Katselukerrat: 16 Tekijä: Sivuston editori Julkaisuaika: 2023-10-20 Alkuperä: Sivusto
Teollisissa ja muissa sovelluksissa käytettävät teolliset toimilaitteet vaativat huolellisen vaatimusten analysoinnin ennen sovellukseen oikean toimilaitteen valitsemista.
Teollisuustoimilaitteet vaativat sovelluksen vaatimusten huolellista analysointia ennen sovellukseen oikean toimilaitteen valitsemista.
Teollisuustoimilaite on mekaaninen tai sähkömekaaninen laite, joka muuntaa ohjaussignaalin energian mekaaniseksi liikkeeksi. Yksinkertaisemmin sanottuna toimilaite on laite, joka mahdollistaa ohjatun liikkeen tai asennon.
Toimilaitteet tarvitsevat ohjaussignaalin ja energialähteen mekaanisen liikkeen aikaansaamiseksi. Toimilaitteet käyttävät energialähdettä – kuten sähkö-, paineilma- tai hydraulipainetta – ja ohjaussignaalia, joka voi olla manuaalinen, automaattista elektroniikkajärjestelmää, kiinteää mekaanista järjestelmää, ohjelmistokäyttöistä järjestelmää tai robottiohjausjärjestelmää.
Polttoaineen virtauksen säätämisestä kaasuturbiiniin, venttiilien ja hydraulisylinterien käyttöön teollisuuslaitoksissa toimilaitteet palvelevat yleistä liikettä ohjaavaa tarkoitusta ja ovat avainkomponentti useissa teollisissa venttiilinsäätösovelluksissa.
Mitä erityyppisiä toimilaitteita on? Toimilaitteet luokitellaan niiden tuottaman liikkeen tyypin ja sovelluksen ohjaamiseen käyttämän tehon tai energialähteen tyypin mukaan.
Toimilaitteet voivat luoda kahta päätyyppiä liikettä – lineaarista ja pyörivää.
Lineaariset toimilaitteet: Lineaarisia venttiilitoimilaitteita käytetään sähköisen, pneumaattisen ja hydraulisen energian muuttamiseksi työntö- ja vetoliikkeeksi tai lineaariseksi liikkeeksi. Lineaarinen toimilaite voi luoda sekä eteen- että taaksepäin liikkeen asetetulla lineaaritasolla. Suurin osa suoraa liikettä vaativista elintarvike- ja juomateollisuudessa olevista laitteista käyttää lineaarisia venttiileitä raaka-aineiden ja valmiiden tuotteiden virtauksen ohjaamiseen.
Pyörivät toimilaitteet: Pyörivät toimilaitteet liikkuvat ympyräliikkeellä. Koneissa, joissa on pyöriviä osia, on pyörivä toimilaite kääntöliikkeen suorittamiseksi pyöreässä tasossa. Pyöriviä toimilaitteita käytetään laajasti ohjausventtiileissä ja palloventtiileissä. Pyörivä toimilaite voi jatkaa pyörimistä tiettyyn suuntaan ja ne voivat liikkua edestakaisin. Pyöriviä venttiilitoimilaitteita käytetään usein öljy- ja kaasuteollisuudessa.
Lineaarisia ja pyöriviä toimilaitteita voidaan käyttää yhdessä tapauksissa, joissa mekanismi edellyttää toimintaa kahdessa liiketasossa, mikä edellyttää molempia pyörimisliikkeitä, myötä- ja vastapäivään, sekä lineaarista liikettä ylös ja alas.
Alla on esitetty erityyppiset toimilaitteet, jotka on luokiteltu energialähteen mukaan
Pneumaattiset toimilaitteet käyttävät tyhjiötä tai paineistettua kaasua toimimaan mäntänä sylinterin sisällä mekaanisen liikkeen luomiseksi.
On yksitoimisia sylintereitä, joissa on yksi portti, jossa paineistettu kaasu tulee yhteen suuntaan. Paineilma pakottaa männän liikkumaan yhteen suuntaan puristaen jousta, joka on sovitettu mäntään. Kaksitoimiset sylinterit työntyvät ja vetäytyvät sisään ilman jousta, ja niissä on kaksi aukkoa, joissa ilma pääsee sisään ja ulos.
