מפעילים הסבר: סוגי מפעילים, בחירת יישום, תחזוקה

מפעילים תעשייתיים המשמשים ביישומים תעשייתיים ואחרים דורשים ניתוח מדוקדק של הדרישות לפני בחירת המפעיל המתאים ליישום.

מפעילים תעשייתיים דורשים ניתוח מדוקדק של דרישות היישום לפני בחירת המפעיל המתאים ליישום.

מהו מפעיל תעשייתי?

מפעיל תעשייתי הוא מכשיר מכני או אלקטרו-מכני הממיר אנרגיה מאות בקרה לתנועה מכנית. במילים פשוטות יותר, מפעיל הוא מכשיר המאפשר תנועה או מיקום מבוקרת.

מפעילים צריכים אות בקרה ומקור אנרגיה כדי להביא לתנועה מכנית. מפעילים משתמשים במקור אנרגיה - כגון לחץ חשמלי, אוויר דחוס או הידראולי - ובאות בקרה שיכול להיות ידני, מערכת אלקטרונית אוטומטית, מערכת מכנית קבועה, מערכת המופעלת בתוכנה או מערכת בקרה רובוטית.

מוויסות זרימת הדלק לטורבינת גז, ועד הפעלת שסתומים וצילינדרים הידראוליים במפעלים תעשייתיים, מפעילים משרתים את המטרה הכללית של בקרת תנועה, ומהווים מרכיב מרכזי במספר יישומי בקרת שסתומים תעשייתיים.

מהם סוגים שונים של מפעילים? מפעילים מסווגים לפי סוג התנועה שהם מייצרים וסוג הכוח או מקור האנרגיה שהם משתמשים בהם כדי לשלוט ביישום.

סוגי מפעילים: מבוסס על תנועה

מפעילים יכולים ליצור שני סוגים עיקריים של תנועות - ליניאריות וסיבוביות.

מפעילים ליניאריים: מפעילי שסתומים ליניאריים משמשים להפיכת אנרגיה חשמלית, פנאומטית והידראולית לתנועת דחיפה ומשיכה או תנועה ליניארית. מפעיל ליניארי יכול ליצור גם תנועה קדימה וגם אחורה במישור ליניארי מוגדר. רוב הציוד המצוי במפעלי עיבוד מזון ומשקאות הדורשים תנועה ישרה משתמשים בשסתומים ליניאריים כדי לשלוט בזרימת חומרי הגלם והמוצרים המוגמרים.

מפעילים סיבוביים: מפעילים סיבוביים נעים בתנועה מעגלית. למכונות שיש להן חלקים מסתובבים יש מפעיל סיבובי להשלמת תנועת סיבוב במישור עגול. מפעילים סיבוביים נמצאים בשימוש נרחב על שסתומי בקרה ושסתומי כדור. מפעיל סיבובי יכול להמשיך להסתובב בכיוון נתון והם יכולים ללכת קדימה ואחורה. מפעילי שסתומים סיבוביים משמשים לעתים קרובות בתעשיית הנפט והגז.

ניתן להשתמש במפעילים ליניאריים וסיבוביים יחד במקרים בהם מנגנון מצריך פעולה בשני מישורי תנועה, הדורשים גם תנועות סיבוביות, עם כיוון השעון ונגד כיוון השעון, כמו גם תנועה ליניארית למעלה ולמטה.

שישה סוגי מפעילים - מקור אנרגיה

הסוגים השונים של מפעילים המסווגים לפי מקור האנרגיה ניתנים להלן

מפעילים פנאומטיים: 

מפעילים פניאומטיים משתמשים בוואקום או בגז בלחץ כדי לפעול כבוכנה בתוך גליל ליצירת תנועה מכנית.

ישנם צילינדרים חד-פעמיים בעלי יציאה אחת שבה גז בלחץ נכנס לכיוון אחד. האוויר הדחוס מאלץ את הבוכנה לנוע בכיוון אחד ודוחס קפיץ שמותאם לבוכנה. צילינדרים בעלי פעולה כפולה נמשכים ונסוגים ללא קפיץ ויש להם שתי יציאות שבהן אוויר יכול להיכנס ולצאת.

