Actuatoare electrice și pneumaticePentru vanele de conducte: Se pare că cele două tipuri de actuatoare sunt destul de diferite, iar alegerea trebuie făcută în funcție de sursa de alimentare disponibilă la locul de instalare. Dar, de fapt, această opinie este părtinitoare. Pe lângă diferențele principale și evidente, acestea au și o serie de caracteristici unice mai puțin evidente.

Actuatoarele electrice și pneumatice sunt cele două mecanisme de acționare cel mai frecvent utilizate în sistemele de automatizare. De obicei, decizia de selecție a actuatorului se ia în etapa de proiectare de bază și va fi utilizată până la sfârșitul ciclului de viață după instalare.

Atunci când aleg tipul de alimentare al actuatorului, oamenii adesea nu iau în considerare parametrii mediului de proces din conductă, ci acordă atenție doar materialelor de referință interne ale proiectantului, situației alimentării cu energie electrică sau dacă amplasamentul poate furniza o cantitate mare de gaz prefabricat.

Totuși, în timpul funcționării, se constată adesea că unele valve trebuie echipate cu actuatoare, sau parametrii mediului de proces din unele valve se vor modifica. Se pune atunci întrebarea: Ar trebui să păstrez actuatorul original sau să îl înlocuiesc cu un alt actuator pentru a îmbunătăți performanța?

Durată de viață mai lungă

Acest articol va introduce și compara principalele caracteristici de performanță ale actuatoarelor electrice și pneumatice.

În circumstanțe normale, producătorii garantează 10.000 de cicluri de funcționare pentru actuatoarele electrice și 100.000 de cicluri de funcționare pentru actuatoarele pneumatice. Evident, în ceea ce privește numărul de cicluri de funcționare, actuatorul pneumatic are o durată de viață mai lungă datorită structurii sale mai simple. În plus, suprafața de contact prin frecare a actuatorului pneumatic este fabricată din elastomer sau polimer, iar inelele O uzate și elementele de ghidare din plastic sunt ușor de înlocuit.

Ca actuator electric, există de obicei o cutie de viteze cu reductor de la motor la arborele de ieșire. Există multe angrenaje care se angrenează între ele, care se vor uza în timpul funcționării. De asemenea, este demn de remarcat faptul că nu este nevoie să se schimbe unsoarea pe întreaga durată de viață a actuatorului pneumatic.

Cuplu

Unul dintre cei mai importanți parametri de performanță ai actuatoarelor de robinete pentru conducte este cuplul. Cuplul unui actuator electric depinde de design (componenta constantă) și de tensiunea aplicată statorului. Cuplul unui actuator pneumatic depinde de design (componenta constantă) și de presiunea alimentării cu aer a actuatorului pneumatic.

În general, cuplul actuatorului trebuie să fie mai mare decât cuplul maxim al supapei sau mai mare decât cuplul necesar pentru a mișca elementul de închidere. În utilizarea reală, cuplul real al supapei poate fi mai mare decât cuplul maxim indicat de marca producătorului și, de asemenea, mai mare decât cuplul maxim al actuatorului. Aceasta este, fără îndoială, o situație de urgență.

Dacă continuați să folosiți actuatorul, acest lucru poate provoca deteriorarea actuatorului și a supapei. Dacă cuplul supapei crește, motorul va crește treptat cuplul până când atinge valoarea de tragere (valoarea de tragere). Aceasta înseamnă că structura mecanică este forțată să producă și să reziste la un cuplu excesiv dincolo de intervalul proiectat.

Protecție la supracuplu

Pentru a preveni deteriorarea echipamentului în condițiile menționate mai sus, actuatoarele electrice pot fi echipate cu anumite dispozitive speciale. Cel mai comun este comutatorul de cuplu, care poate fi mecanic (principiul comun de funcționare este acela că angrenajul melcat se mișcă axial liniar în starea de cuplu excesiv); poate fi și electronic (principiul comun este măsurarea curentului statoric sau a efectului Hall). Când cuplul depășește valoarea maximă proiectată, comutatorul de cuplu poate întrerupe tensiunea statorului și poate opri motorul actuatorului. Nu este nevoie de protecție la cuplu excesiv în cazul actuatoarelor pneumatice. Dacă cuplul aplicat valvei depășește limita specificată, proprietățile fizice ale aerului comprimat vor determina oprirea acționării actuatorului pneumatic. Spre deosebire de actuatoarele electrice, cuplul de ieșire al actuatoarelor pneumatice nu va depăși limita proiectată. Se poate considera că, dacă valva de conductă este echipată cu un actuator pneumatic, riscul de defecțiune a echipamentului din cauza depășirii valorii specificate a cuplului este eliminat.

Design rezistent la explozii

Dacă în mediul de utilizare există mărfuri periculoase, echipamentele electrice pot provoca o explozie. În ceea ce privește nivelurile de protecție și metodele de protecție în mediul periculos, acestea nu sunt incluse în acest articol din cauza limitărilor de spațiu.

Cu toate acestea, este necesar să se sublinieze faptul că echipamentele antiexplozie trebuie utilizate în medii cu materiale periculoase.

Comparativ cu actuatoarele electrice standard industriale convenționale, actuatoarele electrice antiexplozie pentru vanele de conducte sunt mai scumpe și mai complicate ca design. Chiar dacă actuatorul pneumatic este utilizat într-un mediu periculos, nu există un risc potențial de explozie. În cazul actuatoarelor pneumatice, designul special pentru medii periculoase este, de asemenea, limitat la poziționere, electrovalve și întrerupătoare de limită (Figura 1-3). În mod corespunzător, dacă se utilizează un actuator pneumatic cu un accesoriu antiexplozie pentru a acționa o vană de conductă, costul va fi semnificativ mai mic decât cel al unui actuator electric antiexplozie cu aceeași funcție.

Poziționare

Actuatoarele pneumatice au unul dintre cele mai semnificative neajunsuri. Când actuatorul ajunge la mijlocul cursei, poziționarea este mai complicată, ceea ce înseamnă că poziționarea bobinei valvei de control este mai dificilă.

Datorită caracteristicilor fizice ale aerului, precizia de poziționare a actuatoarelor pneumatice este de câteva ori mai mică decât cea a actuatoarelor electrice. Dacă actuatorul electric adoptă un motor pas cu pas, precizia sa de poziționare este cu câteva ordine de mărime mai mare decât cea a unui actuator pneumatic echipat cu un poziționer. Acesta din urmă poate fi utilizat doar pentru sisteme care nu necesită o precizie ridicată de poziționare sau de control. Actuatoarele pneumatice utilizate în vanele de conducte au propriile caracteristici în ceea ce privește designul structural: toate componentele sistemului de control sunt instalate pe suprafața exterioară a actuatorului sau în afara structurii principale. Dacă trebuie să comutați modul de funcționare de la oprit la control, trebuie să înlocuiți electrovalva cu un poziționer. Deoarece aceste două componente sunt instalate pe exteriorul actuatorului pneumatic, iar designul suprafeței de contact este același, este mai convenabil să scoateți distribuitorul și să instalați poziționerul. Cu alte cuvinte, același actuator pneumatic poate fi utilizat atât pentru oprire, cât și pentru control, prin înlocuirea accesoriilor corespunzătoare (Figura 1-2).