Pneumaattiset toimilaitteet ovat suositeltavia, koska ne ovat turvallisia, yleensä nopeita, kustannustehokkaita ja voivat tuottaa suuria vääntömomentteja pienillä paineen muutoksilla. Pneumaattisen toimilaitteen korkean paineen vuoksi nämä venttiilit reagoivat nopeasti ja ovat suositeltuja valintoja sovelluksissa, joissa pääohjaimet on pysäytettävä ja käynnistettävä välittömästi.
Monien muiden käyttötarkoitusten ohella pneumaattisia toimilaitteita käytetään usein venttiileissä, joita käytetään ohjaamaan jäähdytysveden virtausta voimalaitoksissa.
Sähkötoimilaitteet tarvitsevat sähköenergiaa liikkumisen mahdollistamiseksi. Koska sähkötoimilaitteet toimivat helposti saatavilla olevasta energialähteestä, niitä pidetään energiatehokkaampina ja puhtaampina.
Sähkötoimilaitteiden suurin ongelma on, että ne voivat ylikuumentua, jos käyttösuhteessa tapahtuu äärimmäisiä muutoksia. Hitaudesta johtuvat hitaammat nopeudet tekevät siitä myös vähemmän suosittua tietyissä sovelluksissa. Jotkut yleisesti käytetyt sovellukset ovat läppä- tai palloventtiilien avaaminen ja sulkeminen. Sähkötoimilaitteet jaetaan edelleen sähkömekaanisiin toimilaitteisiin ja sähköhydraulisiin toimilaitteisiin.
Nämä toimilaitteet muuntavat sähköiset signaalit pyöriviksi liikkeiksi, lineaarisiksi liikkeiksi tai näiden yhdistelmäksi. Sähkömekaaniset toimilaitteet ovat tarkkoja, niillä on pidempi käyttöikä ja ne vaativat vähän huoltoa.
Nämä toimilaitteet toimivat sähköisesti, mutta antavat liikkeen hydrauliselle akulle, joka puolestaan antaa voiman liikkeelle. Kun näitä toimilaitteita käytetään, erillistä hydraulipumppua ei tarvita; tämä alentaa kustannuksia ja parantaa luotettavuutta ja turvallisuutta.
Hydraulisissa toimilaitteissa on sylinteri tai männällä varustettu nestemoottori, joka käyttää hydraulista voimaa mekaanisen liikkeen luomiseen. Mekaaninen liike puolestaan muunnetaan lineaariseksi, pyöriväksi tai värähteleväksi liikkeeksi sovelluksen mukaan.
Nesteet ovat lähes kokoonpuristumattomia; paineen ja lämpötilan aiheuttamat tiheysmuutokset ovat mitättömiä. Tästä syystä hydraulisen toimilaitteen venttiilin tuottama vääntömomentti on suuri, mikä tekee siitä erittäin tehokkaan. On olemassa yksitoimisia hydraulitoimiventtiilejä, jotka kohdistavat painetta mäntien toiselle puolelle ja siirtävät sitä vastakkaiseen suuntaan. Käänteiseen liikkeeseen tarvitaan jousi. Toisaalta kaksitoimiset hydraulitoimilaitteet kohdistavat painetta männän molemmille puolille liikkeen molemmilta puolilta.
Jotkut sovellukset, joissa käytetään hydraulisia toimilaitteita, ovat korkeapaineisen höyryturbiinin putkiston pääpysäytys- ja ohjausventtiileissä.
Magneettiset toimilaitteet käyttävät magneettisia vaikutuksia mekaanisen voiman, pyörivän tai lineaarisen liikkeen, jatkuvan tai rajoitetun liikkeen tuottamiseen. Magneettisia toimilaitteita löytyy useista LVI-sovelluksista, jotka sulkevat tai sekoittavat nesteitä ja höyryä.
Lämpötoimilaite tuottaa lineaarista liikettä vasteena lämpötilan muutoksiin käyttämällä mäntää ja lämpöherkkää materiaalia.
Lämpötoimilaitteita käytetään laajalti sovelluksissa, joissa nesteen sekoittaminen ja ohjaaminen on välttämätöntä, sekä turvasulkuprosesseissa, joissa venttiili on avattava tai suljettava lämpötilan asetusarvon perusteella.
