閥門專業(yè)知識(shí)

本篇知識(shí)系作者心血的凝練，包含了

作者的辛苦和努力，請(qǐng)各位在使用本篇文

檔的同時(shí)，保持對(duì)作者本人的尊重！謝

謝?。。?/p>

一，控制閥的發(fā)展歷史

1.控制閥的發(fā)展歷史

控制閥的發(fā)展與工業(yè)生產(chǎn)過程的發(fā)展密切相關(guān).遠(yuǎn)古時(shí)期,人們?yōu)榱?/p>

調(diào)節(jié)河流或小溪的水流量,采用大石塊或樹干來阻止水的流動(dòng)或改變

水的流動(dòng)方向.埃及和希臘文明發(fā)明了幾種原始的閥門類型,用于農(nóng)

作物灌溉等.但是,普遍公認(rèn)是古羅馬人為了農(nóng)作物灌溉而開發(fā)了相

當(dāng)復(fù)雜的水系統(tǒng),采用旋塞閥和柱塞閥，并使用止逆閥防止水的逆流.

文藝復(fù)興時(shí)期,在藝術(shù)家和發(fā)明家達(dá).芬奇(LeonardodaVinc)設(shè)計(jì)的

溝渠,灌溉項(xiàng)目和其他大型水力系統(tǒng)項(xiàng)目中使用了閥門，他的許多技

術(shù)方案現(xiàn)在仍實(shí)際存在.閥門工業(yè)的現(xiàn)代歷史與工業(yè)革命并行，隨著

工業(yè)革命的深入,1705年,紐康曼(ThomasNewcomen)發(fā)明第一臺(tái)工業(yè)

蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī),對(duì)蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行提出了控制要求，瓦特(JamesWatt)

發(fā)明了第一臺(tái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的控制器,其后,對(duì)流體流量的控制越來越被

人們重視.最早的控制閥是1880年由WilliamFisher制造的泵調(diào)節(jié)器,

這是一種帶重錘的自力式控制閥，當(dāng)閥后壓力增大時(shí)，在重錘作用下，

使控制

閥開度減小，從而達(dá)到穩(wěn)定壓力的控制效果.

在20世紀(jì)20~30年代,控制閥以閥體形狀為球形的球形閥(ball

valve)為主,其后，以V形缺口(V-notch)的單座(single—port)和雙

座(double-ported)控制閥(globevalve)問世.40年代相繼出現(xiàn)適用

于高壓介質(zhì)的角形控制閥(anglevalve),用于腐蝕性介質(zhì)的隔膜控制

閥(barrierdiaphragmvalve)和用于大流量應(yīng)用的蝶閥

(butterflyvalve)等，并研制了閥門定位器(valvepositioner)等產(chǎn)

品在1949年在德國Leverkusen成立了化學(xué)和石化工業(yè)的第一個(gè)專業(yè)

協(xié)會(huì)---測量與控制標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)NAMUR(NormenArbeitsgemein—

schaftMeb-UndRegeltechnik),并開展標(biāo)準(zhǔn)的制定工作.50-60年代出

現(xiàn)了三通控制閥(three-wayvalve),用于配比控制和旁路控制，也進(jìn)

一步展開對(duì)球閥的研究，出現(xiàn)了適用于大壓差和降低噪聲的套筒控制

閥(cagevalve).70年代套筒控制閥被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程的控

制，研制的偏心旋轉(zhuǎn)閥(eccentricplugvalve)成為角行程控制閥的佼

佼者.偏心旋轉(zhuǎn)閥具有良好的密封性,大的流通能力，可應(yīng)用于較大壓

差場合.80年代開始，各種精小型控制閥誕生，它對(duì)控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)

行的改革使控制閥的重量和高度下降,流通能力提高.90年代開始，隨

著計(jì)算機(jī)控制裝置的廣泛應(yīng)用，對(duì)智能控制閥的要求也越來越強(qiáng)烈，

相繼誕生各種智能電氣閥門定位器和帶智能閥門定位器的現(xiàn)場總線控

制閥.21世紀(jì)初,現(xiàn)場總線控制閥得到應(yīng)用，隨著控制功能的下移,對(duì)

控制閥的要求也越來越高.控制閥與工業(yè)生產(chǎn)過程控制的發(fā)展同步

進(jìn)行.為提高控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)，對(duì)組成控制系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)提出

了更高要求.例如，對(duì)檢測元件和變送器要求有更高的檢測和變送精

確度,要有更快的響應(yīng)和更高的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性;對(duì)控制閥等執(zhí)行器要求

有更小的死區(qū)和摩擦,有更好的復(fù)現(xiàn)性和更短的響應(yīng)時(shí)間,并能夠提

供補(bǔ)償對(duì)象非線性的流量特性等.同時(shí)，由于工業(yè)生產(chǎn)過程的大型化

和精細(xì)化，對(duì)控制閥等也提出了更高要求.

2.我國控制閥的現(xiàn)狀

我國控制閥工業(yè)生產(chǎn)的起步較晚.在20世紀(jì)60年代開始研制單座閥,

雙座閥等產(chǎn)品，主要是仿制前蘇聯(lián)的產(chǎn)品.由于機(jī)械工業(yè)落后,機(jī)械加

工精度低，因此，產(chǎn)品泄漏量較大,但尚能滿足當(dāng)時(shí)工業(yè)生產(chǎn)過程的一

般控制要求.70年代開始,隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，工業(yè)過程控制要

求的提高，一些控制閥產(chǎn)品已不能適應(yīng)生產(chǎn)過程控制的要求,例如對(duì)

高壓力，高壓降,低溫,高溫和腐蝕等介質(zhì)的控制要求.為此，一些大型

石油化工企業(yè)在引進(jìn)設(shè)備的同時(shí),也引進(jìn)了一些控制閥，例如帶平衡

閥芯的套筒閥，偏心旋轉(zhuǎn)閥等，為國內(nèi)的控制閥制造廠商指明了開發(fā)

方向.因此,70年代后期，一些制造廠已開始仿制偏心旋轉(zhuǎn)閥等產(chǎn)品。

80年代開始,隨著我國改革開放政策的貫徹和落實(shí)，一些控制閥制造

廠引進(jìn)了國外著名控制閥

廠商的技術(shù)和產(chǎn)品，使我國控制閥產(chǎn)品的品種和質(zhì)量得到明顯提高.

例如,生產(chǎn)出各種類型的套筒閥,偏心旋轉(zhuǎn)閥，并開始研制精小型控制

閥.隨著大型電站等工業(yè)項(xiàng)目，的進(jìn)行,也研制了各種電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)，

長行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以適應(yīng)大推力和大推力矩，長行程等控

制要求.90年代開始,我國的控制閥工業(yè)也在引進(jìn)和消化國外的先進(jìn)

技術(shù)后開始飛速發(fā)展，一些合資和外資的控制閥生產(chǎn)廠相繼生產(chǎn)有特

色的產(chǎn)品，填補(bǔ)了一些特殊工業(yè)控制的空白，使我國控制閥工業(yè)的水

平大大提高，縮短了與國外的差距.隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用，在21世

紀(jì)初，采用現(xiàn)場總線技術(shù)的控制閥產(chǎn)品問世，國外一些現(xiàn)場總線的控

制閥和相關(guān)的產(chǎn)品，例如智能閥門定位器等，開始在國內(nèi)一些新建工

程中應(yīng)用，國內(nèi)一些廠商也開始研制有關(guān)產(chǎn)品.

3.控制閥發(fā)展的特點(diǎn)

回顧控制閥發(fā)展歷史，控制閥發(fā)展特點(diǎn)如下.

①控制閥的發(fā)展與工業(yè)生產(chǎn)過程控制的發(fā)展密切相關(guān).例如，：單座閥

的不平衡力大，不能適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)過程高壓差的控制要求,為此,研制

了帶平衡閥芯的套筒閥；當(dāng)控制閥噪聲已成重要環(huán)境污染時(shí)，不少具

有降噪功能的控制閥和降噪的閥內(nèi)件應(yīng)運(yùn)而生；當(dāng)工業(yè)生產(chǎn)過程對(duì)高

溫，低溫和泄漏等有一定要求時(shí),誕生了適應(yīng)高溫和低溫的伸長型閥

蓋和用波紋管密封的閥蓋等.

②控制閥的發(fā)展與提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低原材料消耗等緊密結(jié)合，使控

制閥產(chǎn)品的品種更新和增加,功能擴(kuò)展,適應(yīng)面越來越廣.例如,控制

閥的品種有單座閥，雙座閥，三通閥，角形閥,套筒閥，閥體分離閥，隔

膜閥，高壓閥,偏心旋轉(zhuǎn)閥,偏心閥板閥,蝶閥，閘閥等;執(zhí)行機(jī)構(gòu)有氣

動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu),氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu),氣動(dòng)精小型薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu),氣動(dòng)

長行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)，齒輪執(zhí)行機(jī)構(gòu)等；閥

門定位器有氣動(dòng)閥門定位器,電氣閥門定位器,智能電氣閥門定位器

等.

③控制閥的發(fā)展使工業(yè)應(yīng)用更方便,靈活,可靠.控制閥設(shè)計(jì)計(jì)算采用

更適合的計(jì)算公式;控制閥的安裝和維護(hù)變得更方便;控制閥閥內(nèi)件

設(shè)計(jì),例如流路設(shè)計(jì),材質(zhì)選用，降噪設(shè)計(jì)等,使工業(yè)應(yīng)用面更廣泛，使

用更可靠.

二，控制閥的發(fā)展方向

1.控制閥應(yīng)用中存在的問題

①控制閥的品種多，規(guī)格多，參數(shù)多.控制閥為適應(yīng)不同工業(yè)生產(chǎn)過程

的控制要求，例如溫度，壓力，介質(zhì)特性等，有近千種不同規(guī)格，不同類

型的產(chǎn)品，使控制閥的選型不方便,安裝應(yīng)用不方便,維護(hù)不方便,管

理不方便.

②控制閥的可靠性差.控制閥在出廠時(shí)的特性與運(yùn)行一段時(shí)間后的特

性有很大差異，例如,泄漏量增加,噪聲增大,閥門復(fù)現(xiàn)性變差等,給長

期穩(wěn)定運(yùn)行帶來困難.

③控制閥笨重,給控制閥的運(yùn)輸,安裝,.維護(hù)帶來不便.通常,控制閥

重量比一般的儀表重量要重幾倍到上百倍，例如，一臺(tái)DN200的控制閥

重達(dá)700kg,運(yùn)輸,安裝和維護(hù)都需要?jiǎng)佑靡恍C(jī)械設(shè)備才能完成，給

控制閥的應(yīng)用帶來不便.

④控制閥的流量特性與工業(yè)過程被控對(duì)象特性不匹配,造成控制系統(tǒng)

品質(zhì)變差.控制閥的理想流量特性已在產(chǎn)品出廠時(shí)確定，但工業(yè)過程

被控對(duì)象特性各不相同，力口上壓降比變化，使控制閥工作流量特性

不能與被控對(duì)象特性匹配,并使控制系統(tǒng)控制品質(zhì)變差.

⑤控制閥噪聲過大.工業(yè)應(yīng)用中，控制閥噪聲已成為工業(yè)設(shè)備的主要

噪聲源，因此，降低控制閥噪聲成為當(dāng)前重要的研究課題，并得到各國

政府的重視.

⑥控制閥是耗能設(shè)備，在能源越來越緊缺的當(dāng)前,更應(yīng)采用節(jié)能技術(shù),

降低控制閥的能耗,提高能源的利用率.

2.控制閥的發(fā)展方向

控制閥的發(fā)展方向主要為智能化,標(biāo)準(zhǔn)化,精小化,旋轉(zhuǎn)化和安全化.

(1)智能化和標(biāo)準(zhǔn)化.控制閥的智能化和標(biāo)準(zhǔn)化已經(jīng)提到議事日程.智

能化主要采用智能閥門定位器.智能化化表現(xiàn)在下列方面.

