鍥而不舍（研究篇）

氣動活塞式執行機構系列型譜的制定和實施

陳錫田

前言　20世紀70年代中后期，上海工業自動化儀表研究所組織了多類產品的統一設計和聯合設計，包括氣動薄膜調節閥系列型譜內的全部產品的設計，并經有關制造廠試制后，分發各使用部門進行現場考核，大部分產品通過了全國性鑒定會，而后投入批試生產。

之后，一機部儀表局又下達新任務，要求我所牽頭開展氣動活塞式執行機構（又稱氣動長行程執行機構）的系列型譜編制和設計工作，并組織天津調節器廠、西安儀表機床廠、華東電力設計院和上海楊樹浦發電廠等單位參加。

一、氣動活塞式執行機構系列型譜的制定

我所于1976年年底與各有關部門協商，決定于1977年初在上海楊樹浦發電廠現場開展工作。當時我作為氣動儀表研究室副主任，擔任組長，伍耀祥工程師也參加，華東電力設計院郭予篤工程師任副組長。

工作組成立后不久就赴華東和上海地區的熱電廠（站）和設計院，就氣動活塞式執行機構的使用情況和存在問題進行調查，并了解該行業在近兩個五年計劃中對該類產品的使用要求。由于該類產品是與Ⅱ型電動單元組合儀表配套使用的，作為執行部分需用氣動活塞式執行機構以控制調節擋板來調節被控管道氣體流量的大小，以確保系統的安全防爆和可靠性。通過調查，發現其調節擋板等歷來是由手動閥門廠生產，無錫儀表閥門廠亦有過小批量生產。他們已制定過行業規范，我們的工作內容僅需要制定氣動長行程執行機構的系列型譜和電氣閥門定位器的連接參數和設計結構的選型。

工作組回所后，我們總結了各方意見，查閱了國外同類產品的參考資料，結合我國的實際情況，并經過計算，考慮了多種方案。后經討論，編制了氣動活塞式執行機構的系列型譜和電氣閥門定位器的連接參數和設計方案，定出了下列的主要參數：

氣缸內徑（活塞外徑，mm）　φ100，φ125，φ150，φ200，φ250；

活塞推桿行程為（mm）　150，200，250，300，350（不同的氣缸可配用1～2種推桿行程）；

推桿直徑（mm）　φ20，φ25，φ30，φ35，φ40；

氣缸工作的氣源壓力　1.4～7.0kgf/cm2；

執行機構輸出功率（kgf·m）　10，16，25，40，65，100，160，250，400；

電氣閥門定位器的輸入信號　0～10mA DC。

執行機構的作用方式分單作用（彈簧復位）和雙作用兩種。

電氣閥門定位器的結構采用動圈力平衡式原理。當輸入電信號改變時，動圈杠桿會改變另一端的噴嘴-擋板的間距或滑閥的閥芯移動（雙作用式），從而使輸出的氣動信號發生變化，再通過執行機構的推桿移動來調節擋板的轉角，達到調節被控管道的氣體流量大小。

在完成氣動長行程執行機構的系列型譜后，隨即分發到有關單位征求意見，并于1977年3月召開了有關部門的討論會，電力系統的用戶對氣動長行程執行機構的系列型譜內容表示肯定，并提出一些修改意見。約在3月底，完成系列型譜的修訂工作后，即報一機部儀表局審核。經儀表局審批后，按儀表局指示，將系列型譜制定工作組的原班人馬轉為聯合設計工作組繼續開展設計和試制工作。

二、氣動活塞式執行機構系列型譜的實施和聯合設計工作的開展

1977年5月，開始氣動長行程執行機構的聯合設計工作，以貫徹實施系列型譜的內容，地點仍選在上海楊樹浦發電廠設計室（當時提倡深入到使用單位搞設計）。我所增派余善富參與電氣閥門定位器的設計和試制工作。經過1個多月的聯合設計工作，工作組完成了φ100～125mm的氣缸內徑的氣動長行程執行機構的設計，氣缸推桿行程從150mm至200mm，執行機構的輸出功率從10kgf·m到65kgf·m。設計工作完成后，工作組進行了分工，由上海自動化所承擔電氣閥門定位器的試制，并完成設計資料和技術文件的編寫。西安儀表機床廠和天津調節器廠負責1～2種規格的試制，并決定是年9月上旬在上海楊樹浦發電廠安裝調試。而后，工作組臨時解散。

在批試階段，各單位解決了各自承擔的難題。如天津調節器廠由于沒有標準的250mm行程的氣缸內徑的珩磨設備（他們的設備僅能珩磨行程150mm左右的氣缸），他們就用土辦法采取兩端珩磨的辦法，經過多次反復試驗，取得了經驗，克服了困難，終于達到產品的設計要求。9月上旬，各聯合設計單位均完成了各自承擔的任務，于上海楊樹浦發電廠組裝氣動長行程執行機構，并配有電氣閥門定位器。經3個星期的調試、修改、再調試后，終于達到了設計要求，并于1977年國慶節前完成了產品的設計和試制，作為國慶節的獻禮。為此，全組同志非常興奮，各單位領導對工作組的成績亦給予了肯定，并予表揚。

11月中旬，上海楊樹浦發電廠將第一批調試后的產品即裝至現場，并與電動單元組合儀表配套使用。經半年時間的現場考核，產品性能穩定，可靠性好。后經有關部門鑒定，于1978年正式投入生產。但有些大功率的氣動長行程執行機構，如100～400kgf·m的產品，在鑒定會后，由各生產廠按用戶要求自行設計，提供用戶需要。

結束語

氣動活塞式執行機構系列型譜的編制主要是滿足電力系統自控系統的需求。它的輸入信號為Ⅱ型電動單元組合儀表的輸出信號0～10mA，而執行環節為氣信號的氣動活塞式執行機構，具有安全、可靠、防爆的功能。系列型譜中的規格較少，且在現場采用研究、設計、制造和使用部門進行聯合設計的三結合方式，所以在較短時間內完成了典型規格的研制，并送現場使用，滿足了當時用戶的急需。

回首往事，借此感謝當時各參與單位的領導、工程技術人員，以及試制工人們的參與和支持，為氣動活塞式執行機構填補國內的空白作出了卓越的貢獻。隨著改革開放的深化，也引進了一些國外的產品，補充了國內系列產品的不足。

系列型譜的編制和實施完成于20世紀70年代的后期，距今已達30余年之久，文中有些內容或時間可能有誤，敬請指正。

作者簡介

陳錫田，1932年生于上海，1956年畢業于浙江大學機械系金切專業。1956年8月分配至一機部儀表局，同年9月起在一機部上海熱工儀表研究所工作。1965年6月任氣動儀表研究室副主任及工程師，負責氣動儀表的研制，曾任全國氣動執行器和調節閥及氣動長行程執行機構聯合設計組組長。