Električni i pneumatski aktuatoriza cjevovodne ventile: Čini se da su dvije vrste pokretača prilično različite, a izbor treba napraviti prema izvoru energije dostupnom na mjestu ugradnje.Ali zapravo je ovo gledište pristrano.Uz glavne i očite razlike, oni također imaju niz manje očitih jedinstvenih značajki.

Električni i pneumatski aktuatori dva su najčešće korištena pogonska mehanizma u sustavima automatizacije.Obično se odluka o odabiru aktuatora donosi u fazi osnovnog dizajna i koristit će se do kraja životnog ciklusa nakon instalacije.

Prilikom odabira vrste napajanja aktuatora, ljudi često ne uzimaju u obzir parametre procesnog medija u cjevovodu, već samo obraćaju pozornost na interne referentne materijale dizajnera, stanje napajanja ili može li mjesto opskrbiti veliku količina montažnog plina.

Međutim, u tijeku rada često se nađe da je neke ventile potrebno opremiti aktuatorima ili će se parametri procesnog medija u nekim ventilima promijeniti.Postavlja se pitanje: Trebam li zadržati originalni aktuator ili ga zamijeniti drugim aktuatorom radi poboljšanja performansi?

Duži vijek trajanja

Ovaj članak će predstaviti i usporediti glavne karakteristike performansi električnih i pneumatskih aktuatora.

Pod normalnim okolnostima, proizvođači će jamčiti 10.000 radnih ciklusa za električne aktuatore i 100.000 radnih ciklusa za pneumatske aktuatore.Očito, u smislu broja radnih ciklusa, pneumatski aktuator ima dulji vijek trajanja zbog svoje jednostavnije strukture.Osim toga, tarna kontaktna površina pneumatskog aktuatora izrađena je od elastomera ili polimera, a istrošene O-prstenove i plastične elemente za vođenje lako je zamijeniti.

Kao električni pogon, obično postoji reduktor od motora do izlazne osovine.Postoji mnogo zupčanika koji se međusobno zahvaćaju, a koji će se istrošiti tijekom rada.Također je vrijedno napomenuti da nema potrebe mijenjati mast za podmazivanje tijekom cijelog životnog ciklusa pneumatskog aktuatora.

Zakretni moment

Jedan od najvažnijih parametara izvedbe aktuatora ventila cjevovoda je okretni moment.Okretni moment električnog aktuatora ovisi o izvedbi (konstantna komponenta) i naponu koji se primjenjuje na stator.Okretni moment pneumatskog aktuatora ovisi o konstrukciji (konstantna komponenta) i tlaku dovoda zraka koji se dovodi u pneumatski aktuator.

Općenito, zakretni moment aktuatora mora biti veći od maksimalnog zakretnog momenta ventila ili veći od zakretnog momenta potrebnog za pomicanje zapornog elementa.U stvarnoj uporabi, stvarni zakretni moment ventila može biti veći od maksimalnog zakretnog momenta navedenog zaštitnim znakom proizvođača, a također i veći od maksimalnog zakretnog momenta aktuatora.Ovo je nedvojbeno hitan slučaj.

Ako nastavite pokretati, to može uzrokovati oštećenje pokretača i ventila.Ako se zakretni moment ventila povećava, motor će postupno povećavati zakretni moment dok ne dosegne vrijednost izvlačenja (vrijednost izvlačenja).To znači da je mehanička struktura prisiljena proizvoditi i izdržati prekomjerni okretni moment izvan projektiranog raspona.

Zaštita od prekomjernog zakretnog momenta

Kako bi se spriječilo oštećenje opreme pod gore navedenim uvjetima, električni pogon može biti opremljen nekim posebnim uređajima.Najčešći je momentni prekidač, koji može biti mehanički (uobičajeni princip rada je da se pužni prijenosnik aksijalno linearno pomiče u stanju prekomjernog momenta);također može biti elektronički (uobičajeni princip je mjerenje struje statora ili Hallov učinak.).Kada zakretni moment premaši projektiranu maksimalnu vrijednost, sklopka zakretnog momenta može prekinuti napon statora i zaustaviti motor aktuatora.Nema potrebe za zaštitom od prekomjernog momenta u pneumatskim aktuatorima.Ako zakretni moment primijenjen na ventil premaši navedeno ograničenje, fizikalna svojstva komprimiranog zraka uzrokovat će prekid rada pneumatskog aktuatora.Za razliku od električnih aktuatora, izlazni zakretni moment pneumatskih aktuatora neće premašiti projektirano ograničenje.Može se smatrati da ako je ventil cjevovoda opremljen pneumatskim aktuatorom, rizik od kvara opreme zbog zakretnog momenta koji prelazi specificiranu vrijednost je eliminiran.

Dizajn otporan na eksploziju

Ako se u okruženju koje se koristi nalazi opasna roba, električna oprema može izazvati eksploziju.Što se tiče razina zaštite i metoda zaštite u opasnom okruženju, one nisu uključene u ovaj članak zbog ograničenosti prostora.

Unatoč tome, još uvijek je potrebno naglasiti da se oprema zaštićena od eksplozije mora koristiti u okruženjima s opasnim materijalima.

U usporedbi s konvencionalnim industrijskim standardnim električnim aktuatorima, električni aktuatori otporni na eksploziju za ventile cjevovoda su skuplji i kompliciraniji u dizajnu.Čak i ako se pneumatski aktuator koristi u opasnom okruženju, ne postoji potencijalni rizik od eksplozije.Za pneumatske aktuatore, poseban dizajn za opasno okruženje također je ograničen na pozicionere, solenoidne ventile i granične sklopke (Slika 1-3).Sukladno tome, ako se pneumatski pokretač s dodatkom otpornim na eksploziju koristi za upravljanje ventilom cjevovoda, trošak će biti znatno niži od troška električnog pokretača otpornog na eksploziju s istom funkcijom.

Pozicioniranje

Pneumatski aktuatori imaju jedan od najznačajnijih nedostataka.Kada aktuator dođe do sredine hoda, pozicioniranje je kompliciranije, što znači da je pozicioniranje kalema regulacijskog ventila teže.

Zbog fizičkih svojstava zraka, točnost pozicioniranja pneumatskih aktuatora je nekoliko puta niža od točnosti električnih aktuatora.Ako električni aktuator ima koračni motor, njegova točnost pozicioniranja je nekoliko redova veličine veća od točnosti pneumatskog aktuatora opremljenog pozicionerom.Potonji se može koristiti samo za sustave koji ne zahtijevaju visoku točnost pozicioniranja ili točnost upravljanja.Pneumatski aktuatori koji se koriste u ventilima cjevovoda imaju svoje karakteristike u konstrukcijskom dizajnu: sve komponente upravljačkog sustava ugrađene su na vanjsku površinu aktuatora ili izvan glavne strukture.Ako trebate prebaciti način rada s isključenog na upravljanje, trebate zamijeniti elektromagnetski ventil pozicionerom.Budući da su ove dvije komponente ugrađene s vanjske strane pneumatskog aktuatora, a dizajn spojne površine je isti, praktičnije je ukloniti razdjelnik i ugraditi pozicioner.Drugim riječima, isti pneumatski aktuator može se koristiti i za isključivanje i za upravljanje zamjenom odgovarajućeg pribora (Slika 1-2).