①控制閥的自診斷，運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程通信等智能功能，使控制閥的管

理方便,故障診斷變得容易,也降低了對(duì)維護(hù)人員的技能要求.

②減少產(chǎn)品類型，簡化生產(chǎn)流程.采用智能閥門定位器不僅可方便地

改變控制閥的流量特性,也可提高控制系統(tǒng)的控制品質(zhì).因此,對(duì)控制

閥流量特性的要求可簡化及標(biāo)準(zhǔn)化(例如，僅生產(chǎn)線性特性控制閥)。

用智能化功能模塊實(shí)現(xiàn)與被控對(duì)象特性的匹配,使控制閥產(chǎn)品的類型

和品種大大減少，使控制閥的制造過程得到簡化，并在生產(chǎn)和市場中

經(jīng)受考驗(yàn)和認(rèn)可.

③數(shù)字通信.數(shù)字通信將在控制閥中獲得廣泛應(yīng)用，以HART通信協(xié)議

為基礎(chǔ)，一些控制閥的閥門定位器將輸入信號(hào)和閥位信號(hào)在同一傳輸

線實(shí)現(xiàn)；以現(xiàn)場總線技術(shù)為基礎(chǔ)，控制閥與閥門定位器,PID控制功能

模塊結(jié)合,使控制功能在現(xiàn)場級(jí)實(shí)現(xiàn),使危險(xiǎn)分散,使控制更及時(shí),更

迅速.

④智能閥門定位器.智能閥門定位器具有閥門定位器的所有功能，同

時(shí)能夠改善控制閥的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性,提高控制閥的控制精度，因此,

智能閥門定位器將在今后一段時(shí)間內(nèi)成為重要的控制閥輔助設(shè)備被

廣泛應(yīng)用.控制閥的標(biāo)準(zhǔn)化表現(xiàn)在下列方面.

①為了實(shí)現(xiàn)互換性,使同樣尺寸和規(guī)格的不同廠商生產(chǎn)的控制閥能夠

互換，使用戶不必為選擇制造商而花費(fèi)大量時(shí)間.

②為了實(shí)現(xiàn)互操作性，不同制造商生產(chǎn)的控制閥應(yīng)能夠與其他制造商

的產(chǎn)品協(xié)同工作，

不會(huì)發(fā)生信號(hào)的不匹配或阻抗的不匹配等現(xiàn)象.

③標(biāo)準(zhǔn)化的診斷軟件和其他輔助軟件，使不同制造商的控制閥可進(jìn)行

運(yùn)行狀態(tài)的診斷,運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析等.

④標(biāo)準(zhǔn)化的選型程序.控制閥選型仍是自控設(shè)計(jì)人員十分關(guān)心的問題,

采用標(biāo)準(zhǔn)化的計(jì)算程序,根據(jù)工藝所提供數(shù)據(jù),能夠正確計(jì)算所需控

制閥的流量系數(shù),確定配管及選用合適的閥體，閥芯及閥內(nèi)件材質(zhì)等，

使設(shè)計(jì)過程標(biāo)準(zhǔn)化,提高設(shè)計(jì)質(zhì)量.

⑵精小化.為降低控制閥的重量，便于運(yùn)輸,安裝和維護(hù),控制閥的精

小化采用了下列措施.

①采用精小型執(zhí)行機(jī)構(gòu).采用輕質(zhì)材料，采用多組彈簧替代一組彈簧，

降低執(zhí)行機(jī)構(gòu)高度,通常,精小型氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的控制閥比

同類型氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的控制

閥高度要降低約30%,重量降低約30%,而流通能力可提高約30%.

②改變流路結(jié)構(gòu).例如，將閥芯的移動(dòng)改變?yōu)殚y座的移動(dòng)，將直線位移

改變?yōu)榻俏灰频?使控制閥體積縮小，重量減輕.

③采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu).不僅可減少采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的氣源裝置

和輔助設(shè)備，也可減少執(zhí)行機(jī)構(gòu)的重量.例如,Fisher公司的9000系列

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其20型的高度小于330mm,使整個(gè)控制閥（帶數(shù)字控制

器和執(zhí)行機(jī)構(gòu))質(zhì)量降低到20~32kg.

⑶旋轉(zhuǎn)化由于旋轉(zhuǎn)類控制閥，例如球閥等，有相對(duì)體積較小,流路阻

力較小，可調(diào)比較大,密封性較好,防堵性能較好,流通能力較大等優(yōu)

點(diǎn)，因此，在控制閥新品種中，旋轉(zhuǎn)閥的比重增大.特別是大口徑管道

中，普遍采用球閥，蝶閥等類型控制閥，從國外近年的產(chǎn)品看,旋轉(zhuǎn)閥

應(yīng)用的比例正逐年增長.

⑷安全化儀表控制系統(tǒng)的安全性已經(jīng)得到各方面的重視,安全儀表

系統(tǒng)(SIS)對(duì)控制

閥的要求也越來越高，表現(xiàn)在以下幾方面.

①對(duì)控制閥故障信息診斷和處理要求提高，不僅要對(duì)控制閥進(jìn)行故障

發(fā)生后的被動(dòng)性維護(hù)，而且要進(jìn)行故障發(fā)生前的預(yù)防性維護(hù)和預(yù)見性

維護(hù).因此，對(duì)組成控制閥的有關(guān)組件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析,及時(shí)提出維護(hù)

建議等變得更重要.

②對(duì)用于緊急停車系統(tǒng)或安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的控制閥，提出及時(shí)，可靠，安

全動(dòng)作的要求.確保這些控制閥能夠反應(yīng)靈敏,準(zhǔn)確.

③對(duì)用于危險(xiǎn)場所的控制閥，應(yīng)簡化認(rèn)證程序.例如,對(duì)本安應(yīng)用的現(xiàn)

場總線儀表,可簡化為采用FISCO現(xiàn)場總線本質(zhì)安全概念,使對(duì)本安產(chǎn)

品的認(rèn)證過程簡化.

④與其他現(xiàn)場儀表的安全性類似，對(duì)控制閥的安全性，可采用隔爆技

術(shù)'防火技術(shù),增安技術(shù),本安技術(shù),無火花技術(shù)等;對(duì)現(xiàn)場總線儀表，

還可采用實(shí)體概念,本安概念,FISCO概念和非易燃(FINCO)概念等.

⑸節(jié)能降低能源消耗，提高能源利用率是控制閥的一個(gè)發(fā)展方向.

主要有下列幾個(gè)發(fā)展方向.

①采用低壓降比的控制閥.使控制閥在整個(gè)系統(tǒng)壓降中占的比例減少,

從而降低能耗，因此，設(shè)計(jì)低壓降比的控制閥是發(fā)展方向之一;另一個(gè)

發(fā)展方向是采用低阻抗控制閥,例如采用蝶閥，偏心旋轉(zhuǎn)閥等.

②采用自力式控制閥.例如,直接采用閥后介質(zhì)的壓力組成自力式控

制系統(tǒng)，用被控介質(zhì)的能量實(shí)現(xiàn)閥后壓力控制.

③采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制閥.氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在整個(gè)控制閥運(yùn)行過程

中都需要有一定的氣壓，雖然可采用消耗量小的放大器等，但日積月

累,耗氣量仍是巨大的.采用電動(dòng)執(zhí)行

機(jī)構(gòu)，在改變控制閥開度時(shí),需要供電,在達(dá)到所需開度時(shí)就可不再供

電，因此，從節(jié)能看，

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)比氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有明顯節(jié)能優(yōu)點(diǎn).

④采用壓電控制閥.在智能電氣閥門定位器中采用壓電控制閥，只有

當(dāng)輸出信號(hào)增加時(shí)才耗用氣源.

⑤采用帶平衡結(jié)構(gòu)的閥芯，降低執(zhí)行機(jī)構(gòu)推力或推力矩，縮小膜頭氣

室，降低能源需要.

⑥采用變頻調(diào)速技術(shù)代替控制閥.對(duì)高壓降比的應(yīng)用場合，如果能量

消耗很大，可采用變頻調(diào)速技術(shù),采用變頻器改變有關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)

速,降低能源消耗.

⑹保護(hù)環(huán)境環(huán)境污染已經(jīng)成為公害,控制閥對(duì)環(huán)境的污染主要有控

制閥噪聲和控制閥的泄漏.其中，控制閥噪聲對(duì)環(huán)境的污染更是十分

嚴(yán)重.

①降低控制閥噪聲.研制各種降低控制閥噪聲的方法，包括從控制閥

流路設(shè)計(jì)到控制閥閥內(nèi)件的設(shè)計(jì),從噪聲源的分析到降低噪聲的措施

等.主要有設(shè)計(jì)降噪控制閥和降噪控制閥閥內(nèi)件;合理分配壓降，使用

外部降噪措施，例如，增加隔離，采用消聲器等.

②降低控制閥的大氣污染.控制閥的大氣污染指控制閥的"跑"，"冒

滴"，"漏"，這些泄漏物不僅造成物料或產(chǎn)品的浪費(fèi)，而且對(duì)大氣環(huán)

境造成污染,有時(shí),還會(huì)造成人員的傷亡或設(shè)備爆炸等事故.因此，研

制控制閥填料結(jié)構(gòu)和填料類型，研制控制閥的密封等將是控制閥今后

一個(gè)重要的研究課題.計(jì)算機(jī)科學(xué),控制理論和自動(dòng)化儀表等高新科

學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了控制閥的發(fā)展,例如,現(xiàn)場總線控制閥和智能閥

門定位器的研制，數(shù)字通信在控制閥的實(shí)現(xiàn)等.控制閥的發(fā)展也推

動(dòng)了其他科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,例如,對(duì)防腐蝕材料的研究,對(duì)削弱和降低

噪聲方法的研究，對(duì)流體動(dòng)力學(xué)的研究等.隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展,

控制閥也將開放,智能和更可靠，它將與其他工業(yè)自動(dòng)化儀表和計(jì)算

機(jī)控制裝置一起，使工業(yè)生產(chǎn)過程控制的功能更完善,控制的精度更

高，控制的效果更明顯，并為我國現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)揮更重要的作用.

三，過程控制閥術(shù)語

附件:一個(gè)安裝在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上補(bǔ)充執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能并使其成為一個(gè)完

整的操作單元的裝置.例子包

括定位器，供氣壓力調(diào)節(jié)器，電磁閥和限位開關(guān).

執(zhí)行機(jī)構(gòu):一個(gè)提供力或運(yùn)動(dòng)去打開或關(guān)閉閥門的氣動(dòng),液動(dòng)或電動(dòng)

裝置.

執(zhí)行機(jī)構(gòu)組件:一個(gè)包括所有相關(guān)附件使之成為一個(gè)完整的操作單元

的執(zhí)行機(jī)構(gòu).

空程:提供給一種死區(qū)的通用名詞.這種死區(qū)是當(dāng)一個(gè)裝置的輸入改

變方向時(shí)由于裝置輸與輸出之

間的暫時(shí)中斷引起的.一個(gè)機(jī)械連接的松弛或松動(dòng)是空程的一個(gè)典型

例子.

（閥門）流通能力:在規(guī)定條件下通過一個(gè)閥門的流量.

閉環(huán)回路（控制回路）：一種過程元件的相互連接方式:有關(guān)過程變量

的信息被連續(xù)不斷地反饋給

控制器的設(shè)定點(diǎn)，以連續(xù)地，自動(dòng)地糾正過程變量.

控制器:一種通過使用某些既定的運(yùn)算來調(diào)節(jié)控制變量的自動(dòng)操作的

裝置.控制器的輸入接受關(guān)于

過程變量狀態(tài)的信息，然后提供一個(gè)相應(yīng)的輸出信號(hào)給終端控制元件.