Lämpöventtiilin toimilaitteet voivat toimia myös sähkökatkon sattuessa ja ovat luotettavia ja turvallisia, koska ne eivät ole alttiina oikosulkuille.
Jokaisella toimilaitteella on ainutlaatuinen käyttötarkoitus ja energiantarve. On tärkeää ymmärtää kunkin toimilaitteen toiminta oikean venttiilin toimilaitteen valitsemiseksi.
Tarkastele seuraavia kohtia oikean toimilaitteen valitsemiseksi:
Virtalähde: Yksi tärkeimmistä tekijöistä oikean venttiilin toimilaitteen valinnassa on käytettävissä oleva virtalähde. Teollisuuskohteeseen, jossa on keskeytymätön paineilmalähde, oikea valinta olisi pneumaattinen toimilaite. Jos paineilmaa ei kuitenkaan ole saatavilla, voit valita sähköisen tai hydraulisen tyypin.
Vaadittu liike: Toinen tärkeä seikka toimilaitetta valittaessa on sovelluksesi edellyttämä liike. Määritä laitteellesi tarvitsemasi liikealue – lineaarinen, pyörivä tai molempien yhdistelmä – ja valitse venttiilille oikea toimilaite.
Tarkkuus: Jotkut toimialat vaativat korkeampaa tarkkuutta ja toistettavuutta kuin toiset. Pneumaattiset toimilaitteet ovat erinomainen valinta tiettyihin liikkeisiin.
Turvallisuus – NEMA-luokitusvaatimukset: Turvallisuuden tulee olla toinen ratkaiseva tekijä valittaessa venttiilin toimilaitetta. On tärkeää tietää, millaisessa ympäristössä toimilaitetta käytetään. Sinun on otettava huomioon NEMA-luokitusvaatimus ja noudatettava NEMA-ohjeita turvallisuuden parantamiseksi.
Yleisimmät NEMA-luokitukset ovat NEMA 4, 4x ja 7.
NEMA 4 -kotelot on tarkoitettu joko sisä- tai ulkokäyttöön ja tarjoavat tietyn suojan henkilökunnalle sattumalta kosketukselta, ovat vesitiiviitä – suojaa putoavalta lialta, sateelta, räntäsateelta, lumelta, tuulen puhaltamalta pölyltä, roiskevedeltä ja letkuvedeltä – ja ulkoiselta jään muodostumiselta.
NEMA 4X -kotelot ovat samat kuin NEMA 4, mutta tarjoavat lisäsuojan korroosiota vastaan.
NEMA 7 -koteloita voidaan käyttää alueilla, joilla on erityisiä vaarallisia olosuhteita, ja ne kestävät kaasujen sisäisestä räjähdyksestä aiheutuvat paineet ja täyttävät räjähdys-, hydrostaattiset ja lämpötilasuunnittelun testausvaatimukset.
Esimerkiksi sähköisen toimilaitteen käyttäminen lähellä vesilähdettä ilman suojavaippaa ja muita turvatoimenpiteitä voi olla vaarallista.
Toimivat venttiilit, kuten muutkin teollisuuslaitoksen laitteet, ovat alttiina vaarallisille ympäristöille, kulumiselle. Kaikille venttiilitoimilaitteille on tehtävä ennaltaehkäisevä huolto:
Lisää venttiilitoimilaitteiden käyttöikää.
Lisää toimilaitteen luotettavuutta.
Tunnista mahdolliset ongelmat ennen kuin ne ilmenevät ja vaikuttavat toimintaan.
Vähennä ylläpitokustannuksia.
Estä suuret seisokit ja seisokit.
Toimilaitetta huollettaessa on otettava huomioon seuraavat seikat:
Tarkasta toimilaitteet ulkoisesti säännöllisesti kulumisen varalta.
Tarkista vuodot ja hydraulinesteen tasot. Jos löydät toimilaitteesta irrallisia tai vaurioituneita osia, vaihda ne.
Tarkista suorituskyky analysoimalla automatisoituja kaavioita ja tuloslaskelmia.
Toimilaitteita käytetään laajasti monissa teollisissa ja muissa sovelluksissa. Vaatimukset on analysoitava huolellisesti ennen kuin valitaan oikea sovitus toimilaitesovelluksen käyttötarkoitukseen.
