1. Kaj počne aktuator ventila
Pogon ventila je močnostni pogon, ki samodejno odpira, zapira ali modulira ventil. Pretvori električno, pnevmatsko ali hidravlično energijo v linearno ali rotacijsko gibanje, ki ga potrebuje ventil, in je most med procesom in krmilnim sistemom. Aktuatorji omogočajo daljinsko upravljanje, hitro zaustavitev v sili, natančno dušenje in nenadzorovane naprave. Montažni vmesniki so standardizirani:ISO 5210pokriva pritrditev več{0}}obratnih aktuatorjev na vratne, kroglaste in druge ventile z-dvižnim steblom, medtem koISO 5211zajema del{0}}obratne (četrt-obratne) pogone za kroglične, metuljaste in čepne ventile. Izbira tehnologije je odvisna od razpoložljivih pripomočkov, zahtevanega navora, hitrosti, varnega-vedenja in okolja.
2. Električni več{1}}obratni aktuator: princip delovanja
Električni vrtilni-aktuator je zgrajen okrog motornega-gonila s štirimi integriranimi funkcijami:
Zmanjšanje hitrosti:hitrost motorja se prenaša na izhodni pogonski tulec prek dveh stopenj redukcije - stopnje primarnega planetnega gonila in sekundarne stopnje polžastega-gonila. Izhodna puša zaskoči matico stebla ventila, da dvigne ali spusti steblo pri nadzorovani hitrosti in navoru.
Zaščita pred preobremenitvijo navora:osrednje polžasto gonilo aksialno drži komplet pred{0}}napetih vzmeti. Ko izhodni navor preseže nastavljeno-točko vzmeti (na primer, ko ventil nasede na tujek ali je sedež poškodovan), se polžasto gonilo premakne aksialno. Ta premik sproži stikalo navora, ki prekine moč motorja in sproži alarm ter ščiti tako aktuator kot ventil pred poškodbami zaradi prekomernega-navora.
Nadzor položaja in vožnje:zaprto ohišje stikala/signala na menjalniku zagotavlja lokalno ali oddaljeno indikacijo položaja, omejuje območje giba ventila (končna stikala pri odprtem in zaprtem položaju) in podpira električno zaporo s krmilnim sistemom.
Ročna preglasitev s prednostjo motorja:izhodni tulec je med delovanjem motorja povezan s polžastim zobnikom, v ročnem načinu pa z ročnim kolesom, ki ga preklaplja zunanji krmilni vzvod. S pritiskom na ročico se odklopi motorni pogon in vključi ročno kolo; ko se motor ponovno zažene, se sklopka samodejno vrne na motorni pogon - ročno kolo se nikoli ne more boriti z delujočim motorjem. Ker je ročno kolo povezano neposredno z izhodnim tulcem, normalno ročno delovanje ostane možno, tudi če notranji zobniki odpovejo.
3. Pnevmatski aktuator: princip delovanja
Pnevmatski aktuatorji pretvarjajo stisnjen-zračni tlak v rotacijsko ali linearno gibanje in so najhitrejša in najbolj ekonomična izbira za četrt{1}}obratalne ventile v obratu.
Zobnik-in-zobnik:dva nasproti ležeča bata premikata letev, ki poganja osrednji zobnik, kar omogoča vrtenje za 90 stopinj. Enote z dvojnim- delovanjem uporabljajo zrak za odpiranje in zapiranje; vzmetne-povratne enote se zaprejo (ali odprejo) s silo vzmeti, ko se zrak odzrači, kar zagotavlja določen-varen položaj.
Škotski-jarem:batnica poganja mehanizem jarma, ki pretvarja linearno gibanje v rotacijsko gibanje z visokim navorom na koncih giba - idealno za velike metuljaste in krogelne ventile, kjer je navor sedeža najvišji blizu zaprtega položaja.
Dodatki:elektromagnetni ventili preklapljajo dovod zraka, pozicionerji (elektro-pnevmatski) krmilijo vmesne položaje za modulacijo, mejne{1}}stikalne omarice pa vračajo signale za odprto/zaprto. Tipičen dovod zraka v obrat je 0,4–0,8 MPa, s čistim, suhim, namazanim ali ne-namazanim dovodom, kot je navedeno.
4. Hidravlični in elektro-hidravlični aktuatorji
Hidravlični aktuatorji uporabljajo olje pod pritiskom za ustvarjanje zelo visokega potiska ali navora v kompaktnem ovoju. Primerni so za visoko{1}}zaporne in krožne ventile, sisteme za zaustavitev v sili in aplikacije pod morjem ali velike-premere, kjer pnevmatska sila ni zadostna in so električni pogoni nepraktični. Elektro{4}}hidravlične enote vključujejo majhen motor-črpalni agregat, tako da potrebujejo samo električno napajanje. Ker je olje skoraj nestisljivo, lahko hidravlični aktuatorji zadržijo položaj brez stalne energije in se odzivajo izjemno hitro, vendar zahtevajo hidravlično pogonsko enoto, cevovode in upravljanje puščanja.
