氣動執行機構基礎知識

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。