调节阀的气动执行机构为了充分用足工厂的气源压力来提高执行机构的输出力、减少其重量和尺寸，便产生了活塞执行机构。
由于受到传统应用的影响，调节阀配套的活塞执行机构的应用都局限于大推力上，故使用的场合较少。这是因为过去的定位器气源压力为140～250KPa，而700KPa气源的定位器的可靠性较差。如今，这一问题已不存在，定位器700KPa以上的气压都可用一台定位器来实现。换言之，现在的定位器，既可用于140～250KPa场合，又可用于700KPa的场合，这样一来，我们就应该改变传统的习惯作法——选用700KPa的气源定位器，配活塞执行机构去代替气动薄膜执行机构，使气动调节阀的尺寸和重量进一步下降。所以可以预言，气动活塞
调节阀的应用会越来越广泛。
1、直行程活塞执行机构
它主要用于配直行程的调节阀，它分为有弹簧式和无弹簧式两种，其结构图见4－4。
1）无弹簧活塞执行机构
（1）用于故障下要求阀保位的场合；
（2）用于大口径阀要求执行机构推力特别大的场合；
（3）对两位阀配用二位五通电磁阀；对调节型的阀配用双作用式阀门定位器。
2）有弹簧式活塞执行机构
大多数场合使用有弹簧的活塞执行机构，其特点是：①在故障情况下，通过弹簧进行复位，实现故障开或故障关功能；②可以抵抗不平衡力的变化，增加执行机构的刚度，提高调节阀的稳定性。它的缺点是：①弹簧会抵消一部分输出力；②气缸内设弹簧，增加了气缸的长度和重量。
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（a）无弹簧型 |
（b）有弹簧型 |
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图4-4 单层活塞执行机构 |
3）双层活塞执行机构
为了进一步提高活塞执行机构的输出力，活塞执行机构可设计为双层式，输出力可提高约一倍，主要用于大压差、大口径、输出力要求特别大的场合。其结构见图4—5。
2）有弹簧式活塞执行机构
大多数场合使用有弹簧的活塞执行机构，其特点是：①在故障情况下，通过弹簧进行复位，实现故障开或故障关功能；②可以抵抗不平衡力的变化，增加执行机构的刚度，提高调节阀的稳定性。它的缺点是：①弹簧会抵消一部分输出力；②气缸内设弹簧，增加了气缸的长度和重量。
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（a）无弹簧型 |
（b）有弹簧型 |
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图4-4 单层活塞执行机构 |
3）双层活塞执行机构
为了进一步提高活塞执行机构的输出力，活塞执行机构可设计为双层式，输出力可提高约一倍，主要用于大压差、大口径、输出力要求特别大的场合。其结构见图4—5。
2、角行程活塞执行机构
角行程的活塞执行机构主要用于角行程类的调节阀，按气缸的安装方向，分为立式气缸和卧式气缸两种。按活塞的推杆驱动输出轴转动的结构，常用的有：①曲柄连杆式；②齿轮齿条式；③活塞螺旋式。
1）立式曲柄连杆活塞执行机构
它常见的是用于
蝶阀，其结构见图4－6。它是老式、陈旧的结构，其主要存在的问题是：①曲柄连杆转动为滑动摩擦，不仅间隙大，而且摩擦力特别大、造成执行机构的回差大、动作不灵敏，常常使有效输出力矩损失约30％左右；②尺寸大、笨重，与现在追求调节阀为轻型化和高可靠的要求不相适应，故建议不选用。
2）卧式曲柄连杆活塞执行机构
它的典型结构见图4－7，其存在的问题同1），也是属淘汰的对象。然而，现在许多场合，如偏心旋转阀、球阀还在大量使用。显而易见，应该用更小型的、更可靠的活塞执行机构去取代它。
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（a）无弹簧型 |
（b）有弹簧型 |
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图4-5 双层活塞执行机构 |
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图4-6 立式曲柄连杆活塞执行机构 |
3）卧式齿轮齿条活塞执行机构
它的结构见图4－8所示。它有如下特点：①齿轮齿条转动方式克服滑动摩擦，它比曲柄连杆的滑动摩擦方式的摩擦力小得多，同口径可提率20％；②齿轮齿条转动均匀，转动间隙小，因此运动自如、回差小；③很容易设计成双活塞式，使其输出力矩提高一倍；反过来，当输出力矩一定时，就可获得更小尺寸的执行机构，使重量和尺寸得到大幅度的减小；④非常容易实现与阀直接相连，又简化了阀的连接方式，并使所配阀的外形更加匀称、美观、小型。
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图4-7 卧式曲柄连杆活塞执行机构 |
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图4-8 卧式齿轮齿条活塞执行机构 |
4）立式螺旋式活塞执行机构
卧式活塞执行机构横向尺寸较大，对于一些特殊场合，横向安装尺寸受限，如国产化，原来的阀要更换下来，它的左右、前后尺寸都受到了限制，只能向上方空间发展，此时，卧式的执行机构就不能用了，只能配立式执行机构，见图4-9。气缸内开有螺旋槽的活塞直接带动输出轴转动，具有尺寸小、重量轻的特点。但它比卧式齿轮齿条活塞执行机构的可靠性差、有效输出力矩小，所以除在不得已的情况下选用此执行机构外，我们还是建议选用卧式齿轮齿条活塞执行机构。 |
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图4-9 立式螺旋式活塞执行机构 |
5）建议性意见
（1）直行程的调节阀，如单座阀、双座阀、套筒阀，建议选用立式直行程活塞执行机构去代替气动薄膜执行机构，它不仅可以减小尺寸，还有效地利用500KPa的气源来提高输出力、提高阀的刚度（如加粗阀杆、加大弹簧等）。
（2）对角行程类的调节阀，应选用卧式齿轮齿条活塞执行机构，典型的是蝶阀，所配气动薄膜执行机构或立式活塞曲柄连杆的驱动方式都应淘汰，配用卧式齿轮齿条活塞执行机构。这样，不仅提高了动作的可靠性和精度，且外形尺寸大大减小，外形也更加美观；其次是偏心阀、球阀，也应将原来的老式曲柄连杆结构淘汰，由卧式的齿轮齿条活塞执行机构来代替。一个典型的阀改进的例子见图4-10。
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（a）老式活塞蝶阀 |
（b）新型小型蝶阀 |
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图4-10 |
