Ogledi: 16 Avtor: Urednik mesta Čas objave: 20.10.2023 Izvor: Spletno mesto
Industrijski aktuatorji, ki se uporabljajo v industrijskih in drugih aplikacijah, zahtevajo natančno analizo zahtev, preden izberete pravi aktuator za aplikacijo.
Industrijski aktuatorji zahtevajo natančno analizo zahtev uporabe, preden izberete pravi aktuator za aplikacijo.
Industrijski aktuator je mehanska ali elektromehanska naprava, ki pretvarja energijo iz krmilnega signala v mehansko gibanje. Preprosteje rečeno, aktuator je naprava, ki omogoča nadzorovano premikanje ali pozicioniranje.
Aktuatorji potrebujejo krmilni signal in vir energije, da povzročijo mehansko gibanje. Aktuatorji uporabljajo vir energije – kot je električni, stisnjen zrak ali hidravlični tlak – in krmilni signal, ki je lahko ročni, samodejni elektronski sistem, fiksni mehanski sistem, programsko voden sistem ali robotski nadzorni sistem.
Od regulacije pretoka goriva v plinsko turbino do delovanja ventilov in hidravličnih cilindrov v industrijskih obratih, aktuatorji služijo splošnemu namenu krmiljenja gibanja in so ključna komponenta v več aplikacijah za krmiljenje industrijskih ventilov.
Katere so različne vrste aktuatorjev? Aktuatorji so razvrščeni glede na vrsto gibanja, ki ga proizvajajo, in vrsto moči ali vira energije, ki jo uporabljajo za krmiljenje aplikacije.
Aktuatorji lahko ustvarijo dve glavni vrsti gibanja - linearno in rotacijsko.
Linearni aktuatorji: Linearni aktuatorji ventilov se uporabljajo za pretvorbo električne, pnevmatske in hidravlične energije v gibanje potiskanje in vlečenje ali linearno gibanje. Linearni aktuator lahko ustvari gibanje naprej in nazaj na nastavljeni linearni ravnini. Večina opreme v obratih za predelavo hrane in pijače, ki zahteva ravno gibanje, uporablja linearne ventile za nadzor pretoka surovin in končnih izdelkov.
Rotacijski aktuatorji: Rotacijski aktuatorji se premikajo v krožnem gibanju. Stroji, ki imajo vrtljive dele, imajo rotacijski aktuator za dokončanje obračanja na krožni ravnini. Rotacijski aktuatorji se v veliki meri uporabljajo na regulacijskih ventilih in krogelnih ventilih. Rotacijski aktuator se lahko še naprej vrti v določeni smeri in se lahko vrtijo naprej in nazaj. Aktuatorji rotacijskih ventilov se pogosto uporabljajo v naftni in plinski industriji.
Linearni in rotacijski aktuatorji se lahko uporabljajo skupaj v primerih, ko mehanizem zahteva delovanje v dveh ravninah gibanja, kar zahteva tako rotacijsko gibanje, v smeri urinega kazalca in nasprotno, kot tudi linearno gibanje navzgor in navzdol.
Spodaj so podane različne vrste pogonov, razvrščenih glede na vir energije
Pnevmatski aktuatorji uporabljajo vakuum ali plin pod pritiskom, ki deluje kot bat v cilindru in ustvarja mehansko gibanje.
Obstajajo jeklenke z enojnim delovanjem, ki imajo eno odprtino, kjer plin pod tlakom vstopa v eno smer. Stisnjen zrak prisili bat, da se premakne v eno smer in stisne vzmet, ki je nameščena na bat. Dvojno delujoči cilindri se raztezajo in umikajo brez vzmeti in imajo dve odprtini, kjer lahko vstopa in izstopa zrak.
Prednost imajo pogoni na pnevmatski pogon, ker so varni, na splošno hitri, stroškovno učinkoviti in lahko proizvedejo velike količine navora z majhnimi spremembami tlaka. Zaradi visokega tlaka, ki je potreben za napajanje pnevmatskega aktuatorja, se ti ventili hitro odzovejo in so prednostna izbira v aplikacijah, kjer morate takoj ustaviti in zagnati glavne krmilnike.
Med številnimi drugimi uporabami se pnevmatski aktuatorji pogosto uporabljajo na ventilih, ki se uporabljajo za nadzor pretoka hladilne vode v elektrarnah.
Električni aktuatorji potrebujejo električno energijo, da omogočijo gibanje. Ker jih poganja lahko dostopen vir energije, se električni aktuatorji štejejo za bolj energetsko učinkovite in čiste.
Največja težava z električnimi aktuatorji je, da se lahko pregrejejo, če pride do ekstremnih sprememb v delovnem ciklu. Zaradi počasnejših hitrosti zaradi vztrajnosti je v nekaterih aplikacijah manj priljubljen. Nekatere od pogosto uporabljenih aplikacij so odpiranje in zapiranje metuljastih ali krogelnih ventilov. Električni aktuatorji se nadalje delijo na elektromehanske aktuatorje in elektrohidravlične aktuatorje.
Ti aktuatorji pretvarjajo električne signale v rotacijske gibe, linearne gibe ali kombinacijo obojega. Elektromehanski aktuatorji so natančni, imajo daljšo življenjsko dobo in zahtevajo malo vzdrževanja.
Ti aktuatorji se napajajo električno, vendar dajejo gibanje hidravličnemu akumulatorju, ta pa zagotavlja silo za gibanje. Pri uporabi teh aktuatorjev ni potrebe po ločeni hidravlični črpalki; to zniža stroške ter poveča zanesljivost in varnost.
