锲而不舍（研究篇）

气动活塞式执行机构系列型谱的制定和实施

陈锡田

前言　20世纪70年代中后期，上海工业自动化仪表研究所组织了多类产品的统一设计和联合设计，包括气动薄膜调节阀系列型谱内的全部产品的设计，并经有关制造厂试制后，分发各使用部门进行现场考核，大部分产品通过了全国性鉴定会，而后投入批试生产。

之后，一机部仪表局又下达新任务，要求我所牵头开展气动活塞式执行机构（又称气动长行程执行机构）的系列型谱编制和设计工作，并组织天津调节器厂、西安仪表机床厂、华东电力设计院和上海杨树浦发电厂等单位参加。

一、气动活塞式执行机构系列型谱的制定

我所于1976年年底与各有关部门协商，决定于1977年初在上海杨树浦发电厂现场开展工作。当时我作为气动仪表研究室副主任，担任组长，伍耀祥工程师也参加，华东电力设计院郭予笃工程师任副组长。

工作组成立后不久就赴华东和上海地区的热电厂（站）和设计院，就气动活塞式执行机构的使用情况和存在问题进行调查，并了解该行业在近两个五年计划中对该类产品的使用要求。由于该类产品是与Ⅱ型电动单元组合仪表配套使用的，作为执行部分需用气动活塞式执行机构以控制调节挡板来调节被控管道气体流量的大小，以确保系统的安全防爆和可靠性。通过调查，发现其调节挡板等历来是由手动阀门厂生产，无锡仪表阀门厂亦有过小批量生产。他们已制定过行业规范，我们的工作内容仅需要制定气动长行程执行机构的系列型谱和电气阀门定位器的连接参数和设计结构的选型。

工作组回所后，我们总结了各方意见，查阅了国外同类产品的参考资料，结合我国的实际情况，并经过计算，考虑了多种方案。后经讨论，编制了气动活塞式执行机构的系列型谱和电气阀门定位器的连接参数和设计方案，定出了下列的主要参数：

气缸内径（活塞外径，mm）　φ100，φ125，φ150，φ200，φ250；

活塞推杆行程为（mm）　150，200，250，300，350（不同的气缸可配用1～2种推杆行程）；

推杆直径（mm）　φ20，φ25，φ30，φ35，φ40；

气缸工作的气源压力　1.4～7.0kgf/cm2；

执行机构输出功率（kgf·m）　10，16，25，40，65，100，160，250，400；

电气阀门定位器的输入信号　0～10mA DC。

执行机构的作用方式分单作用（弹簧复位）和双作用两种。

电气阀门定位器的结构采用动圈力平衡式原理。当输入电信号改变时，动圈杠杆会改变另一端的喷嘴-挡板的间距或滑阀的阀芯移动（双作用式），从而使输出的气动信号发生变化，再通过执行机构的推杆移动来调节挡板的转角，达到调节被控管道的气体流量大小。

在完成气动长行程执行机构的系列型谱后，随即分发到有关单位征求意见，并于1977年3月召开了有关部门的讨论会，电力系统的用户对气动长行程执行机构的系列型谱内容表示肯定，并提出一些修改意见。约在3月底，完成系列型谱的修订工作后，即报一机部仪表局审核。经仪表局审批后，按仪表局指示，将系列型谱制定工作组的原班人马转为联合设计工作组继续开展设计和试制工作。

二、气动活塞式执行机构系列型谱的实施和联合设计工作的开展

1977年5月，开始气动长行程执行机构的联合设计工作，以贯彻实施系列型谱的内容，地点仍选在上海杨树浦发电厂设计室（当时提倡深入到使用单位搞设计）。我所增派余善富参与电气阀门定位器的设计和试制工作。经过1个多月的联合设计工作，工作组完成了φ100～125mm的气缸内径的气动长行程执行机构的设计，气缸推杆行程从150mm至200mm，执行机构的输出功率从10kgf·m到65kgf·m。设计工作完成后，工作组进行了分工，由上海自动化所承担电气阀门定位器的试制，并完成设计资料和技术文件的编写。西安仪表机床厂和天津调节器厂负责1～2种规格的试制，并决定是年9月上旬在上海杨树浦发电厂安装调试。而后，工作组临时解散。

在批试阶段，各单位解决了各自承担的难题。如天津调节器厂由于没有标准的250mm行程的气缸内径的珩磨设备（他们的设备仅能珩磨行程150mm左右的气缸），他们就用土办法采取两端珩磨的办法，经过多次反复试验，取得了经验，克服了困难，终于达到产品的设计要求。9月上旬，各联合设计单位均完成了各自承担的任务，于上海杨树浦发电厂组装气动长行程执行机构，并配有电气阀门定位器。经3个星期的调试、修改、再调试后，终于达到了设计要求，并于1977年国庆节前完成了产品的设计和试制，作为国庆节的献礼。为此，全组同志非常兴奋，各单位领导对工作组的成绩亦给予了肯定，并予表扬。

11月中旬，上海杨树浦发电厂将第一批调试后的产品即装至现场，并与电动单元组合仪表配套使用。经半年时间的现场考核，产品性能稳定，可靠性好。后经有关部门鉴定，于1978年正式投入生产。但有些大功率的气动长行程执行机构，如100～400kgf·m的产品，在鉴定会后，由各生产厂按用户要求自行设计，提供用户需要。

结束语

气动活塞式执行机构系列型谱的编制主要是满足电力系统自控系统的需求。它的输入信号为Ⅱ型电动单元组合仪表的输出信号0～10mA，而执行环节为气信号的气动活塞式执行机构，具有安全、可靠、防爆的功能。系列型谱中的规格较少，且在现场采用研究、设计、制造和使用部门进行联合设计的三结合方式，所以在较短时间内完成了典型规格的研制，并送现场使用，满足了当时用户的急需。

回首往事，借此感谢当时各参与单位的领导、工程技术人员，以及试制工人们的参与和支持，为气动活塞式执行机构填补国内的空白作出了卓越的贡献。随着改革开放的深化，也引进了一些国外的产品，补充了国内系列产品的不足。

系列型谱的编制和实施完成于20世纪70年代的后期，距今已达30余年之久，文中有些内容或时间可能有误，敬请指正。

作者简介

陈锡田，1932年生于上海，1956年毕业于浙江大学机械系金切专业。1956年8月分配至一机部仪表局，同年9月起在一机部上海热工仪表研究所工作。1965年6月任气动仪表研究室副主任及工程师，负责气动仪表的研制，曾任全国气动执行器和调节阀及气动长行程执行机构联合设计组组长。