Vistas: 16 Autor: Editor del sitio Hora de publicación: 2023-10-20 Origen: Sitio
Los actuadores industriales utilizados en aplicaciones industriales y de otro tipo requieren un análisis cuidadoso de los requisitos antes de elegir el actuador adecuado para la aplicación.
Los actuadores industriales requieren un análisis cuidadoso de los requisitos de la aplicación antes de elegir el actuador adecuado para la aplicación.
Un actuador industrial es un dispositivo mecánico o electromecánico que convierte la energía de una señal de control en movimiento mecánico. En términos más simples, un actuador es un dispositivo que permite un movimiento o posicionamiento controlado.
Los actuadores necesitan una señal de control y una fuente de energía para provocar el movimiento mecánico. Los actuadores utilizan una fuente de energía (como presión eléctrica, aire comprimido o hidráulica) y una señal de control que puede ser manual, un sistema electrónico automático, un sistema mecánico fijo, un sistema ejecutado por software o un sistema de control robótico.
Desde regular el flujo de combustible a una turbina de gas hasta operar válvulas y cilindros hidráulicos en plantas industriales, los actuadores cumplen el propósito general de controlar el movimiento y son un componente clave en varias aplicaciones de control de válvulas industriales.
¿Cuáles son los diferentes tipos de actuadores? Los actuadores se clasifican según el tipo de movimiento que producen y el tipo de potencia o fuente de energía que utilizan para controlar la aplicación.
Los actuadores pueden crear dos tipos principales de movimientos: lineales y giratorios.
Actuadores lineales: los actuadores de válvulas lineales se utilizan para convertir la energía eléctrica, neumática e hidráulica en un movimiento de empujar y tirar o un movimiento lineal. Un actuador lineal puede crear un movimiento hacia adelante y hacia atrás en un plano lineal establecido. La mayoría de los equipos que se encuentran en las plantas de procesamiento de alimentos y bebidas que requieren un movimiento recto utilizan válvulas lineales para controlar el flujo de materias primas y productos terminados.
Actuadores rotativos: Los actuadores rotativos se mueven con un movimiento circular. Las máquinas que tienen piezas giratorias cuentan con un actuador giratorio para completar un movimiento de giro en un plano circular. Los actuadores rotativos se utilizan ampliamente en válvulas de control y válvulas de bola. Un actuador giratorio puede seguir girando en una dirección determinada y pueden ir hacia adelante y hacia atrás. Los actuadores de válvulas rotativas se utilizan a menudo en la industria del petróleo y el gas.
Los actuadores lineales y giratorios se pueden utilizar juntos en casos en los que un mecanismo requiere funcionamiento en dos planos de movimiento, lo que requiere movimientos de rotación, en el sentido de las agujas del reloj y en el sentido contrario a las agujas del reloj, así como un movimiento lineal hacia arriba y hacia abajo.
A continuación se detallan los diferentes tipos de actuadores clasificados según la fuente de energía.
Los actuadores neumáticos utilizan vacío o gas presurizado para actuar como un pistón dentro de un cilindro para crear movimiento mecánico.
Hay cilindros de simple efecto que tienen un puerto por donde ingresa gas presurizado en una dirección. El aire comprimido obliga al pistón a moverse en una dirección comprimiendo un resorte que está montado en el pistón. Los cilindros de doble acción se extienden y retraen sin resorte y tienen dos puertos por donde el aire puede entrar y salir.
Se prefieren los actuadores neumáticos porque son seguros, generalmente rápidos, rentables y pueden producir grandes cantidades de torque con pequeños cambios de presión. Debido a la alta presión involucrada para accionar un actuador neumático, estas válvulas responden rápidamente y son las opciones preferidas en aplicaciones donde es necesario detener y arrancar los controles principales de inmediato.
Entre muchos otros usos, los actuadores neumáticos se emplean a menudo en válvulas utilizadas para controlar el flujo de agua de refrigeración en plantas de energía.
Los actuadores eléctricos requieren energía eléctrica para permitir el movimiento. Al estar impulsados por una fuente de energía fácilmente disponible, se considera que los actuadores eléctricos son más eficientes energéticamente y más limpios.
El mayor problema con los actuadores eléctricos es que pueden sobrecalentarse si hay cambios extremos en el ciclo de trabajo. Las velocidades más lentas debido a la inercia también lo hacen menos popular en determinadas aplicaciones. Algunas de las aplicaciones comúnmente utilizadas son en la apertura y cierre de válvulas de mariposa o de bola. Los actuadores eléctricos se dividen a su vez en actuadores electromecánicos y actuadores electrohidráulicos.
Estos actuadores convierten señales eléctricas en movimientos giratorios, movimientos lineales o una combinación de ambos. Los actuadores electromecánicos son precisos, tienen una vida útil más larga y requieren poco mantenimiento.
Estos actuadores funcionan eléctricamente, pero dan movimiento a un acumulador hidráulico, que a su vez proporciona la fuerza para el movimiento. Cuando se utilizan estos actuadores, no hay necesidad de una bomba hidráulica separada; esto reduce el costo y mejora la confiabilidad y la seguridad.