מפעילים מופעלים פניאומטיים מועדפים מכיוון שהם בטוחים, מהירים בדרך כלל, חסכוניים ויכולים לייצר כמויות גדולות של מומנט עם שינויי לחץ קטנים. בשל הלחץ הגבוה הכרוך בהפעלת מפעיל פנאומטי, שסתומים אלה מגיבים במהירות, והם האפשרויות המועדפות ביישומים שבהם עליך לעצור ולהפעיל את הפקדים הראשיים באופן מיידי.

בין שימושים רבים אחרים, מפעילים פנאומטיים משמשים לעתים קרובות על שסתומים המשמשים לבקרת זרימת מי קירור בתחנות כוח.

מפעילים חשמליים: 

מפעילים חשמליים דורשים אנרגיה חשמלית כדי לאפשר תנועה. מונעים על ידי מקור אנרגיה זמין בקלות, מפעילים חשמליים נחשבים לחסכוניים יותר באנרגיה ונקיים.

הבעיה הגדולה ביותר עם מפעילים חשמליים היא שהם יכולים להתחמם יתר על המידה אם יש שינויים קיצוניים במחזור העבודה. מהירויות איטיות יותר בגלל אינרציה גם הופכות אותו לפחות פופולרי ביישומים מסוימים. חלק מהיישומים הנפוצים הם בפתיחה וסגירה של שסתומי פרפר או כדור. מפעילים חשמליים מחולקים עוד יותר למפעילים אלקטרו-מכאניים ולמפעילים אלקטרו-הידראוליים.

מפעילים אלקטרומכניים: 

מפעילים אלה ממירים אותות חשמליים לתנועות סיבוביות, תנועות ליניאריות או שילוב של השניים. מפעילים אלקטרומכניים מדויקים, בעלי תוחלת חיים ארוכה יותר ודורשים תחזוקה נמוכה.

מפעילים אלקטרו הידראוליים: 

מפעילים אלו מופעלים חשמלית, אך נותנים תנועה לצבר הידראולי, אשר בתורו מספק את הכוח לתנועה. כאשר משתמשים במפעילים אלה, אין צורך במשאבה הידראולית נפרדת; זה מוזיל את העלות ומשפר את האמינות והבטיחות.

מפעילים הידראוליים:

למפעילים הידראוליים יש צילינדר, או מנוע נוזל עם בוכנה, המשתמש בכוח הידראולי כדי ליצור תנועה מכנית. התנועה המכנית בתורה מומרת לתנועה ליניארית, סיבובית או תנודה לפי היישום.

הנוזלים כמעט בלתי ניתנים לדחיסה; שינויי הצפיפות הנגרמים מלחץ וטמפרטורה זניחים. מסיבה זו, כמות המומנט שנוצרת משסתום מפעיל הידראולי היא גבוהה, מה שהופך אותו לחזק מאוד. ישנם שסתומים הידראוליים חד-פעמיים המפעילים לחץ על צד אחד של הבוכנות, ומניעים אותו בכיוון ההפוך. קפיץ יהיה הכרחי עבור התנועה ההפוכה. מצד שני, מפעילים הידראוליים כפולים מפעילים לחץ על שני צידי הבוכנה לתנועה משני הצדדים.

יישומים מסוימים שבהם נעשה שימוש במפעילים הידראוליים הם בשסתומי העצירה והבקרה הראשיים עבור צנרת טורבינת קיטור בלחץ גבוה.

מפעילים מגנטיים: 

מפעילים מגנטיים עושים שימוש באפקטים מגנטיים ליצירת כוח מכני, תנועה סיבובית או לינארית, תנועה מתמשכת או מוגבלת. מפעילים מגנטיים נמצאים במגוון רחב של יישומי HVAC לכיבוי או לערבב נוזלים וקיטור.

מפעילים תרמיים:

 מפעיל תרמי יוצר תנועה ליניארית בתגובה לשינויי טמפרטורה, באמצעות בוכנה וחומר רגיש לתרמי.

מפעילים תרמיים נמצאים בשימוש נרחב ביישומים שבהם יש צורך בערבוב והסטת נוזלים, ובתהליכי כיבוי בטיחותיים שבהם נדרש לפתוח או לסגור שסתום על בסיס נקודת קביעת טמפרטורה.

