動(dòng)執(zhí)行器的特性：
● 氣動(dòng)執(zhí)行器的優(yōu)點(diǎn)來(lái)自于它們的簡(jiǎn)單性。
● 氣動(dòng)執(zhí)行器的典型應(yīng)用：涉及條件涉及極端溫度的區(qū)域，典型溫度范圍為-40°F至250°F。在安全和檢查方面，使用空氣和氣動(dòng)執(zhí)行器可避免使用危險(xiǎn)材料。它們還滿(mǎn)足防爆和機(jī)器安全要求，因?yàn)樗鼈儾粫?huì)因缺少電機(jī)而產(chǎn)生磁干擾。氣動(dòng)執(zhí)行器也很輕，需要最少的維護(hù)，并且具有耐用的部件，使氣動(dòng)成為一種經(jīng)濟(jì)有效的動(dòng)力方法。
● 壓力損失和空氣的可壓縮性使氣動(dòng)效率低于其他方法。壓縮機(jī)和空氣輸送限制意味著在較低壓力下操作將具有較低的力和較慢的速度。為了真正有效，氣動(dòng)執(zhí)行器必須適合特定工作。因此，它們不能用于其他應(yīng)用程序。
● 即使空氣容易獲得，它也可能被油或潤(rùn)滑劑污染，導(dǎo)致停機(jī)和維護(hù)。公司仍然需要為壓縮空氣付費(fèi)，使其成為消耗品，以及壓縮機(jī)和生產(chǎn)線(xiàn)維護(hù)成本。
