1 概述
閥門采用氣動執(zhí)行機構(gòu)的優(yōu)點是關(guān)閉速度較快，當力矩較小時也可以在0.5S以內(nèi)啟閉。氣動執(zhí)行機構(gòu)即使發(fā)生泄漏也不會對環(huán)境造成污染，其工作環(huán)境適應(yīng)性好，在易燃、易爆、強磁和強輻射等惡劣環(huán)境中也不受影響。氣動執(zhí)行機構(gòu)可在斷電、斷油源、斷信號時使閥門復(fù)位到一個事先設(shè)定的安全位置，使閥門所在的系統(tǒng)得到保護。但是，因一般氣源壓力較低所以執(zhí)行機構(gòu)較大。由于空氣的可壓縮性，氣動的動作穩(wěn)定性稍差。
2設(shè)計
設(shè)計氣動執(zhí)行機構(gòu)時，應(yīng)注意氣源壓力是否與氣動元件的壓力相匹配，以免損傷元器件。選用電磁閥時注意用戶能夠提供的電源電壓，電壓不匹配，電磁閥不能正常工作，還會受到損壞。環(huán)境溫度不應(yīng)超過電磁閥的允許使用溫度。定位器前的氣源處理元件不應(yīng)加油霧器，以免損傷定位器。對于快速開啟或關(guān)閉的執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)在末端設(shè)有緩沖裝置。
3類型及應(yīng)用
氣動執(zhí)行機構(gòu)按傳動方式可分為齒輪齒條式（圖1）和撥叉式（圖2）。按氣源作用方式可分為單作用式、雙作用式，在單作用式中又可分為氣開式和氣關(guān)式。按氣動原理類型可分為調(diào)節(jié)型和開關(guān)型，開關(guān)型中又可分為普通型、快關(guān)（開）型。氣動執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)根據(jù)工況的不同需求選用。
氣動執(zhí)行機構(gòu)的A腔通入氣體時氣壓推動活塞壓縮彈簧，同時齒條推動齒輪作逆時針運動驅(qū)動閥門開啟，當執(zhí)行機構(gòu)A腔的壓力氣體被排出時彈簧釋能推動活塞和齒條帶動齒輪順時針運動，驅(qū)動閥門關(guān)閉。因為是氣壓使閥門開啟，所以此種驅(qū)動形式也被稱作氣開式。當系統(tǒng)中需要閥門在失氣時關(guān)閉的情況下，可選用此種作用方式。當系統(tǒng)中的閥門在失氣時需要開啟時，將執(zhí)行機構(gòu)的彈簧缸與氣缸左右互換就可實現(xiàn)。此時因是氣壓使閥門關(guān)閉，所以此種驅(qū)動形式也稱作氣關(guān)式。當雙作用式執(zhí)行機構(gòu)的A腔通入氣體時氣壓推動活塞齒條齒輪作逆時針運動驅(qū)動閥門開啟，當執(zhí)行機構(gòu)的B腔通入氣體時氣壓推動活塞齒條齒輪作順時針運動驅(qū)動閥門關(guān)閉。雙作用的執(zhí)行機構(gòu)只能實現(xiàn)失電、失信號時閥門恢復(fù)到安全位置或保持原位，在失氣時不能保證閥門所處位置。但雙作用執(zhí)行機構(gòu)與單作用執(zhí)行機構(gòu)相比，在輸出相同力矩的情況下體積較小。
撥叉式執(zhí)行機構(gòu)的氣動原理與齒輪齒條式相同，但撥叉式的執(zhí)行機構(gòu)輸出力矩曲線與齒輪齒條式的執(zhí)行機構(gòu)輸出的力矩曲線不同（圖3）。齒輪齒條式執(zhí)行機構(gòu)輸出的力矩是一個恒定的值，而撥叉式執(zhí)行機構(gòu)輸出的力矩是一個曲線，在0°和90°時其輸出力矩較大。適當改變撥叉的中心線與撥叉滑塊導(dǎo)向槽的中心線間的角度Q（圖4）可獲得不同形狀的力矩曲線。
4 氣動原理
4.1 普通型
普通型是一種基本的形式，為一個氣源處理三聯(lián)件組件（包括過濾器、減壓閥和油霧器）和電磁閥（圖5）。當閥門需要開啟時電磁閥帶電氣源通過氣源處理三聯(lián)件經(jīng)過電磁閥進入執(zhí)行機構(gòu)的A腔（執(zhí)行機構(gòu)B腔的氣體經(jīng)電磁閥排入大氣），推動活塞左行，閥門實現(xiàn)開啟。當閥門需要關(guān)閉時電磁閥失電換向，壓力氣體經(jīng)電磁閥后進入執(zhí)行機構(gòu)的B腔（執(zhí)行機構(gòu)A腔的氣體經(jīng)電磁閥排入大氣），推動活塞右行，閥門實現(xiàn)關(guān)閉。當執(zhí)行機構(gòu)為單作用式時電磁閥選用兩位三通型。當執(zhí)行器為雙作用式時電磁閥選用兩位五通型，當要求閥門失電保位時電磁閥選用雙電控三位五通型，當要求閥門失氣保位時電磁閥選用雙氣控三位五通型。
4.2 快關(guān)型
當閥門要求快速關(guān)閉時一般采用單作用執(zhí)行機構(gòu)?？扉_型氣動執(zhí)行機構(gòu)是在普通型氣動執(zhí)行機構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了一個快速排氣閥，用以把A腔中的氣體快速排出，加快了執(zhí)行機構(gòu)的關(guān)閉速度（圖6）。當閥門需要開啟時電磁閥帶電，氣體通過氣源處理三聯(lián)件經(jīng)過電磁閥和快速排氣閥進入執(zhí)行機構(gòu)的A腔，壓縮彈簧推動活塞左行，閥門開啟。當閥門需要關(guān)閉時電磁閥失電換向，氣體被截止，A腔中的氣體在彈簧的壓力下經(jīng)快速排氣閥快速排出，活塞右行閥門快速關(guān)閉。
4.3 調(diào)節(jié)型
調(diào)節(jié)型的氣動執(zhí)行器可以接收系統(tǒng)發(fā)出的電流、電壓或氣流信號（其中電流信號比較普遍），根據(jù)信號的大小調(diào)整閥門的開度，并可根據(jù)用戶要求將閥門的開度以信號的形式反饋給系統(tǒng)形成一個閉環(huán)控制。將普通型氣動執(zhí)行機構(gòu)中的電磁閥換成電－氣定位器或氣－氣定位器執(zhí)行機構(gòu)就組成了調(diào)節(jié)型氣動執(zhí)行機構(gòu)（圖7）。由于不同廠家的定位器設(shè)定的出廠參數(shù)默認值不同，需根據(jù)用戶要求進行調(diào)整。
5 結(jié)語
氣動執(zhí)行機構(gòu)造價低，啟閉速度快，無污染，宜于實現(xiàn)自動控制，是一種可以滿足不同事故狀態(tài)要求的執(zhí)行機構(gòu)，將得到越來越廣泛的應(yīng)用。
