气动执行器

23-11-16


气动执行器是以压缩空气为动力的,具有结构简单、动作可靠稳定、输出力大、维护方便和防火防爆等优点。所以广泛应用于石油、化工、冶金、电力等部门,特别适用于具有爆炸危险的石油、化工生产过程。其缺点是滞后大,不适宜远传(150m以内),不能与数字装置连接。
气动执行器的执行机构和调节机构是统一的整体,其执行机构有薄膜式和活塞式两类。活塞式行程长,适用于要求有较大推力的场合,不但可以直接带动阀轩,而且可以和蜗轮蜗杆等配合使用;而薄膜式行程较小,只能直接带动阀杆。其执行器分为正作用和反作用两种形式,所谓正作用就是信号压力增大,推杆向下;反作用形式就是信号压力增大,推杆向上。这种执行机构的输出位移与输入气压信号成正比例关系,信号压力越大,推杆的位移量也越大。当压力与弹簧的反作用力平衡时,推杆稳定在某一位置,气动执行器又有角行程气动执行器和直行程气动执行器两种。
气动执行器还可以分为单作用和双作用两种类型:执行器的开关动作都通过气源来驱动执行,叫做DOUBLE ACTING (双作用)。SPRING RETURN (单作用)的开关动作只有开动作是气源驱动,而关动作时弹簧复位。 
 
随着气动执行器智能化的不断发展,智能阀门定位器成为其不可缺少的配套产品。智能阀门定位器内装高集成度的微控制器,采用电平衡(数字平衡)原理代替传统的力平衡原理,将电控命令转换成气动定位增量来实现阀位控制;利用数字式开、停、关的信号来驱动气动执行机构的动作;阀位反馈信号直接通过高精确度的位置传感器,实现电/气转换功能。智能阀门定位器具有提高输出力和动作速度、调节精确度(最小行程分辨率可达±0.05%)、克服阀杆摩擦力、实现正确定位等特点。正是因为这些配套产品的不断智能化,才使得气动执行器更加智能化。
气动机构具有以下优点:

(1)以空气为工作介质,用后可直接排到大气中,处理方便。
(2)动作迅速、反应快、维护简单、工作介质清洁,不存在介质变质问题。
(3)工作环境适应性好,特别是在易燃、易爆、多尘埃、强磁、强振、潮湿、有辐射和温度变化大的恶劣环境中工作时,安全可靠性优于液压、电子和电气机构。
由于气动执行机构有结构简单、输出推力大、动作平稳可靠、安全防爆等优点,在化工、炼油等对安全要求较高的生产过程中得到广泛的应用。
现今大多数工控场合所用执行器都是气动执行机构,因为用气源做动力,相较之下,比电动和液动要经济实惠,且结构简单,易于掌握和维护。由维护观点来看,气动执行机构比其它类型的执行机构易于操作和校定,在现场也可以很容易实现正反左右的互换。它最大的优点是安全,当使用定位器时,对于易燃易爆环境是理想的,而电讯号如果不是防爆的或本质安全的则有潜在的因打火而引发火灾的危险。所以,虽然现在电动调节阀应用范围越来越广,但是在化工领域,气动调节阀还是占据着绝对的优势。
气动机构的不足之处是:由于空气具有可压缩性,因此工作速度稳定性稍差,但采用气液动联动装置会得到较满意的结果;工作压力低(一般为0.3~1.0MPa),难以获得很大的输出力;噪声大,在高速排气时要加消声器。
气动执行机构的另外一个缺点就是:响应较慢,控制精度欠佳,抗偏离能力较差,这是因为气体的可压缩性,尤其是使用大的气动执行机构时,空气填满气缸和排空需要时间。但这应该不成问题,因为许多工况中不要求高度的控制精度和极快速的响应以及抗偏离能力。