Vues : 16 Auteur : Éditeur du site Heure de publication : 2023-10-20 Origine : Site
Les actionneurs industriels utilisés dans des applications industrielles et autres nécessitent une analyse minutieuse des exigences avant de choisir l'actionneur approprié pour l'application.
Les actionneurs industriels nécessitent une analyse minutieuse des exigences de l'application avant de choisir l'actionneur approprié pour l'application.
Un actionneur industriel est un dispositif mécanique ou électromécanique qui convertit l'énergie d'un signal de commande en mouvement mécanique. En termes plus simples, un actionneur est un dispositif qui permet un mouvement ou un positionnement contrôlé.
Les actionneurs ont besoin d'un signal de commande et d'une source d'énergie pour provoquer un mouvement mécanique. Les actionneurs utilisent une source d'énergie - telle que l'électricité, l'air comprimé ou la pression hydraulique - et un signal de commande qui peut être manuel, un système électronique automatique, un système mécanique fixe, un système exécuté par logiciel ou un système de contrôle robotique.
De la régulation du débit de carburant vers une turbine à gaz au fonctionnement des vannes et des vérins hydrauliques dans les installations industrielles, les actionneurs ont pour objectif général de contrôler le mouvement et constituent un élément clé dans plusieurs applications de contrôle de vannes industrielles.
Quels sont les différents types d'actionneurs ? Les actionneurs sont classés en fonction du type de mouvement qu'ils produisent et du type de puissance ou de source d'énergie qu'ils utilisent pour contrôler l'application.
Les actionneurs peuvent créer deux principaux types de mouvements : linéaires et rotatifs.
Actionneurs linéaires : les actionneurs de vannes linéaires sont utilisés pour transformer l'énergie électrique, pneumatique et hydraulique en un mouvement de poussée et de traction ou un mouvement linéaire. Un actionneur linéaire peut créer à la fois un mouvement vers l'avant et vers l'arrière sur un plan linéaire défini. La plupart des équipements trouvés dans les usines de transformation des aliments et des boissons qui nécessitent un mouvement rectiligne utilisent des vannes linéaires pour contrôler le flux des matières premières et des produits finis.
Actionneurs rotatifs : les actionneurs rotatifs se déplacent dans un mouvement circulaire. Les machines comportant des pièces rotatives disposent d'un actionneur rotatif pour effectuer un mouvement de rotation sur un plan circulaire. Les actionneurs rotatifs sont largement utilisés sur les vannes de régulation et les vannes à bille. Un actionneur rotatif peut continuer à tourner dans une direction donnée et effectuer des va-et-vient. Les actionneurs de vannes rotatives sont souvent utilisés dans l'industrie pétrolière et gazière.
Les actionneurs linéaires et rotatifs peuvent être utilisés ensemble dans les cas où un mécanisme nécessite un fonctionnement dans deux plans de mouvement, nécessitant à la fois des mouvements de rotation, dans le sens horaire et antihoraire, ainsi qu'un mouvement linéaire de haut en bas.
Les différents types d'actionneurs classés selon la source d'énergie sont donnés ci-dessous
Les actionneurs pneumatiques utilisent un vide ou un gaz sous pression pour agir comme un piston à l'intérieur d'un cylindre afin de créer un mouvement mécanique.
Il existe des vérins à simple effet dotés d'un orifice par lequel le gaz sous pression entre dans une direction. L'air comprimé force le piston à se déplacer dans une direction en comprimant un ressort monté sur le piston. Les vérins à double effet s'étendent et se rétractent sans ressort et disposent de deux ports par lesquels l'air peut entrer et sortir.
Les actionneurs pneumatiques sont préférés car ils sont sûrs, généralement rapides, rentables et peuvent produire de grandes quantités de couple avec de faibles changements de pression. En raison de la haute pression nécessaire pour alimenter un actionneur pneumatique, ces vannes réagissent rapidement et constituent le choix privilégié dans les applications où vous devez arrêter et démarrer immédiatement les commandes principales.
Parmi de nombreuses autres utilisations, les actionneurs pneumatiques sont souvent utilisés sur les vannes utilisées pour contrôler le débit d'eau de refroidissement dans les centrales électriques.
Les actionneurs électriques nécessitent de l'énergie électrique pour permettre le mouvement. Étant alimentés par une source d’énergie facilement disponible, les actionneurs électriques sont considérés comme plus économes en énergie et plus propres.
Le plus gros problème avec les actionneurs électriques est qu’ils peuvent surchauffer en cas de changements extrêmes du cycle de service. Des vitesses plus lentes dues à l’inertie le rendent également moins populaire dans certaines applications. Certaines des applications couramment utilisées concernent l’ouverture et la fermeture de vannes papillon ou à bille. Les actionneurs électriques sont divisés en actionneurs électromécaniques et actionneurs électrohydrauliques.
Ces actionneurs convertissent les signaux électriques en mouvements rotatifs, en mouvements linéaires ou en une combinaison des deux. Les actionneurs électromécaniques sont précis, ont une durée de vie plus longue et nécessitent peu d'entretien.
Ces actionneurs sont alimentés électriquement, mais donnent du mouvement à un accumulateur hydraulique, qui à son tour fournit la force nécessaire au mouvement. Lorsque ces actionneurs sont utilisés, il n'est pas nécessaire d'avoir recours à une pompe hydraulique séparée ; cela réduit le coût et améliore la fiabilité et la sécurité.
