气动阀门执行器工作原理

气动执行机构在机械操作中起着至关重要的作用，这就要求每个人都对气动执行机构的安装、调试、维护和故障分析有所了解。只有正确的安装和必要的维护才能使阀门维护工作达到应有的效果和应用目的。

安装调试

首先，安装执行机构和阀门

1.拿到钢瓶后，首先检查钢瓶型号是否正确，并检查钢瓶处于打开状态还是关闭状态。通常，它在安装过程中处于关闭状态。大口径阀门也可以在开启状态下安装。

2.检查气缸的旋转方向，逆时针旋转阀门，顺时针旋转阀门。

3.当气缸与阀门连接时，检查气缸连接孔的中心距离是否与阀门上法兰连接孔的中心距离一致。

4.检查气缸的轴向是否与阀门的轴向一致。如果轴向不一致，可以安装方形套筒。

5.安装时，气缸应与阀门状态一致。（注意，不能一个处于打开状态，另一个处于关闭状态，否则阀门将向相反方向旋转）。

6.安装状态:（除非另有规定）蝶阀和执行机构以90度角安装。球阀和执行机构平行安装。

其次，安装电磁阀（根据需要）

1.如果在安装气动执行器后有必要安装电磁阀，请注意电磁阀上的O形圈是否完好无损。

2.安装后，通风以查看阀门是否完全关闭，或者拆下电磁阀并将其旋转180度以重新安装。（无特殊要求。安装后将完全关闭）。

第三，安装回复装置

1.首先，从气缸上端的指示器盖上拆下螺钉，将应答器的连接轴插入气缸中心轴的凹槽中，然后固定连接螺栓。

2.打开收发器的上盖，检查行程挡块是否与阀门开关相对应。当阀门完全打开时，黄色挡块按下开关，当阀门完全关闭时，红色挡块按下开关。并且在安装盖子时，盖子上的说明也应与阀门开关一致。

第四，调试

1.在没有电磁阀的情况下，首先从一端通风，看看阀门是否到位。如果没有到位，根据阀门位置的不同，向外稍微松开相应的限位螺钉。一个是打开限制，另一个是关闭限制。正常情况下，执行机构的左侧通风是打开阀门，右侧通风是关闭阀门。正常情况下，限位开关在左侧打开，在右侧关闭。（逆时针旋转行程增大，顺时针行程减小）。（注意:调整后应锁定）

2.安装电磁阀后，先通风看看阀门是否处于完全关闭状态，否则检查电磁阀和阀门的安装状态。使用电磁阀的手动开关进行调试，并查看阀门的全开和全闭位置是否到位。如果需要调整行程，方法同上。

常见故障的原因和现象

气动执行机构中常见的故障及其原因包括调节阀不动作、调节阀动作不稳定、调节阀振动、调节阀动作缓慢、调节阀泄漏量增大、流量可调范围减小等。

首先，控制阀不起作用

1.没有信号，没有空气源。

①气源未打开；②由于气源含水，冬季结冰，导致风道堵塞或过滤器、减压阀堵塞；③压缩机故障；（4）供气总管泄漏。

2.有气源，无信号。

①调节器故障，②信号管泄漏；③定位器波纹管泄漏；④调节网的隔膜损坏。

3.定位器没有气源

①过滤器堵塞；（2）减压阀故障；（3）管道泄漏或堵塞。

4.定位器有气源，无输出。定位器的孔口堵塞。

5.信号，没有行动

①阀芯脱落，②阀芯与阀座粘连；③阀杆弯曲或断裂；④阀座阀芯冻结或有焦垢；⑤由于长时间未使用，致动器的弹簧生锈并死亡。

解决方法:更换电磁阀，更换线圈并清除污垢。

第二，控制阀的动作不稳定

1.供气压力不稳定。

①压缩机容量太小；②减压阀有故障。

2.信号压力不稳定。

①控制系统的时间常数（t = RC）不合适；②调节器输出不稳定。

3.气压稳定，信号压力稳定，但调节阀动作仍不稳定。

①定位器中放大器的球阀因污垢磨损而关闭不紧，当气体消耗量特别大时会产生输出冲击；②定位器中放大器的喷嘴挡板不平行，挡板无法盖住喷嘴；（3）输出管道和线路泄漏；④执行机构的刚度太小；⑤阀杆运动时摩擦阻力大，接触部位堵塞。

