Bekeken: 16 Auteur: Site-editor Publicatietijd: 20-10-2023 Herkomst: Locatie
Industriële actuatoren die in industriële en andere toepassingen worden gebruikt, vereisen een zorgvuldige analyse van de vereisten voordat de juiste actuator voor de toepassing wordt gekozen.
Industriële actuatoren vereisen een zorgvuldige analyse van de toepassingsvereisten voordat de juiste actuator voor de toepassing wordt gekozen.
Een industriële actuator is een mechanisch of elektromechanisch apparaat dat energie van een besturingssignaal omzet in mechanische beweging. In eenvoudiger bewoordingen is een actuator een apparaat dat gecontroleerde beweging of positionering mogelijk maakt.
Actuators hebben een stuursignaal en een energiebron nodig om mechanische beweging te bewerkstelligen. Actuators gebruiken een energiebron – zoals elektrische, perslucht of hydraulische druk – en een besturingssignaal dat handmatig kan zijn, een automatisch elektronisch systeem, een vast mechanisch systeem, een softwaregestuurd systeem of een robotbesturingssysteem.
Van het regelen van de brandstofstroom naar een gasturbine tot het bedienen van kleppen en hydraulische cilinders in industriële installaties: actuatoren dienen het algemene doel van het regelen van beweging en zijn een sleutelcomponent in verschillende industriële klepbedieningstoepassingen.
Wat zijn verschillende soorten actuatoren? Actuatoren worden geclassificeerd op basis van het type beweging dat ze produceren en het type kracht of energiebron dat ze gebruiken om de toepassing te besturen.
Actuators kunnen twee hoofdtypen bewegingen creëren: lineair en roterend.
Lineaire actuatoren: Lineaire klepactuators worden gebruikt om elektrische, pneumatische en hydraulische energie om te zetten in een duw-en-trekbeweging of lineaire beweging. Een lineaire actuator kan zowel een voorwaartse als achterwaartse beweging creëren op een vast lineair vlak. De meeste apparatuur in voedsel- en drankverwerkingsfabrieken die een rechte beweging vereisen, maken gebruik van lineaire kleppen om de stroom van grondstoffen en eindproducten te regelen.
Roterende aandrijvingen: Roterende aandrijvingen bewegen in een cirkelvormige beweging. Machines met roterende onderdelen hebben een roterende actuator om een draaiende beweging op een cirkelvormig vlak te voltooien. Roterende aandrijvingen worden veelvuldig gebruikt op regelkleppen en kogelkranen. Een roterende actuator kan in een bepaalde richting blijven draaien en heen en weer gaan. Roterende klepactuators worden vaak gebruikt in de olie- en gasindustrie.
Lineaire en roterende actuatoren kunnen samen worden gebruikt in gevallen waarin een mechanisme bediening in twee bewegingsvlakken vereist, waarbij zowel rotatiebewegingen, met de klok mee en tegen de klok in, als lineaire beweging op en neer nodig zijn.
Hieronder vindt u de verschillende typen actuatoren, ingedeeld naar energiebron
Pneumatische actuatoren gebruiken een vacuüm of gas onder druk om als zuiger in een cilinder te fungeren om mechanische beweging te creëren.
Er zijn enkelwerkende cilinders met één poort waar gas onder druk in één richting binnenkomt. De samengeperste lucht dwingt de zuiger om in één richting te bewegen, waardoor een veer wordt samengedrukt die op de zuiger is gemonteerd. Dubbelwerkende cilinders schuiven uit en in zonder veer en hebben twee poorten waar lucht in en uit kan komen.
Pneumatisch aangedreven actuatoren hebben de voorkeur omdat ze veilig, over het algemeen snel en kosteneffectief zijn en grote hoeveelheden koppel kunnen produceren met kleine drukveranderingen. Vanwege de hoge druk die nodig is om een pneumatische actuator aan te drijven, reageren deze kleppen snel en zijn ze de voorkeurskeuze in toepassingen waarbij u de hoofdbedieningen onmiddellijk moet stoppen en starten.
Naast vele andere toepassingen worden pneumatische actuatoren vaak gebruikt op kleppen die worden gebruikt om de koelwaterstroom in energiecentrales te regelen.
Elektrische actuatoren hebben elektrische energie nodig om beweging mogelijk te maken. Omdat ze worden aangedreven door een gemakkelijk beschikbare energiebron, worden elektrische actuatoren als energiezuiniger en schoner beschouwd.
Het grootste probleem met elektrische actuatoren is dat ze oververhit kunnen raken als er extreme veranderingen in de werkcyclus optreden. Lagere snelheden als gevolg van traagheid maken het ook minder populair in bepaalde toepassingen. Enkele veelgebruikte toepassingen zijn het openen en sluiten van vlinder- of kogelkranen. Elektrische actuatoren zijn verder onderverdeeld in elektromechanische actuatoren en elektrohydraulische actuatoren.
Deze actuatoren zetten elektrische signalen om in draaibewegingen, lineaire bewegingen of een combinatie daarvan. Elektromechanische actuatoren zijn nauwkeurig, hebben een langere levensduur en vereisen weinig onderhoud.
Deze actuatoren worden elektrisch aangedreven, maar geven beweging aan een hydraulische accumulator, die op zijn beurt de kracht voor de beweging levert. Wanneer deze actuatoren worden gebruikt, is er geen aparte hydraulische pomp nodig; dit verlaagt de kosten en verbetert de betrouwbaarheid en veiligheid.
