Elektriske og pneumatiske aktuatorerfor rørledningsventiler: Det ser ut til at de to typene aktuatorer er ganske forskjellige, og valget må gjøres i henhold til strømkilden som er tilgjengelig på installasjonsstedet.Men faktisk er dette synet partisk.I tillegg til de viktigste og åpenbare forskjellene, har de også en rekke mindre åpenbare unike funksjoner.

Elektriske og pneumatiske aktuatorer er de to mest brukte drivmekanismene i automasjonssystemer.Vanligvis tas valgbeslutningen til aktuatoren i det grunnleggende designstadiet, og vil bli brukt til slutten av livssyklusen etter installasjon.

Når de velger strømtypen til aktuatoren, tar folk ofte ikke hensyn til parametrene til prosessmediet i rørledningen, men tar bare hensyn til de interne referansematerialene til designeren, strømforsyningssituasjonen eller om stedet kan levere en stor mengde prefabrikkert gass.

Men i løpet av driften er det ofte funnet at noen ventiler må utstyres med aktuatorer, ellers vil parametrene til prosessmediet i noen ventiler endres.Spørsmålet oppstår da: Bør jeg beholde den originale aktuatoren eller erstatte den med en annen aktuator for å forbedre ytelsen?

Lengre levetid

Denne artikkelen vil introdusere og sammenligne de viktigste ytelsesegenskapene til elektriske og pneumatiske aktuatorer.

Under normale omstendigheter vil produsenter garantere 10 000 driftssykluser for elektriske aktuatorer og 100 000 driftssykluser for pneumatiske aktuatorer.Når det gjelder antall driftssykluser, har åpenbart den pneumatiske aktuatoren lengre levetid på grunn av dens enklere struktur.I tillegg er friksjonskontaktflaten til den pneumatiske aktuatoren laget av elastomer eller polymer, og de slitte O-ringene og plastføringselementene er enkle å bytte.

Som en elektrisk aktuator er det vanligvis en reduksjonsgirkasse fra motoren til utgående aksel.Det er mange tannhjul som griper inn i hverandre, som vil slites ut under drift.Det er også verdt å merke seg at det ikke er behov for å skifte smørefett under hele livssyklusen til den pneumatiske aktuatoren.

Dreiemoment

En av de viktigste ytelsesparametrene til rørledningsventilaktuatorer er dreiemoment.Dreiemomentet til en elektrisk aktuator avhenger av utformingen (konstant komponent) og spenningen som påføres statoren.Dreiemomentet til en pneumatisk aktuator avhenger av utformingen (konstant komponent) og trykket til lufttilførselen som tilføres den pneumatiske aktuatoren.

Vanligvis må dreiemomentet til aktuatoren være større enn det maksimale dreiemomentet til ventilen, eller større enn dreiemomentet som kreves for å bevege avstengningselementet.Ved faktisk bruk kan det faktiske dreiemomentet til ventilen være større enn det maksimale dreiemomentet angitt av produsentens varemerke, og også større enn det maksimale dreiemomentet til aktuatoren.Dette er utvilsomt en nødsituasjon.

Hvis du fortsetter å kjøre aktuatoren, kan det forårsake skade på aktuatoren og ventilen.Hvis dreiemomentet til ventilen øker, vil motoren gradvis øke dreiemomentet til den når uttrekksverdien (uttrekksverdien).Dette betyr at den mekaniske strukturen tvinges til å produsere og tåle for stort dreiemoment utenfor designområdet.

Overmomentbeskyttelse

For å forhindre at utstyret blir skadet under de ovennevnte forholdene, kan den elektriske aktuatoren utstyres med noen spesielle enheter.Den vanligste er dreiemomentbryteren, som kan være mekanisk (det vanlige arbeidsprinsippet er at snekkegiret beveger seg aksialt lineært i tilstanden med overmoment);den kan også være elektronisk (det vanlige prinsippet er å måle statorstrømmen, eller Hall-effekten.).Når dreiemomentet overskrider den beregnede maksimalverdien, kan dreiemomentbryteren kutte spenningen til statoren og stoppe aktuatormotoren.Det er ikke behov for overmomentbeskyttelse i pneumatiske aktuatorer.Hvis dreiemomentet på ventilen overskrider den angitte grensen, vil de fysiske egenskapene til trykkluften føre til at den pneumatiske aktuatoren slutter å kjøre.I motsetning til elektriske aktuatorer, vil utgangsmomentet til pneumatiske aktuatorer ikke overskride designgrensen.Det kan vurderes at hvis rørledningsventilen er utstyrt med en pneumatisk aktuator, elimineres risikoen for utstyrssvikt på grunn av at dreiemomentet overskrider den angitte verdien.

Eksplosjonssikker design

Hvis det er farlig gods i bruksmiljøet, kan elektrisk utstyr forårsake en eksplosjon.Når det gjelder beskyttelsesnivåer og beskyttelsesmetoder i det farlige miljøet, er de ikke inkludert i denne artikkelen på grunn av plassbegrensninger.

Det er likevel nødvendig å understreke at eksplosjonssikkert utstyr skal brukes i miljøer med farlige materialer.

Sammenlignet med konvensjonelle industrielle standard elektriske aktuatorer, er eksplosjonssikre elektriske aktuatorer for rørledningsventiler dyrere og mer kompliserte i design.Selv om den pneumatiske aktuatoren brukes i et farlig miljø, er det ingen potensiell eksplosjonsfare.For pneumatiske aktuatorer er spesialdesignet for farlige miljøer også begrenset til posisjoneringsanordninger, magnetventiler og endebrytere (Figur 1-3).Tilsvarende, hvis en pneumatisk aktuator med eksplosjonssikkert tilbehør brukes til å betjene en rørledningsventil, vil kostnaden være betydelig lavere enn for en eksplosjonssikker elektrisk aktuator med samme funksjon.

Posisjonering

Pneumatiske aktuatorer har en av de mest betydelige manglene.Når aktuatoren når midten av slaget, er posisjoneringen mer komplisert, noe som betyr at posisjoneringen av spolen til reguleringsventilen er vanskeligere.

På grunn av luftens fysiske egenskaper er posisjoneringsnøyaktigheten til pneumatiske aktuatorer flere ganger lavere enn for elektriske aktuatorer.Hvis den elektriske aktuatoren bruker en trinnmotor, er dens posisjoneringsnøyaktighet flere størrelsesordener høyere enn for en pneumatisk aktuator utstyrt med en posisjoner.Sistnevnte kan kun brukes for systemer som ikke krever høy posisjoneringsnøyaktighet eller kontrollnøyaktighet.Pneumatiske aktuatorer som brukes i rørledningsventiler har sine egne egenskaper i strukturell design: alle komponenter i kontrollsystemet er installert på den ytre overflaten av aktuatoren, eller utenfor hovedstrukturen.Hvis du trenger å bytte driftsmodus fra av til kontroll, må du bytte ut magnetventilen med en posisjonsregulator.Siden disse to komponentene er installert på utsiden av den pneumatiske aktuatoren, og utformingen av motflaten er den samme, er det mer praktisk å fjerne fordeleren og installere posisjoneringsanordningen.Med andre ord kan den samme pneumatiske aktuatoren brukes til både avstengning og kontroll ved å bytte ut tilsvarende tilbehør (Figur 1-2).