控制范圍:控制閥能夠把實(shí)際閥門增益保持在標(biāo)準(zhǔn)值0,5和2,0之間

的閥門行程范圍.

控制閥組件:包括通常安裝在閥門上的所有部件:閥體組件,執(zhí)行機(jī)構(gòu),

定位器，調(diào)壓器，轉(zhuǎn)換器，

限位開關(guān)等.

死區(qū):輸入信號(hào)改變方向但不致于引起輸

出信號(hào)的可以觀察到的變化時(shí),輸入信號(hào)

的可變化范圍.死區(qū)是用來描述一種適用

于任何裝置的通用現(xiàn)象的名詞.對(duì)于閥門

組件,控制器的輸出（C0）是閥門組件的輸

入，而過程變量（PV）是輸出，如圖1所示.

使用術(shù)語"死區(qū)"時(shí)，有必要把輸入和輸

出區(qū)分開來,并確保測量死區(qū)的任何測試

在全部負(fù)載條件下進(jìn)行.死區(qū)典型地表示

為百分比的輸入量程.

圖1過程死區(qū)

時(shí)滯時(shí)間:從一個(gè)小的階躍輸入(通常0.25%—5%)起，系統(tǒng)沒有響應(yīng)被

檢測到的時(shí)間長短(Td)。

它從階躍輸入開始的時(shí)間起測量,一直到被測試系統(tǒng)產(chǎn)生第一個(gè)能檢

測到的響應(yīng)的時(shí)間為止.時(shí)滯

時(shí)間可用于閥門組件或整個(gè)工藝過程.

閥板:帶線性或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的，用來調(diào)節(jié)流量的閥內(nèi)件元件,也可指閥芯

或截流元件.

終端控制元件:執(zhí)行由控制器的輸出決定的控制策略的裝置.終端控

制元件可以是一個(gè)減振器,一

個(gè)變速驅(qū)動(dòng)泵或一個(gè)開關(guān)式切換裝置，但是過程控制工業(yè)里最常見的

終端控制元件是控制閥組件.

控制閥調(diào)節(jié)流動(dòng)的流體,如氣體，蒸汽，水或化學(xué)混合物，以補(bǔ)償擾動(dòng)

并使得被控制的過程變量盡

可能地靠近需要的設(shè)定點(diǎn).

增益:通用術(shù)語，可用于許多情況.在它最常用的含義里，增益是一個(gè)

給定系統(tǒng)或裝置的輸出改變

量相對(duì)于引起該輸出改變量的輸入改變量的比例.增益有兩種:靜態(tài)

增益和動(dòng)態(tài)增益.靜態(tài)增益是

輸入與輸出之間的增益關(guān)系，是系統(tǒng)或裝置處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),輸入能

夠引起輸出改變的程度的指標(biāo).

敏感性有時(shí)候用來說明靜態(tài)增益.動(dòng)態(tài)增益是時(shí)當(dāng)系統(tǒng)處于運(yùn)動(dòng)或流

動(dòng)狀態(tài)時(shí)的輸入與輸出之間的

增益關(guān)系.動(dòng)態(tài)增益是輸入改變頻率或比率的函數(shù).

滯后：在一個(gè)校驗(yàn)循環(huán)里,相對(duì)于任何單個(gè)輸入值的輸出值的最大差

值,不包括由于死區(qū)引起的

誤差

固有特性（流量特性）:在經(jīng)過閥門的壓力降恒定

時(shí),隨著截流元件（閥板）從關(guān)閉位置運(yùn)動(dòng)到額定行

程的過程中流量系數(shù)與截流元件（閥板）行程之間的

關(guān)系.典型地,這些特性可以繪制在曲線圖上,其

水平軸用百分比行程表示，而垂直軸用百分比流量

（或Cv值）表示.由于閥門流量是閥門行程和通過閥

門的壓力降的函數(shù)，在恒定的壓力降下進(jìn)行流量特

性測試提供了一種比較閥門特性類型的系統(tǒng)方法.

用這種方法測得的典型的閥門特性

有線性，等百分比和快開（圖2）.

等百分比特性:一種固有流量特性:額定行程的等

量增加會(huì)理想地產(chǎn)生流量系數(shù)（Cv）的等百分比的改

變（圖2）.

線性特性：一種固有流量特性，可以用一條直線在

流量系數(shù)（Cv值）相對(duì)于額定行程的長方形圖上表示

出來.因此,行程的等量增加提供流量系數(shù)（Cv）的

等量增加.

圖2

快開特性:一種固有流量特性:在截流元件很小的行程下可以獲得很

大的流量系數(shù)（圖2）.

固有閥門增益：在恒定的壓力降條件下,通過閥門的流量改變量相對(duì)

于閥門的行程改變量的比例.

固有閥門增益是閥門結(jié)構(gòu)的固有函數(shù).它等于固有特性曲線在任意行

程點(diǎn)上的斜率，也是閥門行程

的函數(shù).

安裝特性：當(dāng)通過閥門的壓力降受到變化的過程條件的影響時(shí)，隨著

截流元件（閥板）從關(guān)閉位置

運(yùn)動(dòng)到額定行程的過程中流量與截流元件（閥板）行程之間的關(guān)系.

安裝閥門增益：在實(shí)際過程條件下,通過閥門的流量改變量相對(duì)于閥

門行程改變量的比例.安裝

閥門增益是當(dāng)閥門安裝在一個(gè)特定的系統(tǒng)里，且壓力降允許根據(jù)總系

統(tǒng)的指令而自然改變時(shí)產(chǎn)生的

閥門增益關(guān)系.安裝閥門增益等于安裝特性曲線的斜率，也是閥門行

程的函數(shù).

I/P：電流一氣壓（舊UP）的縮寫.典型地用于輸入轉(zhuǎn)換器模塊.

線性度:與兩個(gè)變量有關(guān)的一條曲線與一條直線的接近程度。（線性度

也指的是相同的直線作用于向

上和向下兩個(gè)方向.這樣,上面所定義的死區(qū)典型地會(huì)被認(rèn)為是一種

非線性度0）

回路增益:所有回路元件被看作串聯(lián)在回路里時(shí)的組合增益.有時(shí)候

指的是開環(huán)增益，有時(shí)候必須

清楚地說明指的是靜態(tài)回路增益還是動(dòng)態(tài)回路增益.

開環(huán)回路:這樣一種情況:過程控制元件的連接被中斷,這樣,過程變

量的信息不再反饋給控制器

的設(shè)定點(diǎn)，所以對(duì)過程變量的糾正也不再進(jìn)行.這種情況典型地是通

過把控制器設(shè)置在手動(dòng)操作狀

態(tài)來實(shí)現(xiàn)的.

填料:閥門組件的一個(gè)部件，用于防止閥板或閥桿周圍的泄漏.

定位器：一個(gè)位置控制器（伺服機(jī)構(gòu)），它在機(jī)械上被連接到終端控制

元件或其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一動(dòng)部

件上，自動(dòng)調(diào)整向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出，以保持一個(gè)需要的與輸入信號(hào)成

比例的閥門位置.

過程:控制回路里除了控制器之外的所有組合元件.過程典型地包括

控制閥組件，被控制的壓力容

器或熱交換器，以及傳感器,泵和變送器.

過程增益:被控制的過程變量的改變量對(duì)于相應(yīng)的控制器輸出的改變

量的比例.過程偏差度:關(guān)于

過程是如何被緊密地控制在設(shè)定點(diǎn)周圍的一種精確的統(tǒng)計(jì)學(xué)測量.過

程偏差度典型地以百分比定義

為（26/m）,式中m是被測過程變量的設(shè)定點(diǎn)或平均值,巧是過程變量的

標(biāo)準(zhǔn)方差.

放大器:一個(gè)作用類似于功率放大器的裝置.它接受電氣,氣動(dòng)或機(jī)械

輸入信號(hào)，并捉供大流量的

空氣或液壓流體輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu).放大器可以是定位器的一個(gè)內(nèi)部元

件或者一個(gè)單獨(dú)的閥門附件.

分辨率：當(dāng)輸入不改變方向時(shí)用來產(chǎn)生一個(gè)能檢測到的輸出變化所需

要的最小可能的輸入變化.分

辨率典型地表示為百分比的輸入量程.

響應(yīng)時(shí)間:通常由一個(gè)包括時(shí)滯時(shí)間和時(shí)間常數(shù)的參數(shù)來測量.（見

T63,時(shí)滯時(shí)間和時(shí)間常數(shù).）

用于控制閥時(shí),它包括整個(gè)閥門組件.

二階:一個(gè)術(shù)語,指的是一個(gè)裝置的輸入與輸出之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系.一個(gè)

二階系統(tǒng)或裝置有兩個(gè)能量

儲(chǔ)存裝置.它們能夠在它們自己之間來回傳輸動(dòng)態(tài)和潛在能

量,這樣就引入了振蕩行為或超調(diào)的可能性.

傳感器:一個(gè)測量過程變量值并提供一個(gè)相應(yīng)的輸出信號(hào)給變送器的

裝置.傳感器可以是變送器的

集成部件,也可以是一個(gè)單獨(dú)的元件.

設(shè)定點(diǎn)：一個(gè)參考值，代表需要的被控制的過程變量值.

閥軸扭轉(zhuǎn):一種現(xiàn)象,指的是閥軸的一端扭轉(zhuǎn)而另一端不扭轉(zhuǎn).這種現(xiàn)

象典型地發(fā)生在執(zhí)行機(jī)構(gòu)由

一根相對(duì)長的閥軸連接到閥門截流元件上的旋轉(zhuǎn)式閥門上.當(dāng)閥門的

密封摩擦力把閥軸的一端保持

在某一個(gè)位置時(shí),執(zhí)行機(jī)構(gòu)一端的閥軸的旋轉(zhuǎn)被閥軸的扭轉(zhuǎn)所吸收，

直到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入傳遞出足

夠的力來克服這個(gè)摩擦力.

（閥門）口徑計(jì)算:一種經(jīng)過設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方法，用來確保閥門在一系列

的過程工況條件下有正確的流

通能力.

T63:設(shè)備響應(yīng)時(shí)間的一種測量.它是通過把一個(gè)小的階躍輸入（通常

下一5%）作用到系統(tǒng)上來測量

的oTc,從階躍輸入開始的時(shí)間起測量,一直到系統(tǒng)輸出達(dá)到63%的最

終穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間為止.它是

系統(tǒng)時(shí)滯時(shí)間（Td）和系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)（t）的組合值.（見"滯后時(shí)間"和"

時(shí)間常數(shù)”.）

時(shí)間常數(shù):一個(gè)通常用于一階元件的時(shí)間參數(shù).它是從系統(tǒng)產(chǎn)生第一

個(gè)相對(duì)于小階躍輸入（通常0.25

%—5%）的能檢測到的響應(yīng)時(shí)起一直到系統(tǒng)輸出達(dá)到63%的最終穩(wěn)態(tài)值

時(shí)測量得到的時(shí)間間隔.用

于開放回路過程時(shí)，時(shí)間常數(shù)通常表示為T。用于閉和回路系統(tǒng)時(shí)，時(shí)

間常數(shù)通常表示為丸.

變送器:一個(gè)測量過程變量值并提供一個(gè)相應(yīng)的輸出信號(hào)給控制器以

跟設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行比較的裝置.

行程:截流元件從關(guān)閉位置到一個(gè)中間或額定全開位置的運(yùn)動(dòng).

行程指示器:一個(gè)指針和標(biāo)尺,用來從外部表示截流元件的位置,典型

地以行程或

旋轉(zhuǎn)角度的百分比為單位.

閥內(nèi)件:調(diào)節(jié)被控制流體的閥門內(nèi)部部件.流體增壓器:一個(gè)獨(dú)立的放

大器通常稱為流體增壓器或

簡單地增壓器，因?yàn)樗隽诨蚍糯蠊?yīng)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)的壓縮空氣

量.（見"放大器。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)推力:執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供的凈力，用來對(duì)閥芯進(jìn)行實(shí)際定位.

