Visualizzazioni: 16 Autore: Editor del sito Orario di pubblicazione: 20/10/2023 Origine: Sito
Gli attuatori industriali utilizzati in applicazioni industriali e di altro tipo richiedono un'attenta analisi dei requisiti prima di scegliere l'attuatore giusto per l'applicazione.
Gli attuatori industriali richiedono un'attenta analisi dei requisiti applicativi prima di scegliere l'attuatore giusto per l'applicazione.
Un attuatore industriale è un dispositivo meccanico o elettromeccanico che converte l'energia da un segnale di controllo in movimento meccanico. In termini più semplici, un attuatore è un dispositivo che consente il movimento o il posizionamento controllato.
Gli attuatori necessitano di un segnale di controllo e di una fonte di energia per realizzare il movimento meccanico. Gli attuatori utilizzano una fonte di energia, ad esempio elettrica, aria compressa o pressione idraulica, e un segnale di controllo che può essere manuale, un sistema elettronico automatico, un sistema meccanico fisso, un sistema gestito da software o un sistema di controllo robotico.
Dalla regolazione del flusso di carburante a una turbina a gas, all'azionamento di valvole e cilindri idraulici negli impianti industriali, gli attuatori hanno lo scopo generale di controllare il movimento e sono un componente chiave in diverse applicazioni di controllo delle valvole industriali.
Quali sono i diversi tipi di attuatori? Gli attuatori sono classificati in base al tipo di movimento che producono e al tipo di potenza o fonte di energia che utilizzano per controllare l'applicazione.
Gli attuatori possono creare due tipi principali di movimenti: lineare e rotatorio.
Attuatori lineari: gli attuatori per valvole lineari vengono utilizzati per trasformare l'energia elettrica, pneumatica e idraulica in un movimento di spinta e trazione o movimento lineare. Un attuatore lineare può creare sia un movimento in avanti che indietro su un piano lineare impostato. La maggior parte delle apparecchiature presenti negli impianti di lavorazione di alimenti e bevande che richiedono un movimento rettilineo utilizzano valvole lineari per controllare il flusso di materie prime e prodotti finiti.
Attuatori rotanti: Gli attuatori rotanti si muovono con un movimento circolare. Le macchine che hanno parti rotanti hanno un attuatore rotante per completare un movimento di rotazione su un piano circolare. Gli attuatori rotanti sono ampiamente utilizzati su valvole di controllo e valvole a sfera. Un attuatore rotante può continuare a ruotare in una determinata direzione e può andare avanti e indietro. Gli attuatori per valvole rotative sono spesso utilizzati nell'industria petrolifera e del gas.
Gli attuatori lineari e rotanti possono essere utilizzati insieme nei casi in cui un meccanismo richiede il funzionamento su due piani di movimento, richiedendo entrambi i movimenti di rotazione, in senso orario e antiorario, nonché il movimento lineare su e giù.
Di seguito vengono riportate le diverse tipologie di attuatori classificati in base alla fonte di energia
Gli attuatori pneumatici utilizzano il vuoto o il gas pressurizzato per agire come un pistone all'interno di un cilindro per creare movimento meccanico.
Esistono cilindri a semplice effetto che hanno una porta in cui il gas pressurizzato entra in una direzione. L'aria compressa forza il pistone a muoversi in una direzione comprimendo una molla montata sul pistone. I cilindri a doppio effetto si estendono e si ritraggono senza molla e hanno due porte da cui l'aria può entrare e uscire.
Gli attuatori pneumatici sono preferiti perché sono sicuri, generalmente veloci, economici e possono produrre grandi quantità di coppia con piccole variazioni di pressione. A causa dell'elevata pressione coinvolta per alimentare un attuatore pneumatico, queste valvole rispondono rapidamente e sono la scelta preferita nelle applicazioni in cui è necessario arrestare e avviare immediatamente i controlli principali.
Tra molti altri usi, gli attuatori pneumatici vengono spesso impiegati sulle valvole utilizzate per controllare il flusso dell'acqua di raffreddamento nelle centrali elettriche.
Gli attuatori elettrici richiedono energia elettrica per consentire il movimento. Essendo azionati da una fonte di energia facilmente disponibile, gli attuatori elettrici sono considerati più efficienti dal punto di vista energetico e puliti.
Il problema più grande con gli attuatori elettrici è che possono surriscaldarsi se si verificano cambiamenti estremi nel ciclo di lavoro. Anche le velocità inferiori dovute all'inerzia lo rendono meno popolare in alcune applicazioni. Alcune delle applicazioni comunemente utilizzate riguardano l'apertura e la chiusura di valvole a farfalla o a sfera. Gli attuatori elettrici si dividono ulteriormente in attuatori elettromeccanici e attuatori elettroidraulici.
Questi attuatori convertono i segnali elettrici in movimenti rotatori, movimenti lineari o una combinazione dei due. Gli attuatori elettromeccanici sono precisi, hanno una durata di vita più lunga e richiedono una manutenzione ridotta.
Questi attuatori sono alimentati elettricamente, ma danno il movimento ad un accumulatore idraulico, che a sua volta fornisce la forza per il movimento. Quando si utilizzano questi attuatori, non è necessaria una pompa idraulica separata; ciò riduce i costi e migliora l'affidabilità e la sicurezza.