Los actuadores hidráulicos tienen un cilindro, o un motor de fluido con un pistón, que utiliza energía hidráulica para generar movimiento mecánico. El movimiento mecánico, a su vez, se convierte en movimiento lineal, rotatorio u oscilatorio según la aplicación.
Los líquidos son casi incompresibles; los cambios de densidad causados por la presión y la temperatura son insignificantes. Por esta razón, la cantidad de torque generado por una válvula de actuador hidráulico es alta, lo que la hace muy poderosa. Existen válvulas de actuador hidráulico de simple efecto que aplican presión en un lado de los pistones, moviéndolo en la dirección opuesta. Para el movimiento inverso sería necesario un resorte. Por otro lado, los actuadores hidráulicos de doble acción aplican presión en ambos lados del pistón para lograr un movimiento desde ambos lados.
Algunas aplicaciones donde se utilizan actuadores hidráulicos son las válvulas de control y cierre principales para tuberías de turbinas de vapor de alta presión.
Los actuadores magnéticos utilizan efectos magnéticos para generar fuerza mecánica, un movimiento giratorio o lineal, un movimiento continuo o limitado. Los actuadores magnéticos se encuentran en una amplia gama de aplicaciones HVAC para cerrar o mezclar fluidos y vapor.
Un actuador térmico genera movimiento lineal en respuesta a cambios de temperatura, utilizando un pistón y un material termosensible.
Los actuadores térmicos se utilizan ampliamente en aplicaciones donde es necesario mezclar y desviar fluidos, y en procesos de cierre de seguridad donde se requiere abrir o cerrar una válvula según un punto de ajuste de temperatura.
Los actuadores de válvulas térmicas pueden funcionar incluso si hay un corte de energía y son confiables y seguros ya que no están sujetos a cortocircuitos.
Cada actuador tiene un propósito y un requisito de energía únicos. Es importante comprender cómo funciona cada actuador para elegir el actuador de válvula adecuado.
Eche un vistazo a los siguientes puntos para seleccionar el actuador correcto:
Fuente de energía: Uno de los factores más importantes al seleccionar el actuador de válvula adecuado es la fuente de energía disponible. Para un sitio industrial con una fuente ininterrumpida de aire presurizado, la opción más adecuada sería un actuador neumático. Sin embargo, si no hay aire presurizado disponible, puede elegir un tipo eléctrico o hidráulico.
Movimiento requerido: Otra consideración importante al elegir un actuador es el movimiento requerido para su aplicación. Determine el rango de movimiento que necesita para su equipo (lineal, giratorio o una combinación de ambos) y elija el actuador adecuado para la válvula.
Precisión: algunas industrias requieren un mayor nivel de precisión y repetibilidad que otras. Los actuadores neumáticos son una opción superior para movimientos específicos.
Seguridad: requisitos de clasificación NEMA: la seguridad debe ser otro factor crucial al seleccionar un actuador de válvula. Es importante saber en qué tipo de entorno se utilizará el actuador. Debe tener en cuenta el requisito de clasificación NEMA y seguir las pautas de NEMA para mejorar la seguridad.
Las clasificaciones NEMA más comunes son NEMA 4, 4x y 7.
Los gabinetes NEMA 4 están diseñados para interiores o exteriores y brindan un grado de protección al personal contra contacto incidental, son herméticos (protección contra la caída de tierra, lluvia, aguanieve, nieve, polvo arrastrado por el viento, salpicaduras de agua y agua dirigida por manguera) y la formación externa de hielo.
Los gabinetes NEMA 4X son iguales que NEMA 4, pero brindan un nivel adicional de protección contra la corrosión.
Los gabinetes NEMA 7 se pueden usar en áreas con condiciones peligrosas específicas y pueden soportar las presiones resultantes de la explosión interna de gases y cumplir con las especificaciones de prueba de diseño hidrostático, de explosión y de temperatura.
Por ejemplo, operar un actuador eléctrico cerca de una fuente de agua, sin fundas protectoras y otras medidas de seguridad, puede ser peligroso.
Las válvulas accionadas, al igual que otros equipos de plantas industriales, están sujetas a entornos peligrosos y desgaste. Todos los actuadores de válvulas deben someterse a mantenimiento preventivo para:
Aumentar la longevidad de los actuadores de válvulas.
Aumentar la confiabilidad del actuador.
Identifique cualquier problema antes de que ocurra y afecte la operación.
Reducir los costos de mantenimiento.
Evite paradas importantes y tiempos de inactividad.
Es necesario considerar los siguientes puntos al realizar el mantenimiento de un actuador:
Inspeccione externamente sus actuadores con regularidad para detectar desgaste.
Verifique si hay fugas y niveles de líquido hidráulico. Si encuentra piezas sueltas o dañadas en su actuador, reemplácelas.
Verifique el rendimiento analizando gráficos automatizados y cálculos de salida.
Los actuadores se utilizan ampliamente en muchas aplicaciones industriales y de otro tipo. Se debe realizar un análisis cuidadoso de los requisitos antes de elegir el ajuste adecuado para el propósito de la aplicación del actuador.