Hydraulische actuatoren hebben een cilinder, of een vloeistofmotor met een zuiger, die hydraulisch vermogen gebruikt om mechanische beweging te genereren. De mechanische beweging wordt op zijn beurt omgezet in lineaire, roterende of oscillerende beweging, afhankelijk van de toepassing.
Vloeistoffen zijn bijna onsamendrukbaar; de dichtheidsveranderingen veroorzaakt door druk en temperatuur zijn verwaarloosbaar. Om deze reden is de hoeveelheid koppel die door een hydraulische actuatorklep wordt gegenereerd hoog, waardoor deze zeer krachtig is. Er zijn enkelwerkende hydraulische actuatorkleppen die druk uitoefenen op één kant van de zuigers, waardoor deze in de tegenovergestelde richting bewegen. Voor de omgekeerde beweging zou een veer nodig zijn. Aan de andere kant oefenen dubbelwerkende hydraulische actuatoren druk uit op beide zijden van de zuiger voor een beweging vanaf beide zijden.
Sommige toepassingen waarbij hydraulische actuatoren worden gebruikt, bevinden zich in de hoofdstop- en regelkleppen voor hogedrukstoomturbineleidingen.
Magnetische actuatoren maken gebruik van magnetische effecten om mechanische kracht, een roterende of lineaire beweging, continue of beperkte beweging te genereren. Magnetische actuatoren zijn te vinden in een breed scala aan HVAC-toepassingen om vloeistoffen en stoom af te sluiten of te mengen.
Een thermische actuator genereert lineaire beweging als reactie op temperatuurveranderingen, met behulp van een zuiger en een thermisch gevoelig materiaal.
Thermische actuatoren worden veel gebruikt in toepassingen waar het mengen en omleiden van vloeistoffen noodzakelijk is, en in veiligheidsafsluitprocessen waarbij het nodig is om een klep te openen of te sluiten op basis van een temperatuurinstelpunt.
Thermische klepactuators kunnen zelfs functioneren als er een stroomstoring is en zijn betrouwbaar en veilig omdat ze niet worden blootgesteld aan kortsluiting.
Elke actuator heeft een uniek doel en energiebehoefte. Het is belangrijk om te begrijpen hoe elke actuator werkt om de juiste klepactuator te kiezen.
Houd rekening met de volgende punten om de juiste actuator te selecteren:
Stroombron: Een van de belangrijkste factoren bij het selecteren van de juiste klepactuator is de beschikbare stroombron. Voor een industriële locatie met een ononderbroken persluchtbron zou een pneumatische actuator de juiste keuze zijn. Wanneer er echter geen perslucht aanwezig is, kunt u kiezen voor een elektrisch of hydraulisch type.
Vereiste beweging: Een andere belangrijke overweging bij het kiezen van een actuator is de vereiste beweging voor uw toepassing. Bepaal het bewegingsbereik dat u nodig heeft voor uw apparatuur – lineair, roterend of een combinatie van beide – en kies de juiste actuator voor de klep.
Precisie: Sommige industrieën vereisen een hoger niveau van precisie en herhaalbaarheid dan andere. Pneumatische actuatoren zijn een superieure keuze voor specifieke bewegingen.
Veiligheid – NEMA-classificatievereisten: Veiligheid zou een andere cruciale factor moeten zijn bij het selecteren van een klepactuator. Het is belangrijk om te weten in welk type omgeving de actuator zal worden gebruikt. U moet rekening houden met de NEMA-classificatievereiste en de NEMA-richtlijnen volgen om de veiligheid te verbeteren.
De meest voorkomende NEMA-beoordelingen zijn NEMA 4, 4x en 7.
NEMA 4-behuizingen zijn bedoeld voor zowel binnen als buiten en bieden een zekere mate van bescherming aan personeel tegen incidenteel contact, zijn waterdicht – bescherming tegen vallend vuil, regen, natte sneeuw, opwaaiend stof, opspattend water en water uit de slang – en externe ijsvorming.
NEMA 4X-behuizingen zijn hetzelfde als NEMA 4, maar bieden een extra niveau van bescherming tegen corrosie.
NEMA 7-behuizingen kunnen worden gebruikt in gebieden met specifieke gevaarlijke omstandigheden en zijn bestand tegen de druk die voortvloeit uit interne explosies van gassen en voldoen aan de specificaties voor explosie-, hydrostatische en temperatuurontwerptests.
Het bedienen van een elektrische actuator in de buurt van een waterbron, zonder beschermende omhulsels en andere veiligheidsmaatregelen, kan bijvoorbeeld gevaarlijk zijn.
Aangedreven kleppen zijn, net als andere industriële apparatuur, onderworpen aan gevaarlijke omgevingen en slijtage. Alle klepactuators moeten preventief onderhoud ondergaan om:
Verleng de levensduur van de klepactuatoren.
Vergroot de betrouwbaarheid van de actuator.
Identificeer eventuele problemen voordat deze zich voordoen en de werking beïnvloeden.
Verlaag de onderhoudskosten.
Voorkom grote shutdowns en downtime.
Bij het onderhoud van een actuator moeten de volgende punten in acht worden genomen:
Inspecteer uw actuatoren regelmatig extern op slijtage.
Controleer op lekken en hydraulische vloeistofniveaus. Als u losse of beschadigde onderdelen in uw actuator aantreft, vervang deze dan.
Controleer de prestaties door geautomatiseerde grafieken en uitvoerberekeningen te analyseren.
Actuatoren worden op grote schaal gebruikt in veel industriële en andere toepassingen. Er moet een zorgvuldige analyse van de vereisten worden uitgevoerd voordat de juiste pasvorm voor het doel van de actuatortoepassing wordt gekozen.