Les actionneurs hydrauliques ont un cylindre ou un moteur fluide avec un piston, qui utilise l'énergie hydraulique pour générer un mouvement mécanique. Le mouvement mécanique est à son tour converti en mouvement linéaire, rotatif ou oscillatoire selon l'application.
Les liquides sont presque incompressibles ; les changements de densité provoqués par la pression et la température sont négligeables. Pour cette raison, le couple généré par une vanne à actionneur hydraulique est élevé, ce qui la rend très puissante. Il existe des vannes à actionneur hydraulique à simple effet qui appliquent une pression sur un côté des pistons, le déplaçant dans la direction opposée. Un ressort serait nécessaire pour le mouvement inverse. D'autre part, les actionneurs hydrauliques à double effet appliquent une pression des deux côtés du piston pour un mouvement des deux côtés.
Certaines applications dans lesquelles des actionneurs hydrauliques sont utilisés concernent les vannes d'arrêt et de régulation principales de la tuyauterie des turbines à vapeur haute pression.
Les actionneurs magnétiques utilisent des effets magnétiques pour générer une force mécanique, un mouvement rotatif ou linéaire, un mouvement continu ou limité. Les actionneurs magnétiques se trouvent dans une large gamme d'applications CVC pour arrêter ou mélanger les fluides et la vapeur.
Un actionneur thermique génère un mouvement linéaire en réponse aux changements de température, à l'aide d'un piston et d'un matériau sensible à la chaleur.
Les actionneurs thermiques sont largement utilisés dans les applications où le mélange et la déviation des fluides sont nécessaires, ainsi que dans les processus d'arrêt de sécurité où il est nécessaire d'ouvrir ou de fermer une vanne en fonction d'un point de consigne de température.
Les actionneurs de vannes thermiques peuvent fonctionner même en cas de panne de courant et sont fiables et sûrs car ils ne sont pas soumis à des courts-circuits.
Chaque actionneur a un objectif et un besoin énergétique uniques. Il est important de comprendre le fonctionnement de chaque actionneur pour choisir le bon actionneur de vanne.
Jetez un œil aux points suivants pour sélectionner le bon actionneur :
Source d'alimentation : L'un des facteurs les plus importants dans la sélection du bon actionneur de vanne est la source d'alimentation disponible. Pour un site industriel disposant d’une source d’air sous pression ininterrompue, le bon choix serait un actionneur pneumatique. Cependant, s’il n’y a pas d’air sous pression disponible, vous pouvez choisir un type électrique ou hydraulique.
Mouvement requis : Une autre considération importante lors du choix d’un actionneur est le mouvement requis pour votre application. Déterminez la plage de mouvement dont vous avez besoin pour votre équipement – linéaire, rotatif ou une combinaison des deux – et choisissez le bon actionneur pour la vanne.
Précision : certaines industries exigent un niveau de précision et de répétabilité plus élevé que d’autres. Les actionneurs pneumatiques constituent un choix supérieur pour des mouvements spécifiques.
Sécurité – Exigences de classification NEMA : La sécurité doit être un autre facteur crucial lors de la sélection d’un actionneur de vanne. Il est important de savoir dans quel type d'environnement l'actionneur sera utilisé. Vous devez prendre en compte les exigences de classification NEMA et suivre les directives NEMA pour améliorer la sécurité.
Les classifications NEMA les plus courantes sont NEMA 4, 4x et 7.
Les boîtiers NEMA 4 sont destinés à une utilisation intérieure ou extérieure et offrent un certain degré de protection au personnel contre les contacts accidentels, sont étanches à l'eau (protection contre les chutes de saleté, la pluie, la neige fondue, la poussière soufflée par le vent, les éclaboussures d'eau et l'eau dirigée par un tuyau) et contre la formation externe de glace.
Les boîtiers NEMA 4X sont identiques à NEMA 4, mais offrent un niveau supplémentaire de protection contre la corrosion.
Les boîtiers NEMA 7 peuvent être utilisés dans des zones présentant des conditions dangereuses spécifiques et peuvent résister aux pressions résultant d'une explosion interne de gaz et répondre aux spécifications des tests de conception en matière d'explosion, hydrostatiques et de température.
Par exemple, faire fonctionner un actionneur électrique à proximité d’une source d’eau, sans gaines de protection ni autres mesures de sécurité, peut être dangereux.
Les vannes actionnées, comme les autres équipements des installations industrielles, sont soumises à des environnements dangereux, à l'usure. Tous les actionneurs de vanne doivent faire l'objet d'une maintenance préventive pour :
Augmente la longévité des actionneurs de vannes.
Augmente la fiabilité de l'actionneur.
Identifiez tous les problèmes avant qu’ils ne surviennent et n’affectent le fonctionnement.
Réduisez les coûts de maintenance.
Évitez les arrêts et les temps d’arrêt majeurs.
Les points suivants doivent être pris en compte lors de la maintenance d'un actionneur :
Inspectez régulièrement vos actionneurs de l’extérieur pour détecter toute usure.
Vérifiez les fuites et les niveaux de liquide hydraulique. Si vous trouvez des pièces desserrées ou endommagées dans votre actionneur, remplacez-les.
Vérifiez les performances en analysant les graphiques automatisés et le calcul des résultats.
Les actionneurs sont largement utilisés dans de nombreuses applications industrielles et autres. Une analyse minutieuse des exigences doit être effectuée avant de choisir la solution adaptée à l'application de l'actionneur.