角形閥：一種閥門結(jié)構(gòu),它的一個(gè)口與閥桿或執(zhí)行機(jī)構(gòu)在同一直線上,

另一個(gè)口則與

閥桿成一垂直角度.

波紋管密封型閥蓋:使用波紋管來防止截流元件連接桿周圍泄漏的一

種閥蓋.

閥蓋:閥門的包含填料函和閥桿密封并能對(duì)閥桿進(jìn)行導(dǎo)向的部分.它

為閥腔提供主要的開孔以安裝

內(nèi)部零件，也可以是閥體的一個(gè)不可分割的部分.它把執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接

到閥體上.典型的閥蓋與閥體

是用螺栓連接的,用螺紋旋入的，用焊接連接的,用壓力密封的，或者

集成不可分隔的.（這個(gè)術(shù)

語通常指的是閥蓋及其包含的填料零件.更加準(zhǔn)確地說,這一組零部

件應(yīng)該稱為閥蓋組件.）

閥蓋組件：（通常稱為閥蓋,更加準(zhǔn)確地稱為閥蓋組件）一個(gè)組件，包括

閥桿可以在其中運(yùn)動(dòng)的零件

以及防止閥桿周圍泄漏的密封形式.它通常提供安裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)和裝入

填料組件的方法.

底法蘭:一個(gè)封閉與閥蓋開孔相對(duì)的閥體開孔的零件.它包括一個(gè)導(dǎo)

向軸套或用來

閥籠：閥內(nèi)件的一個(gè)零件,它包容截流元件并能規(guī)定流量特性或提供

座合表面.它也捉供了穩(wěn)定性，

導(dǎo)向，平衡和對(duì)中性,而且有助于其它閥內(nèi)件零件的組裝.閥籠壁包含

通常決定控制閥流量特性的

開孔.各種各樣的閥籠形式示于下圖

快開線性等百分比

截流元件:閥門的可運(yùn)動(dòng)部件,它置于流體通道中，用來調(diào)節(jié)通過閥門

的流量.截流元件導(dǎo)向面：

截流元件的一部分,它使得截流元件在閥籠，閥座環(huán)，閥蓋,底法蘭或

以上任意兩個(gè)零件里運(yùn)動(dòng).

氣缸:活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣室，活塞在其中運(yùn)氣缸端蓋密封:活塞執(zhí)行機(jī)

構(gòu)氣缸與支架的連接處的密

封元件.

膜片：一個(gè)活動(dòng)的把力傳遞給膜片支撐板和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的壓力響應(yīng)元件.

薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu):一個(gè)流體驅(qū)動(dòng)的裝置,在其中流體作用在一個(gè)活動(dòng)的

部件膜片上.

膜蓋:包含上下兩個(gè)部分的殼體,用來支撐膜片并建立一個(gè)或兩個(gè)氣

壓室.

膜片支撐板:與膜片同心的用來把力傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿的板.

正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu):一種薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu),它的推桿會(huì)隨著膜片壓力的增

加而伸出來.伸長型閥蓋:一

種閥蓋，填料函與閥蓋法蘭之間的距離較長，用于高溫或低溫工況.

直通閥：一種閥門，帶線性運(yùn)動(dòng)的截流元件，有單閥座或多閥座，它的

閥體因?yàn)殚y座區(qū)域有一個(gè)球

形的內(nèi)腔而與眾不同.直通閥可以進(jìn)一步分為：二通單座閥，二通雙座

閥，角形，三通，不平衡閥

籠導(dǎo)向和平衡閥籠導(dǎo)向.

下閥體:包含閥門內(nèi)部零件,有一個(gè)流道連接口的閥體殼體的一半部

分.在分體式閥體結(jié)構(gòu)里，閥

座環(huán)通常被壓在上閥體和下閥體之間.

補(bǔ)償式閥門：一種閥門結(jié)構(gòu)，在不同的但互成刁80度的對(duì)立面上有入

口和出口管線連接.

填料函（組件）：閥蓋組件的一部分，用來防止截流元件連接桿周圍的

泄漏.包括在完整的填料函組

件里的是下列零部件的部分或全部的組合:填料,填料壓蓋,填料螺母,

套環(huán)，填料彈簧,填料法

蘭,填料法蘭雙頭螺栓或單頭螺栓,填料法蘭螺母,填料環(huán),填料隔離

圈環(huán),毛氈隔離圈,Bellev

川e彈簧和抗擠壓環(huán).

活塞:一個(gè)可移動(dòng)的把力傳遞給活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿的壓力響應(yīng)元件.

活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu):一個(gè)流體驅(qū)動(dòng)的裝置,在其中流體作用在一個(gè)可移

動(dòng)的活塞上使執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿產(chǎn)

生運(yùn)動(dòng).活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以或者分為：雙作用式，因此,在任一方向

上都可產(chǎn)生最大的驅(qū)動(dòng)力；

或者分為彈簧復(fù)位式，因此在失去氣源時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)會(huì)使閥門沿著要

求的行程方向移動(dòng).

反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu):一種薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu),它的推桿會(huì)隨著膜片壓力的增

加而退回來.反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)

有一個(gè)密封軸套安裝在支架的上端，以防止膜片壓力沿著執(zhí)行機(jī)構(gòu)推

桿泄放.

橡膠套:一個(gè)防止破壞性異物進(jìn)入活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)的密封軸套的保護(hù)性

裝置.密封軸套:用來提供一

種防止活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣缸泄漏方式的上,下軸套.合成橡膠。形圈被用

在軸套里，以密封氣缸，執(zhí)

行機(jī)構(gòu)推桿和執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿加長軸.

閥座:截流元件與它的配合表面相接觸的區(qū)域,它實(shí)現(xiàn)閥座的關(guān)閉.

閥座負(fù)載:在規(guī)定的靜態(tài)條件下,截流元件與閥座之間的凈接觸力.實(shí)

際上,對(duì)于一個(gè)給定的控制

閥，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇就是以需要大的力來克服靜態(tài),閥桿和動(dòng)態(tài)不平

衡力，并留有一個(gè)余量給閥座

負(fù)載為基礎(chǔ)的.

閥座環(huán)：閥體組件的一個(gè)零件,它為截流元件提供座合表面,并成為流

體控制口的

彈簧調(diào)整件:一個(gè)管件,通常旋在執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿上或旋入支架里面，以

調(diào)整彈簧壓縮量.

彈簧座：一塊板，保持彈簧到位并提供一個(gè)讓彈簧調(diào)整件接觸的平面.

靜態(tài)不平衡力：在規(guī)定的壓力條件下,且流體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，由于流

體壓力作用在截流元件和閥

桿上而產(chǎn)生的凈力.閥桿連接件:把執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿連接到閥桿.

閥內(nèi)件:調(diào)節(jié)被控流體的閥門內(nèi)部部件.在直通閥體里，閥內(nèi)件典型地

包括截流元件，閥座環(huán)，閥

籠，閥桿和閥桿銷釘.閥內(nèi)件,軟閥座：帶有彈性,塑性或其它易變形材

料的閥內(nèi)件，用在截流部

件或者閥座環(huán)里，以用最小的執(zhí)行機(jī)構(gòu)力取得嚴(yán)密的關(guān)閉.

上閥體:包含閥門內(nèi)部零件,有一個(gè)流道連接口的閥體殼體的一半部

分.它通常包括一種防止閥桿

周圍泄漏的方式，并提供一種把執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在分體式閥體上的方法.

閥體:閥門的主要的壓力承

受腔.它也提供管道連接端和流體流通通道,并支撐閥座表面和閥門

截流元件.最常用的閥體結(jié)構(gòu)

有:a）帶一個(gè)閥座口和閥芯的單閥座閥體;b）帶二個(gè)閥座口和一個(gè)閥

芯的雙閥座閥體;c）帶一個(gè)入

口和一個(gè)出口二個(gè)流體連接端的二通閥體;d）帶三個(gè)流體連接端的閥

體，其中二個(gè)連接端可以是入

口，而一個(gè)是出口（用于混合流體），或者一個(gè)連接端是入口，而二個(gè)是

出口（用于分散流體）o術(shù)語

閥體經(jīng)常用來指的是帶有閥蓋組件和包含閥內(nèi)件零部件的閥體.更加

準(zhǔn)確地說,這一組部件應(yīng)該稱

為閥休組件.

閥體組件（通常稱為閥體或閥門，更加準(zhǔn)確地稱為閥體組件）：一個(gè)閥

體，閥蓋組件,底法蘭（如使

用）和閥內(nèi)件元件的組合件.閥內(nèi)件包括截流元件,它打開，關(guān)閉或部

分地阻擋一個(gè)或多個(gè)閥座口.

閥芯：一個(gè)經(jīng)常與閥塞交換使用的術(shù)語,指的是截流元件.

閥桿:直行程閥門里，連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿和截流元件的零件.

支架:把執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)力單元?jiǎng)傂缘剡B接到閥門上的結(jié)構(gòu).

執(zhí)行機(jī)構(gòu)杠桿:連接到旋轉(zhuǎn)閥閥軸上的臂.它把執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿的線性

運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)力，以定位旋

轉(zhuǎn)式閥門的閥板或球.這根杠桿正常地是通過間隙很小的花鍵或其它

減小空隙和運(yùn)動(dòng)損失的方法連

接到旋轉(zhuǎn)式閥軸上的.

全球:旋轉(zhuǎn)式控制閥的流體控制元件.它使用一個(gè)完整的球并帶有一

個(gè)通過它的流體通道.流體通

道與管道直徑相等或相一致.

部分球:旋轉(zhuǎn)式控制閥的流體控制元件.它使用一個(gè)部分球并帶有一

個(gè)通過它的流.

V形切口球:最常見的部分球控制閥類型.V形切口球包括一個(gè)拋光的

或涂層的部分球表面，它緊

靠閥座環(huán)在全行程范圍內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng).在球上的V形切口可以實(shí)現(xiàn)很

高的可調(diào)比，并提供一個(gè)等百

分比的流量特性.

傳統(tǒng)閥板:用于最常見的各種各樣的蝶閥里的對(duì)稱的流體控制元件.

在調(diào)節(jié)工況里，非常高的動(dòng)態(tài)

力矩往往會(huì)把傳統(tǒng)閥板限制在60度的最大轉(zhuǎn)角里.動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的閥板:

蝶閥閥板經(jīng)過流線型輪廓處

理，可減小大旋轉(zhuǎn)角度增量時(shí)的動(dòng)態(tài)力矩，因此使得它適用于需要最

大至90度的閥板旋轉(zhuǎn)角的調(diào)

節(jié)工況.

偏心閥板:閥門結(jié)構(gòu)常用名詞,在這種閥門結(jié)構(gòu)里，閥軸與閥板連接的

位置會(huì)使得閥板在打開時(shí)沿

著一條很小的偏心路徑運(yùn)動(dòng).這使得閥板在被打開時(shí)能夠盡可能快地

偏離與密封的接觸，這樣可以

減少摩擦和磨損.

無法蘭閥門：常見的旋轉(zhuǎn)式控制閥類型.無法蘭閥門用長螺栓夾在

ANSI等級(jí)的法蘭之間（有時(shí)候也

稱為對(duì)夾式閥體）.

偏心球塞:帶偏心旋轉(zhuǎn)球塞的旋轉(zhuǎn)式控制閥類型.偏心球塞會(huì)塞進(jìn)或

偏離閥座，可以減少摩擦和磨

損.此類閥門非常適合于沖刷性的應(yīng)用場合.

反向流:流體從閥板,球或球塞背面的閥軸一側(cè)流出.有些旋轉(zhuǎn)式控制

閥能夠在任意一個(gè)方向上均

衡地處理流體.其它類型的旋轉(zhuǎn)閥可能需要修改執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接件以

處理反向流.