第三，控制阀振动

1.控制阀在任何开口处都会振动。

①支撑不稳定；②附近有振动源；③阀芯和衬套磨损严重。

2.控制阀在接近全闭位置时会振动。

（1）调节阀的选择，经常在小开度下使用；②单座阀的介质流向与关闭方向相反。

第四，控制阀动作缓慢

1.阀杆仅在一个方向动作时缓慢。

①气动隔膜执行器中的隔膜损坏并泄漏；②致动器中的“O”型密封泄漏。

2.阀杆往复运动时速度缓慢。

（1）阀体内有粘性物质；（2）聚四氟乙烯填料变质变硬或石墨石棉填料油干燥；③如果填料添加过紧，摩擦阻力会增加；（4）由于阀杆不直，摩擦阻力大；⑤没有定位器的气动调节阀也会导致动作缓慢。

第五，控制阀的泄漏增加

1.当阀门完全关闭时，泄漏量很大。

①阀芯磨损，内漏严重；②阀门未正确调节和关闭。

2.阀门不能到达完全关闭位置。

（1）介质压差过大，执行机构刚度小，阀门不严；②瓣膜内有异物；③衬套烧结。

第六，流量的可调范围变小

主要原因是阀芯被腐蚀变小，使可调最小流量变大。

了解了以上气动执行机构常见的故障现象和原因，我们就可以采取相应的措施加以解决。

日常保养

1.气动执行机构操作和维护的目的是延长阀门的使用寿命，确保开启和关闭的可靠性。

2.阀杆螺纹经常摩擦阀杆螺母，因此应涂上黄干油、二硫化钼或石墨粉进行。

3.对于不经常打开和关闭的阀门，请定期转动手轮，并在阀杆螺纹上添加剂以防止咬合。

4.对于室外阀门，阀杆应加护套，以防止雨、雪、灰尘和生锈。

5.如果阀门处于机械等待状态，请按时向齿轮箱添加油。

6.始终保持阀门清洁。

7.经常检查和维护阀门其他部件的完整性。如果手轮的固定螺母脱落，应完全配合，不能使用，否则会使阀杆上部的方形变圆，逐渐失去配合的可靠性，甚至无法启动。

8.不要依靠阀门支撑其他重物，也不要站在阀门上。

9.阀杆，特别是螺纹部分应经常擦拭，被灰尘污染的剂应更换新的，因为灰尘中含有坚硬的杂质，容易磨损螺纹和阀杆表面，影响使用寿命。

安装和

一个

气动执行器概述

气动执行器是通过气动压力驱动阀门开启、关闭或调节的执行器，也称为气动执行器或气动装置，但一般称为气动头。气动执行器的执行机构和调节机构是一个统一的整体，其执行机构有膜片式、活塞式、叉式和齿轮齿条式。

活塞行程长，适用于需要大推力的场合；但是，隔膜式冲程较小，只能直接驱动阀杆。叉式气动执行机构具有大扭矩、小空的特点，扭矩曲线更符合阀门的扭矩曲线，但不太美观。通常用于高扭矩阀门。齿轮齿条式气动执行机构具有结构简单、动作稳定可靠、安全防爆等优点，广泛应用于电厂、化工、炼油等对安全性要求较高的生产过程中。

二

气动执行器的工作原理

1.双作用气动执行机构的工作原理图。

当气源压力从气孔（2）进入气缸两活塞之间的中间腔时，两活塞分离并向气缸两端运动，两端气腔中的空气体通过气孔（4）排出，同时两活塞架同步带动输出轴（齿轮）逆时针旋转。另一方面，当气源的压力从气孔（4）进入气缸两端的气室时，两个活塞向气缸中部移动，中间气室中的空气体通过气孔（2）排出，同时两个活塞齿条同步带动输出轴（齿轮）顺时针旋转。（如果活塞安装方向相反，输出轴将反向旋转。)

2.单作用气动执行器示意图。

当气压从气孔（2）进入气缸两活塞之间的中间腔时，两活塞分离并向气缸两端运动，迫使两端的弹簧压缩，两端气腔中的空气体通过气孔（4）排出，同时两活塞齿条同步带动输出轴（齿轮）逆时针旋转。通过电磁阀改变气源压力后，气缸的两个活塞在弹簧的弹力作用下向中间方向移动，中间气腔内的空气体从气口（2）排出，同时两个活塞齿条同步带动输出轴（齿轮）顺时针转动。（如果活塞安装方向相反，当弹簧复位时，输出轴将反向旋转）。

三

气动执行器的分类

1.薄膜致动器

薄膜执行机构是最常用的，可作为通用控制阀的驱动装置，组成气动薄膜执行机构。气动隔膜执行器的信号压力P作用于隔膜，使其变形，带动隔膜上的推杆移动，使阀芯位移，从而改变阀门的开度。它结构简单，价格低廉，维修方便，应用广泛。

