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在本文中,將仔細研究最常見的氣動執行器--彈簧膜片直行程氣動執行器(也稱“執行機構”)的操作和應用。
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首先,讓從總體上了解一下執行器。
01
按能量來源劃分執行器的類型
工業中使用的執行器按其能量來源可分為三種典型類型:
——電動執行器
—— 液動執行器
—— 氣動執行器
02
氣動執行器
本文的重點是討論氣動執行器。氣動執行器將壓縮空氣形式的能量轉化為運動。
氣動執行器按其運動類型進行分類:
——直行程執行器
直行程氣動執行器是直線運動。例如,在氣動能量源的作用下,一根推桿以直線運動方式進出氣缸。
——角行程執行器
角行程氣動執行器可使物體做圓周運動。例如,齒輪齒條傳動系統中的桿可用于產生旋轉運動。
角行程氣動執行器和直行程氣動執行器有許多不同的類型,讓我們舉例說明它們的操作方法。
角行程氣動執行器
在角行程氣動執行器類別中,葉片式和齒輪齒條式非常常見。
角行程氣動執行機構類別如下:
1)葉片式執行機構
葉片執行器有一個圓柱形腔體,腔體內的軸上安裝有一個可移動的葉片。施加在葉片一側的氣動空氣壓力可使葉片在行程中旋轉。
角行程氣動執行器--葉片執行器
2)齒輪齒條
齒輪齒條執行機構使用連接到齒條齒輪上的活塞。施加氣壓時,活塞和齒條線性移動,帶動小齒輪和傳動軸旋轉。
角行程氣動執行機構 - 齒條齒輪
直行程氣動執行機構
在直行程氣動執行器類別中,彈簧/隔膜式和活塞式非常常見。
直行程氣動執行機構類別:
1)活塞式
活塞式氣動執行器利用氣缸內的活塞。活塞的移動是通過施加氣壓從而使活塞向上移動來實現的。
消除氣壓會使活塞在彈簧壓力的作用下向下運動。這種運動被稱為氣動收縮運動。通過重新安排彈簧、活塞和氣源,也可實現氣動伸展運動。
直行程氣動執行器 - 活塞
2)彈簧/薄膜
彈簧/薄膜氣動執行器可能是操作工業過程控制閥最常用的執行器。讓我們來詳細了解一下。
彈簧/薄膜氣動執行機構由連接到執行機構桿的薄膜和板組成。彈性膜片封裝在壓力密封外殼中。
直行程氣動執行機構 - 彈簧薄膜
氣壓進入外殼,對膜片施加壓力。隨著膜片受到的氣壓增大,施加在彈簧上的力也隨之增大,從而導致推桿移動。
降低氣壓會使彈簧縮回隔膜, 執行器閥桿將閥門移入或移出閥體。 在氣開工作狀態下,彈簧迫使閥門關閉。 膜片上的氣壓產生的力克服彈簧的力,打開閥門。 通過重新安排彈簧的氣動供應,這種類型的執行機構可在失去氣壓時故障打開或故障關閉。
工作中的彈簧-薄膜執行機構
03
運行中的氣動執行器
讓我們來看看連接到流量控制閥的典型彈簧/薄膜氣動執行器的工作情況!PLC模擬輸出卡產生 4~20 mA 電流,將閥門從全開移至全關。
連接到控制閥的氣動執行器
電流壓力轉換器或 I/P 的信號調節器將 4~ 20 mA 的電流轉換為 3 ~15 psi 的壓力。
04
總結
執行器是一種使某物移動或運行的裝置,執行器接收一個能量源,并利用它來移動物體,三種典型的執行器能量來源是氣動、電動和液壓。
氣動執行器將壓縮空氣形式的能量轉化為運動,氣動執行器可以以直行程運動或角行程運動的方式移動物體, 直行程氣動執行器包括彈簧/隔膜式和活塞式,角行程氣動執行器包括旋轉葉片式和齒輪齒條式。
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文字來源:微信公眾號 控制閥事務所