萬向軸承:通常用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿與執(zhí)行機(jī)構(gòu)杠桿之間的連接.其目

的是促進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)線性推力向

旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)換,并盡可能減少運(yùn)動(dòng)損失.在旋轉(zhuǎn)式閥體上配備一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)

的可互換作用方向的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，

通常需要使用兩個(gè)萬向軸承的連接件.然而，選擇為旋轉(zhuǎn)式閥門工況

而特別設(shè)計(jì)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)只需

要一個(gè)這樣的軸承,因而減少了運(yùn)動(dòng)損失.

旋轉(zhuǎn)式控制閥：一種閥門類型,它的流體截流元件（全球，部分球,閥板

或球塞）在流體通道里旋轉(zhuǎn)，

以控制閥門流量.

密封環(huán):旋轉(zhuǎn)式控制閥的對(duì)應(yīng)于直通閥閥座環(huán)的那個(gè)零件.閥板或球

的相對(duì)于密封環(huán)的位置決定了

在某個(gè)旋轉(zhuǎn)行程增量時(shí)的流通面積和流通能力.正如以上說明的，有

些密封結(jié)構(gòu)允許雙向流動(dòng).

閥軸:旋轉(zhuǎn)式控制閥的對(duì)應(yīng)于直通閥閥桿的那個(gè)零件.閥軸的旋轉(zhuǎn)對(duì)

流體通道里的閥板或球進(jìn)行定

位，因此可以控制閥門的流通能力.

滑動(dòng)密封:氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣缸下面的密封,為旋轉(zhuǎn)式閥門工況

而設(shè)計(jì).這個(gè)密封允許執(zhí)行機(jī)

構(gòu)推桿垂直移動(dòng)和周向旋轉(zhuǎn),而不會(huì)使得下氣缸壓力泄放.

標(biāo)準(zhǔn)流向：帶有獨(dú)立的密封環(huán)或流體環(huán)的那些旋轉(zhuǎn)式控制閥的流動(dòng)方

向:流體通過與密封環(huán)相鄰的

管道進(jìn)入閥體并從與密封環(huán)相對(duì)的另一端流出.有時(shí)候稱為前向

流.（也可見"反向流".）

樞軸式安裝:一種安裝方式，用二個(gè)在直徑方向相對(duì)的軸承把閥板或

球安裝在閥軸

四，控制閥的功能和特性術(shù)語

彈簧設(shè)定范圍:控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)彈簧調(diào)整范圍，以平衡實(shí)際的過程力.

流通能力：在規(guī)定條件下通過閥門的額定流量.

間隙流：當(dāng)截流元件沒有座合時(shí)低于最小可控流量的那個(gè)流量.

膜片壓力范圍:膜片壓力范圍高低值之差.這可以認(rèn)為是一種固有或

安裝特性.

雙作用執(zhí)行機(jī)構(gòu):在任意一個(gè)方向上都可以提供動(dòng)力的執(zhí)行機(jī)構(gòu).

動(dòng)態(tài)不平衡力：由于過程流體壓力的作用，在任何規(guī)定的開度下,在閥

芯上產(chǎn)生

有效面積:在薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)里，有效面積是有效地產(chǎn)生輸出力的那部

分膜片面積.膜片的有

效面積可能會(huì)隨著它的運(yùn)動(dòng)而改變,通常在行程的開始時(shí)為最大,而

在行程的末尾時(shí)為最小.

模壓膜片比平板膜片有較小的有效面積改變，因此推薦使用模壓膜片.

失氣一關(guān)閉:這樣一種狀態(tài)：當(dāng)驅(qū)動(dòng)能源失去時(shí),閥門截流元件移至關(guān)

閉位置.

失氣一打開:這樣一種狀態(tài)：當(dāng)驅(qū)動(dòng)能源失去時(shí),閥門截流元件移至打

開位置.

失氣一安全:閥門及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一種特性:在驅(qū)動(dòng)能源供應(yīng)中斷時(shí)，

會(huì)使得閥門截流元件

移至全閉,全開,或留在上次的位置，任何一種位置都被認(rèn)為是保護(hù)工

藝過程必需的.失效

—安全作用方式可能需要采用連接到執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的輔助控制.

流量特性：當(dāng)百分比額定行程從0變化到100%時(shí),流經(jīng)閥門的流量與百

分比額定行程之間

的關(guān)系.這個(gè)術(shù)語應(yīng)該總是表述為固有流量特性或安裝流量特性.

流量系數(shù)（Cv值）：一個(gè)與閥門的幾何結(jié)構(gòu)有關(guān)的,對(duì)于一個(gè)給定行程

的常數(shù)（Cv值），可用

來衡量流通能力.它是在每平方英寸下磅的壓力降下,每分鐘流過閥

門的60°F水的美國加

侖數(shù).

高壓力恢復(fù)閥門：一種閥門結(jié)構(gòu)，由于流線型的內(nèi)部輪廓和最小的流

體紊流,它會(huì)分散相對(duì)

少的流體能量.因此，在閥門縮流斷面下游的壓力會(huì)恢復(fù)到入口壓力

的一個(gè)很高的百分比值.

直流通式閥門，如旋轉(zhuǎn)式球閥是典型的高壓力恢復(fù)閥門.

固有模片壓力范圍：閥體內(nèi)壓力為大氣

壓時(shí)，作用于膜片以產(chǎn)生額定閥芯行程的壓力高和低值.這個(gè)范圍通

常指的是彈簧設(shè)定值范

圍，因?yàn)楫?dāng)閥門被設(shè)定在該工作范圍上時(shí)，這個(gè)范圍將是閥門的動(dòng)作

范圍.

固有流量特性:在經(jīng)過閥門的壓力降恒定時(shí),隨著閥門從關(guān)閉位置運(yùn)

動(dòng)到額定行程，流量與

截流元件行程之間的關(guān)系.

安裝膜片壓力范圍:在閥體承受規(guī)定的工況下,作用于膜片以產(chǎn)生額

定閥芯行程的壓力高和

低值.由于作用在截流元件上的力，固有膜片壓力范圍可能會(huì)不同于

安裝膜片壓力范圍.

安裝流量特性：當(dāng)經(jīng)過閥門的壓力降受到變化的過程工況影響時(shí)，隨

著閥門從關(guān)閉位置運(yùn)動(dòng)

到額定行程，流量與截流元件之間的關(guān)系.

低壓力恢復(fù)閥門：一種閥門結(jié)構(gòu)，由于流體通道輪廓產(chǎn)生的紊流,它會(huì)

分散很大一部分的流

體能量.其結(jié)果是，在閥門縮流斷面下游的壓力會(huì)恢復(fù)到比帶有更多

流線型通道的閥門更小

的一個(gè)入口壓力百分比值.盡管每個(gè)閥門結(jié)構(gòu)不盡相同，但是普通的

直通閥通常有低的壓力

恢復(fù)能力.

修正的拋物線流量特性:一種流量特性,它在截流元件的低位行程處

提供等百分比的特性，

而在截流元件的高位行程處提供線性特性.

向下推關(guān)閉結(jié)構(gòu):一種直通式閥門結(jié)構(gòu),它的截流元件位于執(zhí)行機(jī)構(gòu)

和閥座環(huán)之間，這樣執(zhí)

行機(jī)構(gòu)推桿的推出會(huì)將截流元件移向閥座環(huán),最后關(guān)閉閥門.該術(shù)語

也可用于旋轉(zhuǎn)式閥門結(jié)

構(gòu).在旋轉(zhuǎn)式閥門結(jié)構(gòu)里,執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿的線性伸出會(huì)將球或閥板移

向關(guān)閉位置.也稱為正

作用.

向下推打開結(jié)構(gòu):一種直通式閥門結(jié)構(gòu).它的閥座環(huán)位于執(zhí)行機(jī)構(gòu)和

截流元件之間，這樣執(zhí)

行機(jī)構(gòu)推桿的推出會(huì)將截流元件從閥座上移開，因此打開閥門.該術(shù)

語也可用于旋轉(zhuǎn)式閥門

結(jié)構(gòu).在旋轉(zhuǎn)式閥門結(jié)構(gòu)里，執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿的線性伸出會(huì)將球或閥板

移向打開位置.（也稱

為反作用）.

可調(diào)比:與指定的流量特性的偏差不超過規(guī)定的限制時(shí)，最大的流量

系數(shù)（Cv值）與最小的

流量系數(shù)（Cv值）之間的比例.當(dāng)流量增加到下00倍最小可控制流量時(shí),

一個(gè)仍然能夠很好

地控制的閥門就有一個(gè)100:1的可調(diào)比.可調(diào)比也可表示為最大與最

小可控制流量之間的

比例.

額定行程：閥門截流元件從關(guān)閉位置運(yùn)動(dòng)至額定全開位置的距離.額

定全開位置是由制造商

推薦的最大開度.

相對(duì)流量系數(shù):指定行程時(shí)的流量系數(shù)（Cv值）與額定行程時(shí)的流量系

數(shù)（Cv值）之間的比例.

閥座泄漏量：當(dāng)閥門在規(guī)定的壓差和溫度下處于全閉位置時(shí),流經(jīng)閥

門的流體量。

彈簧系數(shù):彈簧長度每單位改變時(shí)彈簧力的改變.在薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)控

制閥里，彈簧系數(shù)通常

用磅力/英寸壓縮量來表示.

閥桿不平衡力：由于流體壓力的作用，在任意位置的閥桿上產(chǎn)生的凈

力.

縮流斷面:流速最大,流體靜壓和截面積最小處的那部分流束.在一個(gè)

控制閥里，縮流斷面

通常位于實(shí)際的物理限制的下游.

ANSI:美國國家標(biāo)準(zhǔn)組織的縮寫.

API:美國石油組織的縮寫.

ASME:美國機(jī)械工程師學(xué)會(huì)的縮寫.

ASTM:美國測試和材料學(xué)會(huì)的縮寫.

自動(dòng)控制系統(tǒng):一種不需要人工干預(yù)就能工作的控制系統(tǒng).

Bode圖：一幅轉(zhuǎn)換函數(shù)的在對(duì)數(shù)基線上的對(duì)數(shù)幅度比例和相位角度值

圖.這是圖形化表示

頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)的最常見形式.

校驗(yàn)曲線:校驗(yàn)結(jié)果的圖形化表示.一個(gè)裝置的穩(wěn)態(tài)輸出表示為它的

穩(wěn)態(tài)輸入的函數(shù).該曲

線通常以百分比的輸出量程對(duì)百分比的輸入量程的形式來表示.

校驗(yàn)循環(huán):在儀表的量程范圍內(nèi)，在上升然后下降的方向上,使用被測

量變量的已知值，并

記錄相應(yīng)的輸出讀數(shù)值校驗(yàn)循環(huán)曲線可以通過先增加然后減小裝置的

輸入而獲得.它通常以

百分比的輸出量程對(duì)百分比的輸入量程的形式來表示.它提供回差的

一種測量.

間隙流量：當(dāng)截流元件沒有座合時(shí),低于最小可控制流量的那個(gè)流量.

控制器：自動(dòng)操作以調(diào)節(jié)被控變量的裝置.

始:一個(gè)熱動(dòng)態(tài)量，它是閥體的內(nèi)部能量和其體積與壓力之積的

和:H=U+pVo（也

稱為熱容量）.

炳:在一個(gè)熱動(dòng)態(tài)系統(tǒng)里，不能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功的能量的理論量度.

反饋信號(hào):測量直接的被控制變量而得到的返回信號(hào).對(duì)于一個(gè)帶定

位器的控制閥，反饋信

號(hào)通常是反饋給定位器的截流元件連接桿位置的機(jī)械指示.

FCI:流體控制組織的縮寫.

