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氣動執行器的工作原理

氣動執行器是由氣壓驅動啟閉或調節閥門的執行裝置，又稱氣動執行器或氣動裝置，但一般稱為氣動頭。氣動執行器的執行機構和調節機構是統一的整體，其執行機構為薄膜.活塞式.撥叉式和齒輪齒條式。氣動執行器可以接收連續的氣體信號，輸出直線位移，有些配備搖臂，可以輸出角位移。移動速度很快，但當負載增加時，速度會變慢。可靠性高，但氣源中斷后閥門無法保持（加保位閥后可保持），分段控制和程序控制不方便，具有防爆功能。

當壓縮空氣從A管嘴進入氣動執行器時，氣體推動雙活塞向兩端（氣缸蓋端）直線移動，活塞上的齒條驅動旋轉軸上的齒輪逆時針旋轉90度，閥門打開。此時，氣動執行閥兩端的氣體隨B管嘴排出。相反，當壓縮空氣從B管嘴進入氣動執行器兩端時，氣體推動雙塞向中間直線移動，活塞上的齒條驅動旋轉軸上的齒輪順時針旋轉90度，閥門關閉。此時，氣動執行器中間的氣體隨A管嘴排出。以上是標準的傳動原理。根據用戶需要，氣動執行器可安裝成與標準相反的傳動原理，即選擇正確的軸順時針旋轉開啟閥，逆時針旋轉關閉閥。單作用（彈簧復位）氣動執行器A管嘴為進氣口，B管嘴為排氣孔（B管嘴應安裝消聲器)。A管嘴進氣為開啟閥，斷氣時用彈簧力關閉閥門。

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氣動執行機構的分類及介紹

常見的執行機構有兩類:薄膜和活塞。其中，薄膜執行機構較為，可作為一般控制閥的驅動裝置，形成氣動薄膜執行機構。氣動薄膜執行機構的信號壓力p作用于薄膜，使其變形，帶動薄膜上的推桿移動，使閥芯位移，從而改變閥門的開度。它結構簡單，價格便宜，維護方便，應用廣泛。氣動活塞執行機構使活塞在氣缸中移動，產生推力。顯然，活塞的輸出強度遠遠大于薄膜。因此，薄膜適用于較小的輸出.高精度場合；活塞式適用于輸出力大的場合，如大口徑場合.高壓降控或蝶閥驅動裝置。除了薄膜和活塞，還有一個長行程執行機構，行程長，扭矩大，適合輸出角位移和扭矩大。氣動執行機構接收的信號標準為0.02至0.1MPa。

氣動薄膜執行機構有兩種形式:正反作用。當控制器或閥門定位器的信號壓力增大時，閥桿向下運動稱為正執行機構；當信號壓力增大時，閥桿向上運動稱為反執行機構。正執行機構的信號壓力是通入波紋膜上方的膜氣室；反執行機構的信號壓力是通入波紋膜下方的膜氣室。通過更換個別零件，兩者可以相互修改。

氣動活塞執行機構的主要部件是氣缸.活塞.推桿。氣缸內的活塞隨著氣缸兩側壓差的變化而移動。根據特點，可分為比例式和兩位式。根據輸入活塞兩側的操作壓力，活塞從高壓側推到低壓側。比例式是在兩位式的基礎上增加閥門定位器，使推桿位移與信號壓力成比例關系。

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控制機構的基本組成

控制機構，即控制閥，實際上是一個可以改變局部阻力的節流元件。閥桿上部與執行機構相連，下部與閥芯相連。由于閥芯在閥體內移動，閥芯與閥座之間的之間的循環面積，即改變了閥門的阻力系數，相應地改變了被控介質的流量，從而達到控制工藝參數的目的。控制閥由閥體組成.閥座.閥芯.閥桿.上下閥蓋等。控制閥與被控介質直接接觸，為滿足各種使用要求，閥芯.閥體的結構.不同的材料。

控制閥的閥芯有兩種:直行程閥芯和角行程閥芯。常見的直行程閥芯有:平板閥芯，具有快速開啟的特點，可作為兩位控制；柱塞式閥芯可上下倒裝，實現正反調節；窗式閥芯有合流型和分流型，適用于三通閥；多級閥芯串聯多個閥芯，起到逐步降壓的作用。角行程閥芯通過閥芯的旋轉運動改變其與閥座之間的流通截面。常見的角行程閥芯有:偏心旋轉閥芯.蝶形閥芯.球形閥芯。

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控制閥的結構形式

1.直接通過單座控制閥體內只有一個閥芯和閥座。其特點是結構簡單，結構簡單。.泄漏量小，容易關閉，甚至切斷。但當壓差較大時，流體對閥芯的上下推力不平衡，會影響閥芯的運動。這種閥門通常用于小直徑.低壓差的場合。

2.直接通向雙座控制閥:閥體內有兩個閥芯和發座，常用的類型。由于流體流過時，作用在上下閥芯上的推力方向相反，大小幾乎相等，可以相互抵消，所以不平衡力小。但由于加工限制，上下閥芯閥座不易同時密封，因此泄漏量大。根據閥芯和閥座的相對位置，該閥可分為正反兩種形式。當閥體直立時.閥桿向下移動時，閥芯與閥座之間的流通面積減少稱為正作用。如果閥芯倒置，閥芯與閥座之間的循環面積增加，稱為反作用。

3.隔膜控制閥:采用耐腐蝕襯里的閥體和隔膜。隔膜閥結構簡單，流阻小，流通能力大于同口徑其他類型的閥門。由于介質與外界隔離，沒有填料，介質不會泄漏。這種閥門耐腐蝕性強，適用于強酸.強堿等腐蝕性介質的控制也可用于控制高粘度和懸浮顆粒狀介質。

4.三通控制閥：三個出入口連接工藝管道。流通方式有兩種:合流和分流。這種閥門可以用來代替兩個直通閥，適用于比例控制和旁路控制。

5.角形控制閥：角形閥的兩個角形成直角形，一般為底進側出。這種閥門流路簡單。.阻力小，適用于現場管道直角連接，介質粘度高.高壓差和含有少量懸浮物和固體顆粒的場合。

6.套筒控制閥：又稱籠式閥，閥體與一般直接單座閥相似。籠式閥內有一個圓柱形套筒。套筒壁上有幾個不同形狀的孔。由于這種運動改變了籠子的節流孔面積，形成了各種特性，實現了流量控制。籠式閥的可調比很大.震動小.平衡力小.結構簡單.套筒具有良好的互換性。更換不同的套筒可以獲得不同的流量特性。閥內部件氣蝕小.噪聲小，是一種性能優異的閥門，特別適用于低噪聲、壓差大的場合，但不適用于高溫.含有顆粒物的高粘度和液體。

7.蝶閥：又稱翻板閥。蝶閥結構簡單.重量輕.價格便宜.流阻小，但泄漏量大，適用于大口徑.大流量.低壓差也可用于控制含有少量纖維或懸浮顆粒狀介質。

8.球閥：球閥的閥芯和閥體呈球形。當旋轉閥芯與閥體處于不同的相對位置時，有不同的流量截面積，以達到流量控制的目的。

9.凸輪扭曲閥：又稱偏心旋轉閥。其閥芯呈扇形球形，與撓度臂和軸套一起鑄造，固定在旋轉軸上。凸輪撓度閥的撓度臂在壓力作用下會產生撓度變形，使閥芯球面與閥座密封圈緊密接觸，密封性好。同時重量輕，體積小，安裝方便，適用于高粘度或懸浮介質流量控制。