מפעילי שסתומים תרמיים יכולים לתפקד גם אם יש הפסקת חשמל והם אמינים ובטוחים מכיוון שהם אינם נתונים לקצרים.

כיצד לבחור את המפעיל הנכון

לכל מפעיל יש מטרה ייחודית ודרישת אנרגיה. חשוב להבין כיצד כל מפעיל פועל כדי לבחור את מפעיל השסתום הנכון.

עיין בנקודות הבאות כדי לבחור את המפעיל הנכון:

מקור כוח: אחד הגורמים החשובים ביותר בבחירת מפעיל השסתום הנכון הוא מקור הכוח הזמין. עבור אתר תעשייתי עם מקור אוויר בלחץ ללא הפרעה, הנכון לבחור יהיה מפעיל פניאומטי. עם זאת, אם אין אוויר בלחץ זמין, אתה יכול לבחור סוג חשמלי או הידראולי.

תנועה נדרשת: שיקול משמעותי נוסף בבחירת מפעיל הוא התנועה הנדרשת ליישום שלך. קבע את טווח התנועה שאתה צריך עבור הציוד שלך - ליניארי, סיבובי, או שילוב של שניהם - ובחר את המפעיל המתאים לשסתום.

דיוק: תעשיות מסוימות דורשות רמה גבוהה יותר של דיוק וחזרה מאחרות. מפעילים פנאומטיים הם בחירה מעולה עבור תנועות ספציפיות.

בטיחות - דרישות דירוג NEMA: בטיחות צריכה להיות גורם מכריע נוסף בעת בחירת מפעיל שסתומים. חשוב לדעת באיזו סוג של סביבה ישמש המפעיל. עליך לקחת בחשבון את דרישת דירוג ה-NEMA ולפעול לפי הנחיות ה-NEMA כדי לשפר את הבטיחות.

הסברים על דירוגי המתחם של NEMA

דירוגי NEMA הנפוצים ביותר הם NEMA 4, 4x ו-7.

מארזי NEMA 4 מיועדים לשימוש פנימי או חיצוני ומספקים מידה של הגנה לצוות מפני מגע מקרי, הם אטומים למים - הגנה מפני נפילה של לכלוך, גשם, שלג, שלג, אבק נושבת ברוח, התזת מים ומים מכוונים בצינור - והיווצרות חיצונית של קרח.

מארזי NEMA 4X זהים ל-NEMA 4, אך מספקים רמה נוספת של הגנה מפני קורוזיה.

ניתן להשתמש במארזי NEMA 7 באזורים עם תנאים מסוכנים ספציפיים ויכולים לעמוד בלחצים הנובעים מפיצוץ פנימי של גזים ולעמוד במפרטי בדיקת פיצוץ, הידרו-סטטי וטמפרטורה.

לדוגמה, הפעלת מפעיל חשמלי קרוב למקור מים, ללא מעטפות מגן ואמצעי בטיחות אחרים, עלולה להיות מסוכנת.

תחזוקת מפעיל

שסתומים מופעלים, כמו ציוד מפעל תעשייתי אחר, נתונים לסביבות מסוכנות, לבלאי. כל מפעילי השסתומים צריכים לעבור תחזוקה מונעת כדי:

הגדל את אורך החיים של מפעילי השסתומים.

הגדל את האמינות של המפעיל.

זהה כל בעיה לפני שהן מתרחשות ומשפיעות על הפעולה.

הפחת עלויות תחזוקה.

מניעת השבתות וזמני השבתה גדולים.

יש לקחת בחשבון את הנקודות הבאות בעת אחזקת מפעיל:

בדוק את המפעילים שלך באופן קבוע עבור בלאי.

בדוק אם יש דליפות ומפלסי נוזל הידראוליים. אם אתה מוצא חלקים רופפים או פגומים במפעיל שלך, החלף אותם.

בדוק ביצועים על ידי ניתוח גרפים אוטומטיים וחישוב פלט.

מפעילים נמצאים בשימוש נרחב ביישומים תעשייתיים ואחרים רבים. יש לבצע ניתוח מדוקדק של הדרישות לפני בחירת ההתאמה הנכונה למטרת יישום המפעיל.