頻率響應(yīng)特性：以幅度和相位表示的穩(wěn)態(tài)正弦輸入及其引起的基本正

弦輸出之間的頻率依賴

關(guān)系.輸出的幅度和相位移動(dòng)可以被看作輸入測試頻率的函數(shù),并用

來描述控制裝置的動(dòng)態(tài)

行為.

硬度:金屬抵抗塑性變形（通常以凹陷形式）的能力.塑料和橡膠的抵

抗尖頭刺入其表面的能

力.

振蕩:外部激勵(lì)消失之后，仍然存在的一種具有明顯幅度的振動(dòng).振蕩

有時(shí)候被稱為循環(huán)或

極限循環(huán).振蕩是在或接近穩(wěn)定極限處工作的證據(jù).在控制閥里,控制

系統(tǒng)或閥門定位器的

不穩(wěn)定會(huì)引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)加載壓力的波動(dòng),振蕩會(huì)隨之而出現(xiàn).

ISA:美國儀表學(xué)會(huì)的縮寫.現(xiàn)在稱為國際測量與控制學(xué)會(huì).

儀表壓力：由一個(gè)自動(dòng)控制器提供的用來使閥門工作的輸出壓力.

加載壓力:用來對(duì)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行定位的壓力.這是實(shí)際作用在執(zhí)

行機(jī)構(gòu)膜片或活塞上的

壓力.如果沒有使用閥門定位器，加載壓力可以是儀表壓力.

NACE:用來代表美國腐蝕工程師協(xié)會(huì).隨著該組織的范圍越來越國際

化，這個(gè)名詞已經(jīng)改

為國際NACE.NACE已經(jīng)不再是一個(gè)縮寫.

OSHA:職業(yè)安全和健康法令（美國）的縮寫.

工作介質(zhì):這是指流體,通常為空氣或氣體,用來為閥門定位器和自動(dòng)

控制器的工作提供動(dòng)

力.

工作極限:一個(gè)裝置能夠承受而不會(huì)導(dǎo)致工作特性永久性損害的工作

條件范圍.

范圍：二個(gè)極限之間的區(qū)域，其間距可以被測量,接受,或傳遞,并用上

下范圍值

來表示（如：3至15Psi;-4至212°F,-40至100）℃.

可重復(fù)性:在全部行程范圍內(nèi)，沿著相同的方向，在相同的工作條件下,

對(duì)于相同的輸入值，

一系列連續(xù)的輸出測量值的接近程度.它通常是作為不可重復(fù)性來測

量的，但以百分比量程

來表示.它不包括回差.

敏感性:在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，輸出幅度的改變與引起該改變的輸入改

變之間的

信號(hào)：一個(gè)物理變量,它的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)攜帶關(guān)于該信號(hào)所代表的

另外一個(gè)變量的信息.

信號(hào)幅度排序（分程）：一種動(dòng)作方式，其中有二個(gè)或更多個(gè)信號(hào)產(chǎn)生，

或者有二個(gè)或更多個(gè)

終端控制元件被一個(gè)輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng),每一個(gè)終端控制元件連續(xù)地，帶

或不帶重疊對(duì)該輸入信

號(hào)的幅值作出響應(yīng).

量程:上下范圍值的算術(shù)差（如：范圍=0至150。F,量程=150。F;范圍

=3至15PSig,量程

=12PSig）.

氣源壓力：一個(gè)裝置供氣口處的壓力.常用的控制閥氣源壓力值對(duì)于3

至15Psig的彈簧設(shè)

定范圍為20Psig,對(duì)于6至30Psig的彈簧設(shè)定范圍為35Psig.

零誤差：當(dāng)輸入為低范圍值時(shí)，一個(gè)裝置在規(guī)定的使用條件下的誤差，

它通常表示為百分比

的理想量程.

五，控制閥在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中的作用

1.控制系統(tǒng)的基本組成

工業(yè)生產(chǎn)過程的控制系統(tǒng)有各種不同類型，例如簡單控制系統(tǒng)，復(fù)雜

控制系統(tǒng)等，圖1

是兩個(gè)簡單控制系統(tǒng)的示例.圖中，每個(gè)控制系統(tǒng)都包括被控變量，操

縱變量和相應(yīng)的控制

規(guī)律.被控變量是需要控制的過程變量,例如,換熱器出口溫度,泵出

口壓力等.要使被控

變量與期望的設(shè)定值保持一致,需要一種控制手段,例如，圖中的蒸汽

流量,泵的旁路流量

等.被控變量偏離設(shè)定的原因是生產(chǎn)過程中存在干擾，例如，蒸汽壓力

的波動(dòng)，泵轉(zhuǎn)速的變

化等.通常,把用于調(diào)節(jié)的變量稱為操縱變量.

圖1簡單控制系統(tǒng)示例

(a)溫度控制系統(tǒng)(b)壓力控制系統(tǒng)

一個(gè)簡單控制系統(tǒng)由檢測元件和變送器,控制器,執(zhí)行器和被控對(duì)象

組成.檢測元件和

變送器(sensorandtransmitter)用于檢測被控變量,將檢測信號(hào)轉(zhuǎn)換

為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào).例如，熱電阻

將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻變化，溫度變送器將電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的氣

壓或電流，電壓信號(hào)等.

控制器(controller)將檢測變送環(huán)節(jié)輸出的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)與設(shè)定值信號(hào)

進(jìn)行比較，獲得偏差信

號(hào),按一定控制規(guī)律對(duì)偏差信號(hào)(errorsignal)進(jìn)行運(yùn)算,運(yùn)算輸出送

執(zhí)行器.控制器可用模擬

儀表實(shí)現(xiàn),也可用微處理器組成的數(shù)字控制器實(shí)現(xiàn),例如DCS和FCS中

采用的PID控制功

能模塊等.

執(zhí)行器(actuator)處于控制環(huán)路的最終位置，因此也稱為最終元件

(finalelement).執(zhí)行器

用于接收控制器的輸出信號(hào),并控制操縱變量變化.在大多數(shù)工業(yè)生

產(chǎn)過程控制的應(yīng)用中，

執(zhí)行器采用控制閥.近年來,隨著變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，一些控制系統(tǒng)

已采用變頻器和相應(yīng)

的電動(dòng)機(jī)(泵)等設(shè)備組成執(zhí)行器.本頁介紹控制閥的有關(guān)內(nèi)容，不討

論變頻器和其他執(zhí)行器.

生產(chǎn)過程的負(fù)荷變化或操作條件改變時(shí),通過檢測元件和變送器的檢

測和變送,將過程

的被控變量送控制器，經(jīng)控制規(guī)律運(yùn)算后的輸出送執(zhí)行器，改變過程

中相應(yīng)的流體流量，使

被控變量與設(shè)定值保持一致.可見，檢測元件和變送器的作用類似于

人的眼睛，控制器的作

用類似于人的大腦，執(zhí)行器的作用類似于人的手腳.一個(gè)控制系統(tǒng)的

質(zhì)量受到組成控制系統(tǒng)

各組成部件的影響，主要取決于控制系統(tǒng)組成部件中最薄弱環(huán)節(jié)的影

響.

2.控制閥的重要性

控制閥(controlvalve)用于調(diào)節(jié)操縱變量的流量，因此，以前亦稱調(diào)

節(jié)閥.從控制系統(tǒng)整

體看,一個(gè)控制系統(tǒng)控制得好不好，都要通過控制閥來實(shí)現(xiàn).由于下列

原因,控制閥變得十

分重要.

①控制閥是節(jié)流裝置，屬于動(dòng)部件，與檢測元件和變送器,控制器比較,

在控制過程中，

控制閥需要不斷改變節(jié)流件的流通面積，使操縱變量變化，以適應(yīng)負(fù)

荷變化或操作條件的改

變.因此,對(duì)控制閥閥組件的密封,耐壓,腐蝕等提出更高要求.例如，

密封會(huì)使控制閥摩

擦力增加，控制閥死區(qū)加大，造成控制系統(tǒng)控制品質(zhì)變差等.

②控制閥的活動(dòng)部件是造成"跑"，"冒滴"，"漏"的主要原因，它不

僅造成資源或物

料的浪費(fèi),也污染環(huán)境,引發(fā)事故.

③控制閥的閥內(nèi)件與過程介質(zhì)直接接觸,和檢測元件與過程介質(zhì)接觸

的不同之處如下

a.控制閥閥組件的接觸介質(zhì)可能與檢測元件的接觸介質(zhì)不同，對(duì)控制

閥的耐腐蝕性，

強(qiáng)度,剛度,材料等有更高要求.

b.檢測元件可采用隔離液等方法與過程介質(zhì)隔離，但控制閥通常與過

程介質(zhì)直接接觸，

很難采用隔離的方法與過程介質(zhì)隔離.

④控制閥的節(jié)流使能量在閥內(nèi)件內(nèi)部被消耗，因此,降低能耗,降低控

制閥的壓力損失，

和保證較好的控制品質(zhì)之間要合理選擇和兼顧.

⑤控制閥對(duì)流體進(jìn)行節(jié)流的同時(shí)也造成噪聲.例如，當(dāng)閥出口壓力低

于液體的蒸汽壓力

時(shí),造成閃蒸；當(dāng)閥下游壓力高于液體蒸汽壓力時(shí)，造成汽蝕.控制閥

造成的噪聲和控制閥

流路的設(shè)計(jì),操作壓力，被控介質(zhì)特性等有關(guān)，因此,降低噪聲,降低壓

力損失等對(duì)控制閥

提出更高要求.

⑥控制閥的適應(yīng)性強(qiáng).它被安裝在各種不同的生產(chǎn)過程,生產(chǎn)過程的

低溫，高溫，高壓，

大流量，微小流量等操作條件需要控制閥具有各種不同的功能，控制

閥應(yīng)能夠適應(yīng)不同應(yīng)用

的要求.

⑦檢測元件和變送器,控制器等發(fā)展快,投入的人力和物力多.相對(duì)來

看，通常認(rèn)為

控制閥結(jié)構(gòu)簡單，因此，對(duì)控制閥投入研究和開發(fā)的人力和物力相對(duì)

不足.

六,控制閥的結(jié)構(gòu)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)是將控制器輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制閥閥桿直線位移或閥軸角位

移的裝置.執(zhí)行機(jī)

構(gòu)提供推動(dòng)力或推動(dòng)力矩，用于克服不平衡力，閥壓緊力和摩擦力等，

使位移量與輸入信號(hào)

成比例變化.

氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)

氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)是最常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu).氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的

結(jié)構(gòu)簡單,動(dòng)作可靠，維護(hù)方便,成本低廉,得到廣泛應(yīng)用.它分

為正作用和反作用兩種執(zhí)行方式.正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)在輸入信號(hào)增加

時(shí)，推桿的位移向外;反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)在輸入信號(hào)增加時(shí)，推桿的

位移向內(nèi).

當(dāng)輸入信號(hào)增加時(shí),在薄膜膜片上產(chǎn)生一個(gè)推力，克服彈簧

的作用力后,推桿位移,位移方向向外.因此，稱為正作用執(zhí)行機(jī)

構(gòu).反之，輸入信號(hào)連接口在下膜蓋上，信號(hào)增加時(shí)，推桿位移向

內(nèi),縮到膜盒里,稱為反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu).氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)

如下

氣動(dòng)薄膜直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)

1.正,反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)基本相同，由上膜蓋,下膜蓋,薄膜膜片,

推桿,彈簧，

調(diào)節(jié)件,支架和行程顯示板等組成.

2.正,反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別是反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入信號(hào)

在膜盒下部，引

出的推桿也在下部，因此,閥桿引出處要用密封套進(jìn)行密封,而正作用

執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入信號(hào)

在膜盒上部,推桿引出處在膜盒下部，由于薄膜片的良好密封，因此，

在閥桿引出處不需要

進(jìn)行密封.

3.可通過調(diào)節(jié)件的調(diào)整,改變彈簧初始力，從而改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推力.

