1简述
执行器用于把阀门调节至全开或全关的位置。控制阀的执行器能够精确地使阀门走到任何位置,见图1。大部分执行机构都是用于调节阀门开关以控制管路中流量,但目前的执行机构的设计远远超出了简单的开关功能,因为越来越多的工厂采用了自动化控制,人工操作被机械或自动化设备所替代,更重要的是执行机构可以增强工作安全性能和环境保护性能。在一些危险性的场合,自动化的执行机构装置能减少对人员的伤害。另外,某些特殊阀门要求在特殊情况下紧急打开或关闭,阀门执行机构能阻止危险进一步扩散,将工厂损失减至最少。
本文以某企业自主研发项目中单向和双向作用气动执行器为例,对执行机构的设计校核以及出厂前的气密性试验等做简要论述。
图1 气动执行器控制阀门的应用示意图
2 气动执行器工作原理
气动执行器根据齿条活塞的行程驱动方式不同分为单向作用(SA)和双向作用(DA)两种结构。
2.1 单向作用执行器(SA)
此类型执行器结构见图2,两个齿条活塞将整个箱体内侧分成三个腔体。向中间的腔体3中充气,活塞向两端移动,齿条带动齿轴旋转,打开阀门,通常齿轴旋转90°;反之,当活塞复位时,是靠两端腔体1和腔体2中的弹簧恢复力,行程也是使齿轴旋转90°。
图2 单向作用执行器(SA)
2.2 双向作用执行器(DA)
此类型执行器结构见图3,两个齿条活塞将整个箱体内侧分成三个腔体。向中间的腔体3中充气,活塞向两端移动,齿条带动齿轴旋转,打开阀门,通常齿轴旋转90°;当活塞复位时,向两端的腔体1和2充气,行程也是使齿轴旋转90°。
图3 双向作用执行器(DA)
因为双向作用执行器完全是靠气体来进行工作,通气时会产生瞬间的冲击,主要集中在齿条上,齿条第一个或第二个齿是最容易折断的,而且该类型执行器的危险性也最高,因为驱动全靠气动,若箱体或端盖强度低,还会产生爆炸,故本文的研究以DA类型为主,展开研究和设计。
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