Elektromos és pneumatikus aktuátorokCsővezeték-szelepekhez: Úgy tűnik, hogy a kétféle működtető meglehetősen eltérő, és a választást a telepítési helyen rendelkezésre álló áramforrás alapján kell megtenni. Valójában azonban ez a nézet elfogult. A fő és nyilvánvaló különbségek mellett számos kevésbé nyilvánvaló egyedi tulajdonsággal is rendelkeznek.

Az elektromos és pneumatikus aktuátorok a két leggyakrabban használt hajtásmechanizmus az automatizálási rendszerekben. A aktuátor kiválasztásáról általában az alapvető tervezési szakaszban döntenek, és a telepítés utáni életciklus végéig használják.

A működtető teljesítménytípusának kiválasztásakor az emberek gyakran nem veszik figyelembe a csővezetékben lévő technológiai közeg paramétereit, hanem csak a tervező belső referenciaanyagait, az energiaellátási helyzetet, vagy azt, hogy a telephely képes-e nagy mennyiségű előre gyártott gázt szállítani.

Üzemeltetés során azonban gyakran előfordul, hogy egyes szelepeket aktuátorokkal kell felszerelni, vagy egyes szelepekben megváltoznak a technológiai közeg paraméterei. Ekkor felmerül a kérdés: Megtartsam az eredeti aktuátort, vagy egy másik aktuátorral cseréljem ki a teljesítmény javítása érdekében?

Hosszabb élettartam

Ez a cikk bemutatja és összehasonlítja az elektromos és pneumatikus aktuátorok főbb teljesítményjellemzőit.

Normál körülmények között a gyártók 10 000 működési ciklust garantálnak az elektromos működtetőkre és 100 000 működési ciklust a pneumatikus működtetőkre. Nyilvánvaló, hogy a működési ciklusok számát tekintve a pneumatikus működtető hosszabb élettartammal rendelkezik az egyszerűbb szerkezete miatt. Ezenkívül a pneumatikus működtető súrlódó érintkezőfelülete elasztomerből vagy polimerből készül, és a kopott O-gyűrűk és műanyag vezetőelemek könnyen cserélhetők.

Elektromos aktuátorként általában egy reduktor található a motortól a kimenő tengelyig. Sok fogaskerék kapcsolódik egymáshoz, amelyek működés közben elkopnak. Azt is érdemes megjegyezni, hogy a pneumatikus aktuátor teljes élettartama alatt nincs szükség a kenőzsír cseréjére.

Nyomaték

A csővezeték szelepmozgatók egyik legfontosabb teljesítményparamétere a nyomaték. Az elektromos működtető nyomatéka a kialakítástól (állandó komponens) és az állórészre kapcsolt feszültségtől függ. A pneumatikus működtető nyomatéka a kialakítástól (állandó komponens) és a pneumatikus működtetőhöz juttatott levegőnyomástól függ.

Általában a működtető nyomatékának nagyobbnak kell lennie, mint a szelep maximális nyomatéka, vagy nagyobbnak, mint az elzáró elem mozgatásához szükséges nyomaték. A tényleges használat során a szelep tényleges nyomatéka nagyobb lehet, mint a gyártó védjegye által megadott maximális nyomaték, és nagyobb is, mint a működtető maximális nyomatéka. Ez kétségtelenül vészhelyzet.

Ha továbbra is működteti a működtetőt, az károsíthatja a működtetőt és a szelepet. Ha a szelep nyomatéka megnő, a motor fokozatosan növeli a nyomatékot, amíg el nem éri a kihúzási értéket (a kihúzási érték). Ez azt jelenti, hogy a mechanikus szerkezet kénytelen a tervezési tartományon túli túlzott nyomatékot leadni és elviselni.

