Zobrazení: 16 Autor: Editor webu Čas publikování: 20. 10. 2023 Původ: místo
Průmyslové pohony používané v průmyslových a jiných aplikacích vyžadují pečlivou analýzu požadavků před výběrem správného pohonu pro danou aplikaci.
Průmyslové pohony vyžadují pečlivou analýzu požadavků aplikace před výběrem správného pohonu pro danou aplikaci.
Průmyslový pohon je mechanické nebo elektromechanické zařízení, které přeměňuje energii z řídicího signálu na mechanický pohyb. Jednodušeji řečeno, aktuátor je zařízení, které umožňuje kontrolovaný pohyb nebo polohování.
Pohony potřebují řídicí signál a zdroj energie, aby vyvolaly mechanický pohyb. Akční členy využívají zdroj energie – jako je elektrický, stlačený vzduch nebo hydraulický tlak – a řídicí signál, který může být manuální, automatický elektronický systém, pevný mechanický systém, softwarový systém nebo robotický řídicí systém.
Od regulace průtoku paliva do plynové turbíny až po ovládání ventilů a hydraulických válců v průmyslových závodech slouží pohony k obecnému účelu řízení pohybu a jsou klíčovou součástí v několika aplikacích řízení průmyslových ventilů.
Jaké jsou různé typy pohonů? Akční členy jsou klasifikovány podle typu pohybu, který produkují, a typu výkonu nebo zdroje energie, které používají k ovládání aplikace.
Akční členy mohou vytvářet dva hlavní typy pohybů – lineární a rotační.
Lineární pohony: Lineární pohony ventilů se používají k přeměně elektrické, pneumatické a hydraulické energie na pohyb push-and-pull nebo lineární pohyb. Lineární pohon může vytvářet pohyb vpřed i vzad v nastavené lineární rovině. Většina zařízení v závodech na zpracování potravin a nápojů, která vyžadují přímý pohyb, používá lineární ventily k řízení toku surovin a hotových výrobků.
Rotační pohony: Rotační pohony se pohybují kruhovým pohybem. Stroje, které mají rotační části, mají rotační pohon pro dokončení otáčivého pohybu po kruhové rovině. Rotační pohony jsou široce používány na regulačních ventilech a kulových kohoutech. Otočný pohon se může neustále otáčet v daném směru a mohou se pohybovat tam a zpět. Pohony rotačních ventilů se často používají v ropném a plynárenském průmyslu.
Lineární a rotační aktuátory mohou být použity společně v případech, kdy mechanismus vyžaduje provoz ve dvou rovinách pohybu, které vyžadují jak rotační pohyby, ve směru a proti směru hodinových ručiček, tak i lineární pohyb nahoru a dolů.
Níže jsou uvedeny různé typy pohonů klasifikovaných podle zdroje energie
Pneumatické pohony využívají vakuum nebo stlačený plyn, který působí jako píst uvnitř válce k vytvoření mechanického pohybu.
Existují jednočinné válce, které mají jeden port, kudy vstupuje stlačený plyn v jednom směru. Stlačený vzduch nutí píst k pohybu v jednom směru a stlačuje pružinu, která je připevněna k pístu. Dvojčinné válce se vysouvají a zasouvají bez pružiny a mají dva otvory, kterými může vzduch vstupovat dovnitř a ven.
Pneumaticky poháněné pohony jsou preferovány, protože jsou bezpečné, obecně rychlé, nákladově efektivní a mohou produkovat velké množství točivého momentu s malými změnami tlaku. Vzhledem k vysokému tlaku potřebnému k pohonu pneumatického pohonu reagují tyto ventily rychle a jsou preferovanou volbou v aplikacích, kde potřebujete okamžitě zastavit a spustit hlavní ovládací prvky.
Kromě mnoha jiných použití se pneumatické pohony často používají na ventilech používaných k řízení průtoku chladicí vody v elektrárnách.
Elektrické pohony vyžadují k pohybu elektrickou energii. Elektrické pohony jsou poháněny snadno dostupným zdrojem energie a jsou považovány za energeticky účinnější a čistší.
Největším problémem elektrických pohonů je, že se mohou přehřát, pokud dojde k extrémním změnám v pracovním cyklu. Nižší rychlosti v důsledku setrvačnosti také snižují popularitu v určitých aplikacích. Některé z běžně používaných aplikací jsou při otevírání a zavírání klapkových nebo kulových ventilů. Elektrické servomotory se dále dělí na elektromechanické servomotory a elektrohydraulické servomotory.
Tyto akční členy převádějí elektrické signály na rotační pohyby, lineární pohyby nebo kombinaci obou. Elektromechanické pohony jsou přesné, mají delší životnost a vyžadují nízkou údržbu.
Tyto pohony jsou napájeny elektricky, ale dávají pohyb hydraulickému akumulátoru, který zase poskytuje sílu pro pohyb. Při použití těchto pohonů není potřeba samostatné hydraulické čerpadlo; to snižuje náklady a zvyšuje spolehlivost a bezpečnost.
Hydraulické pohony mají válec nebo kapalinový motor s pístem, který využívá hydraulickou sílu k vytváření mechanického pohybu. Mechanický pohyb je zase převeden na lineární, rotační nebo oscilační pohyb podle aplikace.