4.執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入輸出特性呈現(xiàn)線性關(guān)系，即輸出位移量與輸入信號(hào)

壓力之間成線性

關(guān)系.輸出的位移稱為行程，由行程顯示板顯示.一些反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)

還在膜盒上部安裝閥

位顯示器,用于顯示閥位.國產(chǎn)氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程有

10mm,16mm,25mm,40mm,60mm

和100mm等六種規(guī)格.

5.執(zhí)行機(jī)構(gòu)的膜片有效面積與推力成正比,有效面積越大,執(zhí)行機(jī)構(gòu)

的推力也越大.

6.可添加位移轉(zhuǎn)換裝置,使直線位移轉(zhuǎn)換為角位移,用于旋轉(zhuǎn)閥體.

7.可添加閥門定位器,實(shí)現(xiàn)閥位檢測和反饋，提高控制閥性能.

8.可添加手輪機(jī)構(gòu),在自動(dòng)控制失效時(shí)采用手輪進(jìn)行降級(jí)操作,提高

系統(tǒng)可靠性.

9.可添加自鎖裝置,實(shí)現(xiàn)控制閥的自鎖和保位.

精小型氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)在機(jī)構(gòu)上作了重要改進(jìn)，它采用多個(gè)彈簧代

替原來的一個(gè)彈

簧,降低了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的高度和重量,具有結(jié)構(gòu)緊湊,節(jié)能，輸出推力大

等優(yōu)點(diǎn).與傳統(tǒng)氣動(dòng)

薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)比較,高度和重量約可降低30%.是采用四個(gè)彈簧結(jié)構(gòu)的

精小型氣動(dòng)薄膜執(zhí)

行機(jī)構(gòu)示意圖.

側(cè)裝式氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu),也稱為增力式執(zhí)行機(jī)構(gòu)，國外也稱為XF系

列執(zhí)行機(jī)構(gòu).它

采用增力裝置將氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的水平推力經(jīng)杠桿的放大,轉(zhuǎn)換為

垂直方向的推力.由于

在增力裝置上可方便地更換機(jī)件的連接關(guān)系來更換正反作用方式，改

變放大倍數(shù)，例如，增

力裝置的放大倍數(shù)可達(dá)5.2,國產(chǎn)產(chǎn)品也可達(dá)3,因此,受到用戶青睞.

滾動(dòng)膜片執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用滾動(dòng)膜片,在相同有效面積下的位移量較大，

與活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)比，

有摩擦力較小，密封性好等特點(diǎn).它通常與偏心旋轉(zhuǎn)閥配套使用.

氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)

氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用活塞作為執(zhí)行驅(qū)動(dòng)元件,具有推

力大,響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn).氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)如下.

1.可采用較大的氣源壓力.例如,操作壓力可高達(dá)IMPa,

國產(chǎn)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)也可0.5MPa,此外,它不需要?dú)庠吹膲毫φ{(diào)

節(jié)減壓器.

2.推力大.由于不需要克服彈簧的反作用力，因此提高

操作壓力和增大活塞有效面積就能獲得較大推力.對(duì)采用彈簧

返回的活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其推力計(jì)算與薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)類似,其推

力要小于同規(guī)格的無彈簧活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu).

3.適用于高壓差,高靜壓和要求有大推力的應(yīng)用場合.

4.當(dāng)作為節(jié)流控制時(shí)，輸出位移量與輸入信號(hào)成比例關(guān)

系，但需要添加閥門定位器.

ZSAB,ZSN型氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)

5.當(dāng)作為兩位式開閉控制時(shí)，對(duì)無彈簧活塞的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，活塞的一側(cè)

送輸入信號(hào)，另

一側(cè)放空,或在另一側(cè)送輸入信號(hào)，一側(cè)放空,實(shí)現(xiàn)開或關(guān)的功能;有

彈簧返回活塞的執(zhí)行

機(jī)構(gòu)只能夠在一側(cè)送輸入信號(hào)，其返回是由彈簧實(shí)現(xiàn)的.為實(shí)現(xiàn)兩位

式控制，通常采用電磁

閥等兩位式執(zhí)行元件進(jìn)行切換.采用一側(cè)通恒壓,另一側(cè)通變化壓力

（大于或小于恒壓）的方

法實(shí)現(xiàn)兩位控制，它使響應(yīng)速度變慢;采用兩側(cè)通變化的壓力（一側(cè)增

大,另一側(cè)減小）實(shí)現(xiàn)

兩位控制，同樣會(huì)使響應(yīng)速度變慢，不擬采用.

6.與薄膜?執(zhí)行機(jī)構(gòu)類似，活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)分正作用和反作用兩種類型.

輸入信號(hào)增加時(shí)，

活塞桿外移的類型稱為正作用式執(zhí)行機(jī)構(gòu);輸入信號(hào)增加時(shí),活塞桿

內(nèi)縮的類型稱為反作用

式執(zhí)行機(jī)構(gòu).作為節(jié)流控制，通常可采用閥門定位器來實(shí)現(xiàn)正反作用

的轉(zhuǎn)換，減少設(shè)備類型

和備件數(shù)量.

7.根據(jù)閥門定位器的類型,如果輸入信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)20~lOOkPa氣壓信號(hào),

則可配氣動(dòng)閥

門定位器;如果輸入信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)4~20mA電流信號(hào),則可配電氣閥門定

位器.

8.可添加專用自鎖裝置,實(shí)現(xiàn)在氣源中斷時(shí)的保位.

9.可添加手輪機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作發(fā)生故障時(shí)的降級(jí)操作，即手動(dòng)操

作.

10.可添加位移轉(zhuǎn)換裝置使直線位移轉(zhuǎn)換為角位移，有些活塞式執(zhí)行

機(jī)構(gòu)采用橫向安裝，

并經(jīng)位移轉(zhuǎn)換裝置直接轉(zhuǎn)換直線位移為角位移.

長行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)是為適應(yīng)行程長（可達(dá)400mm）,推力矩大的應(yīng)用而設(shè)

計(jì)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它可

將輸入信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為角位移，因此，不需外加位移轉(zhuǎn)換裝置.

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)詳細(xì)說明

電動(dòng)執(zhí)行器是一類以電作為能源的執(zhí)行器，按結(jié)構(gòu)可分為電動(dòng)控制閥,

電磁閥，電動(dòng)調(diào)

速泵和電動(dòng)功率調(diào)整器及附件等.

電動(dòng)控制閥是最常用的電動(dòng)執(zhí)行器,它由電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或電液執(zhí)行機(jī)

構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（控

制閥體）組成.電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)控制器輸出信號(hào)，轉(zhuǎn)

換為控制閥閥桿的直

線位移或控制閥閥軸的角位移.其調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)部分可采用直通單座閥，

雙座閥，角形閥,蝶閥，

球閥等.

電磁閥是用電磁體為動(dòng)力元件進(jìn)行兩位式控制的電動(dòng)執(zhí)行器.電動(dòng)調(diào)

速泵是通過改變泵

電機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)泵流量的電動(dòng)執(zhí)行器,通常采用變頻調(diào)速器將輸入

信號(hào)的變化轉(zhuǎn)換電機(jī)供

電頻率的變化，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速.由于與用控制閥節(jié)流調(diào)節(jié)流量的方

法比較，它具有節(jié)能的

優(yōu)點(diǎn)，因而逐漸得到應(yīng)用.電功率調(diào)整器是用電器元件控制電能的執(zhí)

行器，如常用的感應(yīng)調(diào)

壓器，晶閘管調(diào)壓器等，它?通過改變流經(jīng)負(fù)荷的電流或施加在負(fù)荷兩

端的電壓來改變負(fù)荷

的電功率,達(dá)到控制目的.例如，用晶閘管調(diào)壓器來控制加熱器電壓，

使加熱器溫度滿足所

需溫度要求等.

⑴電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是采用電動(dòng)機(jī)和減速裝置來移動(dòng)閥

門的執(zhí)行機(jī)構(gòu).通

常，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)的電流或電壓信號(hào)，其輸出信號(hào)

是電動(dòng)機(jī)的正，反轉(zhuǎn)或

停止的三位式開關(guān)信號(hào).電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有動(dòng)作迅速,響應(yīng)快,，所用

電源的取用方便，傳

輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn).

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可按位移分為直行程，角行程和多轉(zhuǎn)式等三類,也可按

輸入信號(hào)與輸出性

的關(guān)系分為比例式,積分式等兩類.

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)如下

1.電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般有閥位檢測裝置來檢測閥位（推桿位移或閥軸轉(zhuǎn)

角），因此，電動(dòng)執(zhí)

行機(jī)構(gòu)與檢測裝置等組成位置反饋控制系統(tǒng),具有良好的穩(wěn)定性.

2.積分式電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出位移與輸入信號(hào)對(duì)時(shí)間的積分成正比,

比例式電動(dòng)執(zhí)行

機(jī)構(gòu)的輸出位移與輸入信號(hào)成正比.

3.通常設(shè)置電動(dòng)力矩制動(dòng)裝置，使電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有快速制動(dòng)功能，

可有效克服采用

機(jī)械制動(dòng)造成機(jī)件磨損的缺點(diǎn).

4.結(jié)構(gòu)復(fù)雜價(jià)格昂貴，不具有氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的本質(zhì)安全性，當(dāng)用于危

險(xiǎn)場所時(shí)，需考

慮設(shè)置防爆,安全等措施.

5.電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需與電動(dòng)伺服放大器配套使用，采用智能伺服放大器

時(shí)，也可組成智

能電動(dòng)控制閥.通常，電動(dòng)伺服放大器輸入信號(hào)是控制器輸出的標(biāo)準(zhǔn)

4~20mA電流信號(hào)或

相應(yīng)的電壓信號(hào)，經(jīng)放大后轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn),反轉(zhuǎn)或停止信號(hào).放

大的方法可采用繼電

器,晶體管，磁力放大器等,也可采用微處理器進(jìn)行數(shù)字處理,通常,放

大器輸出的接通和

斷開時(shí)間與輸入信號(hào)成比例

6.可設(shè)置閥位限制，防止設(shè)備損壞.

7.通常設(shè)置閥門位置開關(guān)，用于提供閥位開關(guān)信號(hào)。

8.適用于無氣源供應(yīng)的應(yīng)用場所,環(huán)境溫度會(huì)使供氣管線中氣體所含

的水分凝結(jié)的場所

和需要大推力的應(yīng)用場所.近年來,電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)也得到較大發(fā)展，主

要是執(zhí)行電動(dòng)機(jī)的變

化.由于計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的發(fā)展,采用數(shù)字控制的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)也已

問世，例如步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

的執(zhí)行機(jī)構(gòu)'數(shù)字式智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等.

（2）電磁閥電磁閥是兩位式閥，它,將電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥體合為一體.

按有無填料函可

分為填料函型和無填料函型電磁閥;按動(dòng)作方式分先導(dǎo)式和直接式兩

類;按結(jié)構(gòu)分普通型，

防水型，防爆型和防水防爆型等;按正常時(shí)的工作狀態(tài)分常閉型（失電

時(shí)關(guān)閉）和常開型（失

電時(shí)打開）；按通路方式分為兩通,三通，四通,五通等;按電磁閥的驅(qū)

動(dòng)方式分為單電控，

雙電控,彈簧返回和返回定位等.電磁閥常作為控制系統(tǒng)的氣路切換

閥，用于聯(lián)鎖控制系統(tǒng)

和順序控制系統(tǒng).電磁閥一般不作為直接切斷閥，少數(shù)小口徑且無儀

表氣源的應(yīng)用場合也用

作切斷閥.

先導(dǎo)式電磁閥作為控制閥的導(dǎo)向閥，用于控制活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制閥

的開閉或保位，也

可作為控制系統(tǒng)的氣路切換.通常，先導(dǎo)式電磁閥內(nèi)的流體是壓縮空

氣，在液壓系統(tǒng)中采用

液壓油，應(yīng)用先導(dǎo)式電磁閥時(shí)需要與其他設(shè)備,例如滑閥等配合來實(shí)

現(xiàn)所需流路的切換.直

接式電磁閥用于直接控制流體的通斷.

