气动执行机构的结构选型错误往往会导致阀门不动作，造成设备停车。低磨损、高效率和可在线维护的气动执行机构是各个生产厂家及仪表工程师所希望的。美国QTRCO公司设计的新一代偏置式气动执行机构是一个十分理想的选择。

在流体控制领域中，仪表工程师经常会遇到气动执行器不动作、仪表阀门卡死、开不到位、关不严等问题，其中一个主要原因就是由于传统气动执行器结构的缺陷，造成密封圈磨损，气源压力因漏气而降低，传动效率低下，不能输出应有的扭矩，导致阀门不动作，尤其是频繁开关或长期不动作的ESD阀门。为了解决问题，仪表维修人员需要第一时间赶到现场，进行拆装维护，造成设备停车，给生产带来损失。

美国QTRCO公司设计的新一代偏置式气动执行机构通过对气缸结构“对称平衡”的巧妙布局，使气动执行器拥有很高的寿命和较低的元件损耗，已经在核电AP1000中得到了良好的应用，被认为是目前最安全的气动执行机构。

Q系列产品与传统执行机构比较

气动执行器工作时可认为气源压力作用于活塞中心，在传统的直线式齿轮齿条式气动执行机构中（图2），悬臂位于活塞一侧，齿条与驱动齿轮的受力点在其啮合处，因此，气源压力与齿轮齿条的作用力不在一条直线上，导致悬臂受到一个旋转力矩，使悬臂对气缸缸体产生压力，从而产生很大的摩擦力，严重磨损气缸、密封圈及内件，大大降低了气动执行机构的使用寿命。而Q系列偏置式气动执行机构中（图1），齿条位于活塞的中心轴线上，在气动执行机构工作的过程中，时刻保持齿轮齿条作用力与气源压力在一条直线上，消除了齿条的侧向悬臂力，很大幅度地降低了活塞、悬臂与气缸之间的摩擦，延长了使用寿命，在实验的过程中做到了1500万次现场应用的情况下很轻微的气缸磨损。同时，由于气源直接作用于活塞上，可以根据工艺的需要实现快速开关，最快可在0.1s实现关断。

F系列产品与传统单执行机构比较

QTRCO公司F系列（图3）大扭矩的双拨叉式气动执行机构中，采用了“对称双拨叉结构”，彻底解决了侧向力的问题。

在传统的单拨叉式气动执行机构（图4）中，沿气缸推杆的力会在气缸运行的过程中通过拨叉，产生一个对驱动连杆的侧向压力，从而使驱动连杆磨损加剧。侧向力传递到连杆和活塞密封处，导致O型圈长期受挤压。由于橡胶具有记忆性，会产生永久变形，再次动作时，气缸内漏，不能输出应有的扭矩。特别是一些单作用、长期不动作的ESD阀门，不能及时动作将带来严重的安全事故。而QTRCO公司使用的对称双拨叉则解决了这个问题，对称双拨叉使得两侧对驱动轴的压力抵消，减少了驱动轴及密封圈的磨损，延长了使用寿命。

QTRCO公司的气动执行机构采用了对称双气缸，达到了整体上的平衡对称。传统的单拨叉执行机构，气缸的一侧“短而轻”，弹簧的一侧“长而重”，气动执行器的“重心偏移”会对阀门的阀轴产生一个侧向拉力，使阀轴挤压阀门填料，造成填料的一侧过分压紧，一侧过分松弛。在阀门长时间不运作的情况下，会使填料失去固有弹性，一旦阀门运作，会因填料失效产生阀体泄漏问题，并且增大了扭矩。而QTRCO公司的对称平衡结构则解决了这个问题。对称平衡结构使得阀轴只受纵向压力，保证了阀门的结构密封。

同时美国QTRCO公司的气动执行机构通过了SIL3认证，为石化安全仪表系统提供安全的解决方案，能够提供PSTD的局部行程在线控制，可根据工艺人员的要求，实现在线自动检测ESD阀门的参数数据进行反馈，已经被写入SIL协会的白皮书内，被认为是目前最安全的气动执行机构解决方案。