Kapaliny jsou téměř nestlačitelné; změny hustoty způsobené tlakem a teplotou jsou zanedbatelné. Z tohoto důvodu je velikost točivého momentu generovaného hydraulickým ovládacím ventilem vysoká, takže je velmi výkonný. Existují jednočinné hydraulické ovládací ventily, které vyvíjejí tlak na jednu stranu pístů a pohybují je v opačném směru. Pro zpětný pohyb by byla nutná pružina. Na druhé straně dvojčinné hydraulické pohony vyvíjejí tlak na obě strany pístu pro pohyb z obou stran.
Některé aplikace, kde se používají hydraulické pohony, jsou v hlavních uzavíracích a regulačních ventilech pro vysokotlaké potrubí parní turbíny.
Magnetické aktuátory využívají magnetické efekty k vytváření mechanické síly, rotačního nebo lineárního pohybu, kontinuálního nebo omezeného pohybu. Magnetické aktuátory se nacházejí v široké škále aplikací HVAC pro uzavření nebo míchání kapalin a páry.
Tepelný pohon generuje lineární pohyb v reakci na změny teploty pomocí pístu a materiálu citlivého na teplo.
Tepelné pohony jsou široce používány v aplikacích, kde je nutné směšování a odvádění kapaliny, a v procesech bezpečnostního uzavírání, kde je nutné otevřít nebo zavřít ventil na základě nastavené hodnoty teploty.
Termopohony ventilů mohou fungovat i v případě výpadku napájení a jsou spolehlivé a bezpečné, protože nejsou vystaveny zkratům.
Každý pohon má jedinečný účel a spotřebu energie. Pro výběr správného pohonu ventilu je důležité pochopit, jak každý pohon funguje.
Při výběru správného pohonu se podívejte na následující body:
Zdroj energie: Jedním z nejdůležitějších faktorů při výběru správného pohonu ventilu je dostupný zdroj energie. Pro průmyslový areál s nepřetržitým zdrojem stlačeného vzduchu by správnou volbou byl pneumatický pohon. Pokud však není k dispozici stlačený vzduch, můžete zvolit elektrický nebo hydraulický typ.
Požadovaný pohyb: Dalším důležitým faktorem při výběru aktuátoru je požadovaný pohyb pro vaši aplikaci. Určete rozsah pohybu, který potřebujete pro své zařízení – lineární, rotační nebo kombinaci obou – a vyberte správný pohon pro ventil.
Přesnost: Některá odvětví vyžadují vyšší úroveň přesnosti a opakovatelnosti než jiná. Pneumatické pohony jsou vynikající volbou pro specifické pohyby.
Bezpečnost – požadavky na hodnocení NEMA: Bezpečnost by měla být dalším zásadním faktorem při výběru pohonu ventilu. Je důležité vědět, v jakém typu prostředí bude aktuátor používán. Pro zvýšení bezpečnosti musíte vzít v úvahu požadavky na klasifikaci NEMA a dodržovat pokyny NEMA.
Nejběžnější hodnocení NEMA jsou NEMA 4, 4x a 7.
Skříně NEMA 4 jsou určeny pro vnitřní i venkovní použití a poskytují určitý stupeň ochrany personálu před náhodným kontaktem, jsou vodotěsné – ochrana před padajícími nečistotami, deštěm, plískanicí, sněhem, větrem navátým prachem, stříkající vodou a vodou nasměrovanou hadicí – a vnější tvorbou ledu.
Kryty NEMA 4X jsou stejné jako NEMA 4, ale poskytují další úroveň ochrany proti korozi.
Skříně NEMA 7 mohou být použity v oblastech se specifickými nebezpečnými podmínkami a mohou odolat tlakům vyplývajícím z vnitřní exploze plynů a splňují specifikace zkoušek výbuchu, hydrostatiky a teploty.
Například provoz elektrického pohonu v blízkosti vodního zdroje, bez ochranných plášťů a jiných bezpečnostních opatření, může být nebezpečný.
Ovládané ventily, stejně jako ostatní zařízení průmyslových závodů, jsou vystaveny nebezpečnému prostředí, opotřebení. Všechny pohony ventilů by měly projít preventivní údržbou, aby:
Zvyšte životnost pohonů ventilů.
Zvyšte spolehlivost pohonu.
Identifikujte všechny problémy dříve, než nastanou a ovlivní provoz.
Snižte náklady na údržbu.
Zabraňte velkým odstávkám a prostojům.
Při údržbě pohonu je třeba vzít v úvahu následující body:
Pravidelně externě kontrolujte své akční členy, zda nejsou opotřebované.
Zkontrolujte netěsnosti a hladinu hydraulické kapaliny. Pokud v pohonu najdete uvolněné nebo poškozené díly, vyměňte je.
Zkontrolujte výkon analýzou automatických grafů a výstupních výpočtů.
Pohony se široce používají v mnoha průmyslových a jiných aplikacích. Před výběrem správného přizpůsobení pro účel aplikace pohonu je třeba provést pečlivou analýzu požadavků.