Túlnyomaték elleni védelem

A berendezés fent említett körülmények közötti károsodásának megakadályozása érdekében az elektromos működtető felszerelhető néhány speciális eszközzel. A leggyakoribb a nyomatékkapcsoló, amely lehet mechanikus (az általános működési elv az, hogy a csigahajtás túlnyomaték esetén axiálisan lineárisan mozog); lehet elektronikus is (az általános elv az állórészáram mérése, vagyis a Hall-effektus). Amikor a nyomaték meghaladja a tervezett maximális értéket, a nyomatékkapcsoló lekapcsolja az állórész feszültségét és leállítja a működtető motorját. A pneumatikus működtetőkben nincs szükség túlnyomaték elleni védelemre. Ha a szelepre ható nyomaték meghaladja a megadott határértéket, a sűrített levegő fizikai tulajdonságai a pneumatikus működtető leállítását okozzák. Az elektromos működtetőkkel ellentétben a pneumatikus működtetők kimeneti nyomatéka nem haladja meg a tervezett határértéket. Úgy tekinthető, hogy ha a csővezeték szelepe pneumatikus működtetővel van felszerelve, akkor kiküszöbölhető a berendezés megadott értéket meghaladó nyomaték miatti meghibásodásának kockázata.

Robbanásbiztos kialakítás

Ha veszélyes áruk vannak a felhasználási környezetben, az elektromos berendezések robbanást okozhatnak. A veszélyes környezetben érvényes védelmi szinteket és védelmi módszereket a terjedelmi korlátok miatt ebben a cikkben nem tárgyaljuk.

Ennek ellenére továbbra is hangsúlyozni kell, hogy robbanásbiztos berendezéseket kell használni veszélyes anyagokat tartalmazó környezetben.

A hagyományos ipari szabványú elektromos működtetőkkel összehasonlítva a csővezeték-szelepekhez való robbanásbiztos elektromos működtetők drágábbak és bonyolultabb kialakításúak. Még ha a pneumatikus működtetőt veszélyes környezetben használják is, nincs robbanásveszély. A pneumatikus működtetők esetében a veszélyes környezetre való speciális kialakítás szintén a pozicionálókra, mágnesszelepekre és végálláskapcsolókra korlátozódik (1-3. ábra). Ennek megfelelően, ha egy robbanásbiztos tartozékkal ellátott pneumatikus működtetőt használnak egy csővezeték-szelep működtetésére, a költség jelentősen alacsonyabb lesz, mint egy azonos funkciójú robbanásbiztos elektromos működtetőé.

Pozicionálás

A pneumatikus működtetők egyik legjelentősebb hiányossága. Amikor a működtető eléri a löket közepét, a pozicionálás bonyolultabbá válik, ami azt jelenti, hogy a szabályozószelep orsójának pozicionálása nehezebb.

A levegő fizikai tulajdonságai miatt a pneumatikus működtetők pozicionálási pontossága többszörösen alacsonyabb, mint az elektromos működtetőké. Ha az elektromos működtető léptetőmotort alkalmaz, a pozicionálási pontossága nagyságrendekkel magasabb, mint egy pozicionálóval felszerelt pneumatikus működtetőé. Ez utóbbi csak olyan rendszerekben használható, amelyek nem igényelnek nagy pozicionálási pontosságot vagy szabályozási pontosságot. A csővezeték-szelepekben használt pneumatikus működtetőknek saját szerkezeti jellemzőik vannak: a vezérlőrendszer összes alkatrésze a működtető külső felületére, vagy a fő szerkezeten kívülre van felszerelve. Ha a működési módot kikapcsolt állapotról vezérlésre kell váltani, akkor a mágnesszelepet pozicionálóra kell cserélni. Mivel ez a két alkatrész a pneumatikus működtető külső felületére van felszerelve, és az illesztési felület kialakítása azonos, kényelmesebb az elosztó eltávolítása és a pozicionáló beszerelése. Más szóval, ugyanaz a pneumatikus működtető használható mind leállításra, mind vezérlésre a megfelelő tartozékok cseréjével (1-2. ábra).