气动薄膜执行器有两种形式:正向作用和反作用。

当来自控制器或阀门定位器的信号压力增加时，阀杆的向下运动称为正向动作执行器；当信号压力增加时，阀杆的向上运动称为反作用执行器。正向作用致动器的信号压力被引入波纹膜片上方的薄膜气室；反作用致动器的信号压力被引入波纹膜片下方的薄膜气室。通过更换单个零件，两者可以相互修改。

2.活塞致动器

气动活塞执行机构使活塞在气缸内运动产生推力。显然，活塞的输出力远大于薄膜式。因此，膜式适用于产量小、精度高的场合；活塞式适用于大口径、高压降控制或蝶阀驱动装置等输出力较大的场合。除隔膜式和活塞式外，还有一种长行程执行机构，它行程长、扭矩大，适用于输出角位移和大扭矩的场合。

气动执行机构接收信号的标准为0.02至0.1兆帕

气动活塞执行机构的主要部件是气缸、活塞和推杆。气缸内的活塞随着气缸内两侧压力差的变化而运动。根据特点可分为比例式和两位式。二位公式根据输入活塞两侧的工作压力，将活塞从高压侧推到低压侧。比例公式基于两位阀门定位器，使推杆的位移与信号压力成比例。

3.齿条齿轮致动器

齿轮齿条式（双活塞齿条）气动执行机构具有结构紧凑、外形美观、响应迅速、运行稳定和使用寿命长等特点。所有配件均采用最先进的防腐处理技术，可适应各种恶劣工况。其具有高低温和各种特殊行程的执行器在各种应用领域具有良好的性能。

四

气动执行器的选择

选择气动执行机构前，请确认阀门扭矩。并增加扭矩中的安全值，并将水蒸气或非液介质的安全值增加25%；无浆状液体介质使安全值提高30%。

当阀门扭矩为210NM，气压仅为5bar，介质为无蒸汽时，考虑安全系数，将安全值增加25%，即262NM，根据双作用输出扭矩表，找到气压为5bar时对应的扭矩值。应该选择277NM的型号POADA300。

气动执行器扭矩仪

五

气动执行器的性能特征

1.气动装置的额定输出力或扭矩应符合GB/T12222和GB/T12223的规定，以上为薄膜执行机构；

2.在空负载条件下，按规定输入气缸内的气压，其运动应平稳，无卡涩和爬行现象；

3.在0.6 MPa空的气压下，气动装置在开启和关闭方向上的输出扭矩或推力应不小于气动装置铭牌上标注的值，且动作应灵活，各部分不允许有永久变形和其他异常现象；

4.在最大工作压力下进行密封试验时，每个背压侧泄漏的空气体不允许超过（3+0.15d）cm3/min（标准状态）；端盖和输出轴泄漏的空气体不应超过（3+0.15d）cm3/min；

5.强度试验以1.5倍的最大工作压力进行。试验压力保持3分钟后，气缸盖罩和静密封无泄漏和结构变形；

6.动作寿命:气动装置模拟气动阀的动作。在保持两个方向的输出扭矩或推力能力的情况下，启闭操作的启闭次数应不少于5万次（一个启闭周期）；

7.带有缓冲机构的气动装置，当活塞移动到行程的末端位置时，不允许有冲击。

气动执行机构以压缩空空气为动力源，将输入的控制信号转换成气压信号加到气动执行机构上驱动阀门，从而实现连续调节或启闭动作。气动控制阀可以配备各种附件来实现各种控制功能，满足控制系统对气动控制阀的各种特殊要求。换句话说，附件可以使气动控制阀的功能更完善、更合理、更完整。今天，易孔军先生整理了气动执行机构有哪些附件以及它们各自的功能是什么，希望对您有所帮助。

气动执行器的主要附件

首先，过滤器减压阀

过滤安全阀是工业自动化仪表中的附件。其主要功能是过滤和净化来自空压缩机的压缩空气体，并将压力稳定在所需值。可用作各种气动仪表、电磁阀、气缸、喷涂设备和小型气动工具的供气稳压装置。

过滤器减压阀可分为:

A.两个组件（过滤器、减压阀）

功能:完成压缩仪器空气体的过滤和减压功能。

B.三联件（过滤器、减压阀、油雾消除器、压力表是可选的）

功能:完成压缩仪器空气体的过滤和减压功能，并对空气体进行。

注意:有些人容易混淆气源三联件和气动三联件。它们之间的区别是气源三联件由过滤器、减压阀和油雾喷射器组成，而气动三联件由气源三联件、信号开关和电磁阀组成。气源三联件是气动三联件的组成部分。