5. Kako pravilno izbrati aktuator
| Faktor izbire | Inženirsko pravilo |
|---|---|
| Izhodni navor/potisk | Velikost za vsaj 1,5 × največji odlomni in sedežni navor ventila, vključno s trenjem tesnila in silami diferenčnega tlaka |
| Montažni vmesnik | ISO 5210 za več-obrate; ISO 5211 za del{3}}obrat; preverite, ali se velikost prirobnice, pogonska sklopka in podaljšek stebla ujemajo z ventilom |
| Hitrost/čas cikla | Prilagodite-čas polnega giba potrebam procesa; morda bodo potrebni ventili za izklop v sili<1 s response |
| Dolžnost in okolje | Preverite oceno IP (npr. IP67/IP68), temperaturo okolja, območje zaščite pred eksplozijo (npr. ATEX/IECEx) in korozijski razred |
| Varen položaj- | vzmetni-povratni pnevmatski ali{1}}baterijski električni za okvarjeno-odprto/okvarjeno-zaprto; določite varno pozicijo s procesnim inženirjem |
| Kontrolni signal | Vklop/izklop z mejnimi stikali ali modulacija s 4–20 mA pozicionerjem; potrditi zahteve za prepletanje |
6. Pogoste napačne predstave
"Večji aktuator je vedno varnejši."Preveliki aktuatorji lahko preveč-obremenijo steblo ventila, jarem in sedež; velikost glede na izračunani navor z rezervo, ne glede na velikost cevi.
"Ročno kolo lahko kadar koli preglasi motor."Pri motornih-prioritetnih zasnovah se motor samodejno ponovno-vklopi ob zagonu; pritiskanje ročnega kolesa na delujoč motor poškoduje sklopko - upoštevajte pravila delovanja proizvajalca.
"Stikala navora so samo za preobremenitev."Potrjujejo tudi nasedanje: ko je pravilno nastavljeno, stikalo navora zaustavi pogon pri navoru nasedanja, s čimer prepreči pod{0}}nasedanje (puščanje) in nad-nasedanje (poškodba).
"Pnevmatika je vedno cenejša."Res je za preprost vklop/izklop, vendar lahko modulirano krmiljenje s pozicionerji, pripravo zraka in dolgimi zračnimi linijami naredi elektriko bolj ekonomično v življenjskem ciklu.
"Vsi električni aktuatorji so-večobratni."Del{0}}vrtljivi električni aktuatorji (četrt-obrat) so običajni za kroglične in metuljne ventile; zmanjšanje je drugačno, vendar so načela nadzora enaka.
Pogosto zastavljena vprašanja
Kakšna je razlika med-vrtljivimi in delno{1}}obratnimi pogoni?Vrtilni-aktuatorji (v skladu z ISO 5210) zagotavljajo veliko vrtljajev stebla za pogon ventilov z dvigajočim se{2}}vretelom, kot so zaporni in krožni ventili. Del{4}}vrtljivi aktuatorji (v skladu z ISO 5211) zagotavljajo 90-stopinjsko rotacijo za kroglične, metuljaste in zaporne ventile. Izbira napačne družine je nemogoča popraviti samo z adapterji - pogonski moment in geometrija vgradnje se razlikujeta.
Kako deluje zaščita pred preobremenitvijo navora v električnem pogonu?vzmetno-polžasto gonilo se premakne aksialno, ko izhodni navor preseže vzmetno nastavljeno-točko; premik sproži stikalo navora, ki ustavi motor in sproži alarm. Nastavitev vzmeti je nastavljiva in mora biti nastavljena na največji dovoljeni navor stebla proizvajalca ventila.
Zakaj se ročno kolo sprosti, ko se motor zažene?To je zasnova s-prednostjo motorja (sklopka): sklopka med ročnim kolesom in izhodnim tulcem je vzmetno-obremenjena proti motornemu pogonu. Ko se motor zažene, sklopka samodejno ponovno-vklopi motorni pogon, tako da se ročno kolo nikoli ne more vrteti z ali proti delujočemu motorju -, kar ščiti upravljavca in menjalnik.
Kakšno-varno vedenje lahko zagotovijo pnevmatski pogoni?Vzmetni-povratni dizajni dajejo definiran položaj napake ob izpadu zraka: neuspešno-zaprto (vzmet zapre ventil) ali neuspešno-odprto, odvisno od razporeditve vzmeti. Izvedbe z dvojnim-delovanjem se zaklenejo v položaju ob izpadu zraka, razen če ni nameščen dodaten akumulator ali zaklepni-ventil. Zahtevano obnašanje mora biti opredeljeno z analizo varnosti procesa.
Kakšno mejo navora naj uporabim pri dimenzioniranju aktuatorja?Industrijska praksa je vsaj 1,5-kratnik največjega zahtevanega navora, vključno s trenjem tesnil, diferenčnim-tlakom sedežne sile in varnostnim faktorjem za obrabo sedeža v življenjski dobi ventila. Za storitve z varnostnimi-instrumenti so običajne rezerve 2× ali višje in občasno preverjanje navora.
Kateri standardi za montažo veljajo za pogone ventilov?ISO 5210 (več-obrat) in ISO 5211 (del-obrat) določata dimenzije prirobnice, podrobnosti pogona in razrede navora med pogonom in ventilom. Dodatne zahteve glede celovitosti aktuatorjev na varnostnih-kritičnih ventilih naftne-industrije so podane v standardu ISO 12490, razredi zmogljivosti za aktuatorje industrijskih ventilov pa v seriji EN 15714.