Hidravlični aktuatorji imajo valj ali tekočinski motor z batom, ki uporablja hidravlično moč za ustvarjanje mehanskega gibanja. Mehansko gibanje se pretvori v linearno, rotacijsko ali nihajno gibanje glede na aplikacijo.
Tekočine so skoraj nestisljive; spremembe gostote zaradi tlaka in temperature so zanemarljive. Zaradi tega je količina navora, ki ga ustvari ventil hidravličnega pogona, visoka, zaradi česar je zelo močan. Obstajajo ventili hidravličnega pogona z enojnim delovanjem, ki pritiskajo na eno stran batov in ga premikajo v nasprotni smeri. Za vzvratno gibanje bi bila potrebna vzmet. Po drugi strani pa hidravlični aktuatorji z dvojnim delovanjem pritiskajo na obe strani bata za gibanje z obeh strani.
Nekatere aplikacije, kjer se uporabljajo hidravlični aktuatorji, so glavni zaporni in regulacijski ventili za cevovode visokotlačne parne turbine.
Magnetni aktuatorji uporabljajo magnetne učinke za ustvarjanje mehanske sile, rotacijskega ali linearnega gibanja, neprekinjenega ali omejenega gibanja. Magnetni aktuatorji so na voljo v številnih aplikacijah HVAC za zapiranje ali mešanje tekočin in pare.
Termični aktuator ustvarja linearno gibanje kot odziv na temperaturne spremembe z uporabo bata in toplotno občutljivega materiala.
Termični aktuatorji se pogosto uporabljajo v aplikacijah, kjer je potrebno mešanje in preusmerjanje tekočine, in v postopkih varnostnega zapiranja, kjer je potrebno odpreti ali zapreti ventil na podlagi nastavljene temperature.
Aktuatorji termičnih ventilov lahko delujejo tudi ob izpadu električne energije in so zanesljivi ter varni, saj niso izpostavljeni kratkim stikom.
Vsak aktuator ima edinstven namen in potrebo po energiji. Pomembno je razumeti, kako deluje vsak aktuator, da izberete pravi aktuator ventila.
Za izbiro pravega aktuatorja si oglejte naslednje točke:
Vir energije: Eden najpomembnejših dejavnikov pri izbiri pravega pogona ventila je razpoložljiv vir energije. Za industrijsko lokacijo z neprekinjenim virom stisnjenega zraka bi bila prava izbira pnevmatski aktuator. Če pa ni na voljo stisnjenega zraka, lahko izberete električni ali hidravlični tip.
Zahtevano gibanje: Drug pomemben dejavnik pri izbiri aktuatorja je zahtevano gibanje za vašo aplikacijo. Določite obseg gibanja, ki ga potrebujete za svojo opremo – linearno, rotacijsko ali kombinacijo obeh – in izberite pravi pogon za ventil.
Natančnost: Nekatere industrije zahtevajo višjo stopnjo natančnosti in ponovljivosti kot druge. Pnevmatski aktuatorji so odlična izbira za specifične premike.
Varnost – zahteve glede ratinga NEMA: Varnost mora biti še en ključni dejavnik pri izbiri aktuatorja ventila. Pomembno je vedeti, v kakšnem okolju se bo aktuator uporabljal. Za izboljšanje varnosti morate upoštevati zahteve glede ratinga NEMA in upoštevati smernice NEMA.
Najpogostejše ocene NEMA so NEMA 4, 4x in 7.
Ohišja NEMA 4 so namenjena za notranjo ali zunanjo uporabo in osebju zagotavljajo določeno stopnjo zaščite pred naključnim stikom, so vodotesna – zaščita pred padajočo umazanijo, dežjem, žledom, snegom, prahom, ki ga prinaša veter, brizgajočo vodo in vodo, usmerjeno v cev – in zunanjim nastajanjem ledu.
Ohišja NEMA 4X so enaka NEMA 4, vendar zagotavljajo dodatno raven zaščite pred korozijo.
Ohišja NEMA 7 se lahko uporabljajo na območjih s posebnimi nevarnimi razmerami in lahko prenesejo pritiske, ki nastanejo zaradi notranje eksplozije plinov, ter izpolnjujejo specifikacije preskusa eksplozije, hidrostatike in temperature.
Na primer, uporaba električnega aktuatorja v bližini vira vode, brez zaščitnih ovojov in drugih varnostnih ukrepov, je lahko nevarna.
Pogonski ventili so tako kot druga oprema industrijskih obratov izpostavljeni nevarnim okoljem, obrabi in poškodbam. Vse pogone ventilov je treba preventivno vzdrževati, da se:
Podaljšajte življenjsko dobo pogonov ventilov.
Povečajte zanesljivost aktuatorja.
Prepoznajte vse težave, preden se pojavijo in vplivajo na delovanje.
Zmanjšajte stroške vzdrževanja.
Preprečite večje zaustavitve in izpade.
Pri vzdrževanju pogona je treba upoštevati naslednje točke:
Zunanje redno pregledujte svoje pogone glede obrabe.
Preverite puščanje in nivoje hidravlične tekočine. Če najdete zrahljane ali poškodovane dele v aktuatorju, jih zamenjajte.
Preverite delovanje z analizo avtomatiziranih grafov in izračunom izhoda.
Aktuatorji se pogosto uporabljajo v številnih industrijskih in drugih aplikacijah. Preden izberete pravo prileganje za namen uporabe aktuatorja, je treba opraviti skrbno analizo zahtev.