電磁閥具有可遠(yuǎn)程控制，響應(yīng)速度快,可嚴(yán)密關(guān)閉，被控流體無外泄等

特點(diǎn).需注意，

電磁閥工作部件直接與被控流體接觸，因此,選型時(shí)應(yīng)根據(jù)流體性能

確定電磁閥類型.電磁

閥常用于位式控制或控制要求較低，但要求嚴(yán)格密封等應(yīng)用場合.例

如,加熱爐燃料氣進(jìn)料，

空氣和水等介質(zhì).在防爆區(qū)域應(yīng)用時(shí),應(yīng)選用合適的防爆電磁閥.

⑶電動(dòng)調(diào)速泵通常，電動(dòng)調(diào)速泵指用交流調(diào)速技術(shù)對(duì)交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)

行調(diào)速，實(shí)現(xiàn)流量

控制.交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有調(diào)頻調(diào)速，調(diào)極對(duì)數(shù)調(diào)速和調(diào)轉(zhuǎn)差率

調(diào)速三種，同步交流電

動(dòng)機(jī)因不受轉(zhuǎn)差率影響，只有調(diào)頻調(diào)速,調(diào)極對(duì)數(shù)調(diào)速兩種調(diào)速方法.

調(diào)速控制系統(tǒng)可直接采用開環(huán)控制，或組成速度反饋控制，也可添加

電壓，電流或位置

信號(hào)等,組成復(fù)雜控制系統(tǒng).近二十幾年來，由于矢量控制具有動(dòng)態(tài)響

應(yīng)快,運(yùn)行穩(wěn)定等特

點(diǎn)，因此，采用旋轉(zhuǎn)矢量控制技術(shù)的交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)得到廣

泛應(yīng)用.

電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)

電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入信號(hào)是電信號(hào),輸出執(zhí)行元件的動(dòng)力源采用液壓

油，因此，特別適

用于大推力，大行程和高精度控制的應(yīng)用場合.在大型電站,為獲得大

推力，在主蒸汽門等

控制系統(tǒng)中常采用電液執(zhí)行機(jī)構(gòu).

電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)比較，由于采用液壓機(jī)構(gòu)，因此具有更

大的推力或推力矩.

但液壓系統(tǒng)需要更復(fù)雜的油壓管路和油路系統(tǒng)的控制,例如對(duì)液壓油

溫度，壓力等的控制，

還需要補(bǔ)充油和油的循環(huán).與氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)比較，電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)

采用液壓缸代替氣缸，

由于液壓油具有不可壓縮性，因此,響應(yīng)速度可達(dá)100mm/s,比氣動(dòng)活

塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)快，

行程的定位精確，控制精度高（可達(dá)0.5級(jí)），它的行程可很長（可達(dá)1m）,

輸出推力矩大（可

達(dá)60000Nm），輸出推力大（可達(dá)25000N）.

電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)將輸入的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能，以液壓

油為工作介質(zhì),通

過動(dòng)力元件（例如液壓泵）將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓油的壓力能，

并經(jīng)管道和控制元件，

借助執(zhí)行元件使液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)閥桿完成直線或回轉(zhuǎn)角度

的運(yùn)動(dòng).因此,它具有

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的快速響應(yīng)性和活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推力大等優(yōu)點(diǎn).但因

使用液壓油，帶來油路

系統(tǒng)的泄漏等問題.

基本的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由方向控制回路，壓力控制回路和流量控制回路

等組成.方向控制

回路可采用換向閥，單向閥等;壓力控制回路可采用壓力繼電器，減壓

閥，j頃序閥等;流

量控制回路可采用節(jié)流閥，調(diào)速閥等.此外，還需要一些輔助控制回路,

例如平衡控制回路，

卸壓控制回路,增壓和增速控制回路等.為保證電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正常

運(yùn)轉(zhuǎn)，通常采用兩套液

壓傳動(dòng)油系統(tǒng)，其中一套系統(tǒng)工作，另一套系統(tǒng)備用.

圖2-25是某類電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理圖.圖中，當(dāng)輸入信號(hào)增加時(shí),

帶動(dòng)力矩馬達(dá)

的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),使擋板靠近噴嘴,儀表波紋管壓力和反饋波紋管壓力都

增加，儀表波紋管壓力

的增加使噴嘴管沿支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，噴嘴移到圓筒的接收口，它使液壓缸的

上部壓力增加，液壓缸

的下部壓力降低，液壓缸的閥桿下移，直到反饋彈簧力與儀表波紋管

壓力平衡為止.而反饋

波紋管內(nèi)壓力的降低,使力矩馬達(dá)轉(zhuǎn)子返回平衡位置.

與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)類似，電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)也采用位置反饋裝置組成反饋控

制系統(tǒng).它提高了

整個(gè)系統(tǒng)的控制精度，改善了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性.但由于價(jià)格昂貴，管路

系統(tǒng)復(fù)雜，只有在需

要大推力和推力矩的應(yīng)用場合才被采用.其特點(diǎn)如下.

1.相同輸出功率條件下,液壓傳動(dòng)裝置的體積小，重量輕,結(jié)構(gòu)緊湊，

慣性小，響應(yīng)

快.

2.可大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速,可輸出較大推力和較大力矩.

3.傳動(dòng)無間隙,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，可實(shí)現(xiàn)頻繁的換向操作.操作方便,易實(shí)現(xiàn)

自動(dòng)化，易實(shí)

現(xiàn)復(fù)雜自動(dòng)控制jD匝序，易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù).

4.液壓油黏度受環(huán)境溫度影響大，也不適用于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)控制.

5.對(duì)控制裝置的要求高，要求設(shè)置反饋裝置組?成閉環(huán)控制.根據(jù)被控

變量為位移，速

度和力等機(jī)械量的不同，反饋檢測裝置也有位移檢測反饋裝置，速度

反饋檢測裝置等，使

整個(gè)系統(tǒng)變得復(fù)雜,價(jià)格上升,也提高了對(duì)維護(hù)人員的技能要求.

手動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

手動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)僅在自動(dòng)操作存在困難時(shí)才操作.例如，自動(dòng)控制的輸

入信號(hào)故障或執(zhí)

行機(jī)構(gòu)膜頭漏氣等,，有時(shí)在工藝生產(chǎn)過程的開,停車階段，由于控制

系統(tǒng)還未切入自動(dòng)

操作，這時(shí)也需要用手動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)控制閥進(jìn)行操作.手動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

的主要用途如下.

L與自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配合，用于自動(dòng)控制失效時(shí)的降級(jí)操作，提高控制

系統(tǒng)可靠性.

2.作為控制閥的限位裝置,限制閥的開度,防止事故發(fā)生.例如,造紙

漿料制備過程

中有些閥要求正常時(shí)有一定開度，用于排放粗渣.

3.節(jié)省控制閥的旁路閥.在不重要的控制系統(tǒng)中，當(dāng)管路直徑較大時(shí),

可采用手動(dòng)執(zhí)

行機(jī)構(gòu)替代旁路閥的功能，降低投資成本，縮小安裝空間.

4.用于開,停車時(shí)對(duì)過程的手動(dòng)操作.

手動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由手輪,傳動(dòng)裝置和連接裝置等組成.按安裝位置可分

為頂裝式和側(cè)裝式兩

類.頂裝式手動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的手輪安裝在自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的頂部,通過螺

桿傳動(dòng)裝置,與自動(dòng)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推桿（或膜頭板）連接.正常運(yùn)行時(shí)，手輪退出，用緊固螺母

鎖定，可作為閥位

最高位的限制裝置.當(dāng)需手動(dòng)操作時(shí),松開緊固螺母，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使之

與自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的

推桿連接，從而可移動(dòng)推桿,改變閥門開度.正作用和反作用的自動(dòng)執(zhí)

行機(jī)構(gòu)與手動(dòng)執(zhí)行

機(jī)構(gòu)的連接方式相同，但正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要考慮手動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)

桿的密封.

側(cè)裝式手動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的手輪安裝在自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的側(cè)面，可采用蝸輪

蝸桿傳動(dòng)方式，

也可采用杠桿傳動(dòng)方式.

選用頂裝或側(cè)裝式手輪執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)從方便操作考慮.當(dāng)控制閥安

裝位置較低,或

閥側(cè)沒有空間時(shí)，可選用頂裝式手輪執(zhí)行機(jī)構(gòu),其他場合可選用側(cè)裝

式手輪執(zhí)行機(jī)構(gòu).為

防止手輪被誤操作而轉(zhuǎn)動(dòng),可設(shè)置安全鎖緊裝置，例如，銷軸固定手輪

進(jìn)行限位,或用小

鎖緊輪頂緊手輪軸等.

為提供閥門位置的信息,手輪執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)置了刻度顯示裝置,用于提

供閥門位置的顯

示等信息.

為方便進(jìn)行手動(dòng)操作和自動(dòng)操作的切換,通常設(shè)置離合和切換裝置.

當(dāng)手動(dòng)位置時(shí)，

手輪與自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥桿連接；當(dāng)自動(dòng)位置時(shí),手輪與自動(dòng)執(zhí)行機(jī)

構(gòu)的閥桿脫鉤，不影

響自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作.

其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)還有齒條齒輪執(zhí)行機(jī)構(gòu),它常用于旋轉(zhuǎn)控制閥，由于齒

隙造成回差，因

此用于位式控制和控制要求不高的場合.

調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制閥的類型

調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出位移變化轉(zhuǎn)換為控制閥閥芯和閥座間流

通面積變化的裝

置.通常稱調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為閥，例如直通單座閥，角形閥等.其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可

從下列幾方面分析.

從結(jié)構(gòu)看,調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由閥體,閥內(nèi)件,上閥蓋組件,下閥蓋等組成.閥體

是被控流體流

過的設(shè)備,它用于連接管道和實(shí)現(xiàn)流體通路,并提供閥座等閥內(nèi)件的

支撐.閥內(nèi)件是在閥內(nèi)

部直接與被控介質(zhì)接觸的組件,包括閥芯，閥座，閥桿，導(dǎo)向套,套筒，

密封環(huán)等.通常，

上閥蓋組件包括上閥蓋,填料腔,填料，上蓋板和連接螺栓等.在一些

調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中下閥蓋作

為閥體的一部分，并不分離.下閥蓋用于帶底導(dǎo)向的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，它包括

下閥蓋，導(dǎo)向套和排

放螺絲等.為安裝和維護(hù)方便，一些調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的上閥蓋與閥體合一,而

下閥蓋與閥體分離，

稱為閥體分離型閥，例如一些高壓閥和閥體分離閥.

從閥體結(jié)構(gòu)看,可分為帶一個(gè)閥座和一個(gè)閥芯的單座閥閥體,帶兩個(gè)

閥座和一個(gè)閥芯的

雙閥座閥體,帶一個(gè)連接人口和一個(gè)連接出口的兩通閥體,帶三個(gè)連

接口(一個(gè)人口和兩個(gè)

出口的分流或兩個(gè)人口和一個(gè)出口的合流)的三通閥體.

從閥芯位移看，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分為直線位移閥和角位移閥.它們分別與直

線位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)

和角位移執(zhí)行機(jī)構(gòu)配合使用.直通閥，角形閥，套筒閥等屬于直線位移

閥，也稱為滑動(dòng)閥桿

閥(SlidingStemValve)o蝶閥，偏心旋轉(zhuǎn)閥，球閥等屬于角位移閥，也

稱為旋轉(zhuǎn)閥

(Ro-taryValve)。近年也有一些制造?廠商推出了移動(dòng)閥座的控制閥,

它與角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)

配合，但從閥芯的相對(duì)