过滤器是空气体的净化装置，过滤掉空气体中的水和杂质，也是气动执行机构开展工作不可缺少的部件，否则杂质的气动吸入会影响使用功能和使用寿命。减压阀调节气源的压力以稳定压力。在减压阀的压力被适当调节后，锁定装置被应用。油雾装置的作用是通过空气管道将机油输送到气缸中，以达到气缸的目的。

第二，电磁阀

定义:通常通过控制气动执行机构的运动过程来开启和关闭阀门。

电磁阀常用于开关阀门，它通过电压信号控制气源和气路的开启和关闭，从而控制阀门的开启和关闭。

电磁阀的分类:

1.按运行模式分类

手动操作:按钮式、手柄式和踏板式；

机械操作:柱塞式和滚轮杠杆式；

气动操作:直接控制和简单控制；

电气操作:直动式和先导式。

2.根据使用习惯分类

分为两位两通电磁阀；两位三通电磁阀；两位四通电磁阀；两位五通电磁阀；三位五通电磁阀。

第三，限位开关

限位开关又称行程开关，是用于指示和反馈机械设备运动极限位置的电气开关。

限位开关分为普通限位开关和防爆限位开关；类型有感应式、接触式和行程开关；由塑料限位开关、铝合金限位开关和不锈钢限位开关制成；限位开关的规格有210、310、410、510等。限位开关的防护等级为IP65、IP67、IP68等。普通限位开关和低温限位开关；此外，还有防爆等级。

第四，定位器

阀门定位器是控制阀的主要附件。它以阀杆位移信号作为输入反馈测量信号，以控制器输出信号作为设定信号进行比较。当它们之间存在偏差时，它改变其到执行机构的输出信号以使执行机构动作，并在阀杆位移时间和控制器输出信号之间建立一一对应关系。

1.阀门定位器的分类

①阀门定位器分为:

A.气动阀门定位器:输入信号为标准气体信号。例如，20~100kPa的气体信号的输出信号也是标准气体信号。

B.电动阀门定位器:输入信号是标准电流或电压信号。例如，4~20mA电流信号的输出信号是标准气体信号。

C.智能阀门定位器

（2）根据阀门定位器是否配有CPU，可分为普通电动阀门定位器和智能电动阀门定位器。

2.用定位器

（1）介质压力高且压差大时；

（2）当调节阀的直径较大（DN》时；100);

③高温或低温调节阀；

④必要时提高调节阀的动作速度；

（5）用标准信号操作非标准弹簧的执行机构时（弹簧范围超出20 ~ 100 kPa）；

（6）用于分程控制时；

（7）当阀门反向时（闭气式和开气式相互转换）；

（8）当需要改变阀门的流量特性时（可改变定位器凸轮）；

（9）当没有弹簧执行器或活塞执行器实现比例动作时；

（10）当使用电信号操作气动执行机构时，必须分配配电空气阀定位器。

3.定位器的作用

（1）用于对调节品质要求高的重要调节系统中，以提高调节阀的定位精度和可靠性。

（2）用于阀门两端压差较大的场合。通过增加气源的压力，增加执行机构的输出力，从而克服液体对阀芯产生的不平衡力，减小行程误差。

（3）当被调节介质为高温、高压、低温、有毒、易燃易爆介质时，填料常被压紧以防止外部泄漏，因此阀杆与填料之间的摩擦力较大。此时，可以通过使用定位器来克服时间滞后。

（4）当被调节介质为粘性流体或含有固体悬浮物时，定位器能克服介质对阀杆运动的阻力。

（5）用于大口径（DG》时；100mm）调节阀，以增加执行机构的输出推力。

（6）当调节器与执行机构之间的距离大于60m时，定位器可以克服控制信号的传输滞后，提高阀门的响应速度。

（7）用于改善控制阀的流量特性。

动词 （verb的缩写）气动控制阀

第六，快速排气阀

快速排气阀的结构

七。止回阀

截止阀又称气动锁闭阀，是qdz的辅助部件。当气源系统发生故障时，保位阀可自动切断调节仪表与调节阀之间的通道，使调节阀的开度停止在故障前的位置，工艺可正常运行。气源故障排除后，可自动恢复正常工作。因此，保护阀可用作自动控制电路中的安全保护装置。

功能:当控制电路失气或断电时，可使用位置保持闪蒸阀将阀门保持在故障前的位置。

八、压力开关

通过压力开关将执行机构的气源压力控制在高压，以确保执行机构能够获得稳定的输出扭矩。

9.速度调节阀

单向调速阀:通过调节输入执行机构的空气量来控制阀门的开启和关闭速度。一般采用排气节流，更稳定可靠。

X.手动操作机构

分类:机械手轮、齿轮箱、手动液压泵装置。

功能:用于在电路和气路被切断或出现故障时操作阀门的开启和关闭。