Gli attuatori idraulici sono dotati di un cilindro, o di un motore fluido con un pistone, che utilizza la potenza idraulica per generare movimento meccanico. Il movimento meccanico a sua volta viene convertito in movimento lineare, rotatorio o oscillatorio a seconda dell'applicazione.
I liquidi sono quasi incomprimibili; le variazioni di densità causate dalla pressione e dalla temperatura sono trascurabili. Per questo motivo, la quantità di coppia generata da una valvola dell'attuatore idraulico è elevata, rendendola molto potente. Esistono valvole attuatrici idrauliche a semplice effetto che applicano pressione su un lato dei pistoni, spostandolo nella direzione opposta. Per la retromarcia sarebbe necessaria una molla. Gli attuatori idraulici a doppio effetto, invece, applicano pressione su entrambi i lati del pistone per un movimento da entrambi i lati.
Alcune applicazioni in cui vengono utilizzati attuatori idraulici sono le valvole principali di arresto e controllo per le tubazioni delle turbine a vapore ad alta pressione.
Gli attuatori magnetici sfruttano gli effetti magnetici per generare forza meccanica, movimento rotatorio o lineare, movimento continuo o limitato. Gli attuatori magnetici si trovano in un'ampia gamma di applicazioni HVAC per chiudere o miscelare fluidi e vapore.
Un attuatore termico genera un movimento lineare in risposta alle variazioni di temperatura, utilizzando un pistone e un materiale termosensibile.
Gli attuatori termici sono ampiamente utilizzati in applicazioni in cui è necessaria la miscelazione e la deviazione dei fluidi e nei processi di arresto di sicurezza in cui è necessario aprire o chiudere una valvola in base a un setpoint di temperatura.
Gli attuatori per valvole termiche possono funzionare anche in mancanza di corrente e sono affidabili e sicuri poiché non sono soggetti a cortocircuiti.
Ogni attuatore ha uno scopo e un fabbisogno energetico unici. È importante capire come funziona ciascun attuatore per scegliere l'attuatore della valvola giusto.
Dai un'occhiata ai seguenti punti per selezionare l'attuatore giusto:
Fonte di alimentazione: uno dei fattori più importanti nella scelta del giusto attuatore per valvola è la fonte di alimentazione disponibile. Per un sito industriale con una fonte di aria pressurizzata ininterrotta, la scelta giusta sarebbe un attuatore pneumatico. Tuttavia, se non è disponibile aria pressurizzata, è possibile sceglierne il tipo elettrico o idraulico.
Movimento richiesto: un'altra considerazione importante nella scelta di un attuatore è il movimento richiesto per la propria applicazione. Determina il range di movimento necessario per la tua attrezzatura – lineare, rotativo o una combinazione di entrambi – e scegli l'attuatore giusto per la valvola.
Precisione: alcuni settori richiedono un livello di precisione e ripetibilità più elevato rispetto ad altri. Gli attuatori pneumatici sono una scelta migliore per movimenti specifici.
Sicurezza – Requisiti di classificazione NEMA: la sicurezza dovrebbe essere un altro fattore cruciale nella scelta di un attuatore per valvola. È importante sapere in quale tipo di ambiente verrà utilizzato l'attuatore. È necessario tenere in considerazione i requisiti di classificazione NEMA e seguire le linee guida NEMA per migliorare la sicurezza.
Le classificazioni NEMA più comuni sono NEMA 4, 4x e 7.
Le custodie NEMA 4 sono destinate sia all'interno che all'esterno e forniscono un grado di protezione al personale contro i contatti accidentali, sono impermeabili (protezione contro la caduta di sporco, pioggia, nevischio, neve, polvere portata dal vento, spruzzi d'acqua e acqua diretta da tubi) e formazione esterna di ghiaccio.
Le custodie NEMA 4X sono identiche a NEMA 4, ma forniscono un ulteriore livello di protezione contro la corrosione.
Le custodie NEMA 7 possono essere utilizzate in aree con condizioni pericolose specifiche e possono resistere alle pressioni risultanti dall'esplosione interna di gas e soddisfare le specifiche dei test di progettazione di esplosione, idrostatici e di temperatura.
Ad esempio, azionare un attuatore elettrico vicino ad una fonte d'acqua, senza guaine protettive e altre misure di sicurezza, può essere pericoloso.
Le valvole attuate, come altre apparecchiature di impianti industriali, sono soggette ad ambienti pericolosi, usura e deterioramento. Tutti gli attuatori delle valvole devono essere sottoposti a manutenzione preventiva per:
Aumentare la longevità degli attuatori delle valvole.
Aumentare l'affidabilità dell'attuatore.
Identificare eventuali problemi prima che si verifichino e influenzino l'operazione.
Ridurre i costi di manutenzione.
Previeni arresti e tempi di inattività importanti.
Quando si effettua la manutenzione di un attuatore è necessario considerare i seguenti punti:
Ispezionare esternamente regolarmente gli attuatori per verificarne l'eventuale usura.
Controllare eventuali perdite e livelli del fluido idraulico. Se trovi parti allentate o danneggiate nel tuo attuatore, sostituiscile.
Controlla le prestazioni analizzando i grafici automatizzati e il calcolo dell'output.
Gli attuatori sono ampiamente utilizzati in molte applicazioni industriali e di altro tipo. È necessario effettuare un'attenta analisi dei requisiti prima di scegliere la soluzione più adatta allo scopo dell'applicazione dell'attuatore.
