Električni i pneumatski aktuatoriza cevovodne ventile: Čini se da su dva tipa aktuatora prilično različita, a izbor se mora napraviti u skladu sa izvorom napajanja koji je dostupan na mestu instalacije.Ali u stvari, ovo gledište je pristrasno.Pored glavnih i očiglednih razlika, oni imaju i niz manje očiglednih jedinstvenih karakteristika.

Električni i pneumatski aktuatori su dva najčešće korišćena pogonska mehanizma u sistemima automatizacije.Obično se odluka o izboru aktuatora donosi u fazi osnovnog projektovanja i koristiće se do kraja životnog ciklusa nakon instalacije.

Prilikom odabira vrste snage aktuatora, ljudi često ne uzimaju u obzir parametre procesnog medija u cjevovodu, već samo obraćaju pažnju na interne referentne materijale projektanta, situaciju u opskrbi električnom energijom ili na to da li lokacija može opskrbiti veliku količina montažnog gasa.

Međutim, u toku rada često se nađe da neki ventili moraju biti opremljeni aktuatorima ili će se u nekim ventilima promijeniti parametri procesnog medija.Tada se postavlja pitanje: da li da zadržim originalni aktuator ili da ga zamijenim drugim aktuatorom da bih poboljšao performanse?

Duži vijek trajanja

Ovaj članak će predstaviti i uporediti glavne karakteristike performansi električnih i pneumatskih aktuatora.

U normalnim okolnostima, proizvođači će garantirati 10.000 radnih ciklusa za električne aktuatore i 100.000 radnih ciklusa za pneumatske aktuatore.Očigledno, u smislu broja radnih ciklusa, pneumatski aktuator ima duži vijek trajanja zbog svoje jednostavnije strukture.Osim toga, frikciona kontaktna površina pneumatskog aktuatora je izrađena od elastomera ili polimera, a istrošene O-prstenove i plastične vodeće elemente je lako zamijeniti.

Kao električni aktuator, obično postoji reduktorski mjenjač od motora do izlaznog vratila.Postoji mnogo zupčanika koji se međusobno spajaju, a koji će se istrošiti tokom rada.Također je vrijedno napomenuti da nema potrebe za promjenom masti za podmazivanje tijekom cijelog životnog ciklusa pneumatskog aktuatora.

Obrtni moment

Jedan od najvažnijih parametara performansi aktuatora cevovodnih ventila je obrtni moment.Moment električnog aktuatora ovisi o dizajnu (konstantna komponenta) i naponu primijenjenom na stator.Moment pneumatskog aktuatora ovisi o dizajnu (konstantna komponenta) i tlaku dovoda zraka koji se dovodi u pneumatski aktuator.

Generalno, obrtni moment aktuatora treba da bude veći od maksimalnog obrtnog momenta ventila, ili veći od momenta potrebnog za pomeranje zapornog elementa.U stvarnoj upotrebi, stvarni obrtni moment ventila može biti veći od maksimalnog obrtnog momenta navedenog u zaštitnom znaku proizvođača, a takođe veći od maksimalnog obrtnog momenta aktuatora.Ovo je nesumnjivo hitan slučaj.

Ako nastavite da pokrećete aktuator, može doći do oštećenja aktuatora i ventila.Ako se obrtni moment ventila poveća, motor će postepeno povećavati obrtni moment dok ne dostigne vrijednost izvlačenja (vrijednost izvlačenja).To znači da je mehanička struktura prisiljena na izlaz i izdržati prekomjerni obrtni moment izvan projektnog raspona.

Zaštita od prekomjernog momenta

Kako bi se spriječilo oštećenje opreme u gore navedenim uvjetima, električni aktuator može biti opremljen nekim posebnim uređajima.Najčešći je prekidač obrtnog momenta, koji može biti mehanički (uobičajeni princip rada je da se pužni zupčanik kreće aksijalno linearno u stanju prevelikog momenta);može biti i elektronski (uobičajeni princip je mjerenje struje statora, ili Holovog efekta.).Kada moment pređe projektovanu maksimalnu vrednost, prekidač obrtnog momenta može prekinuti napon statora i zaustaviti motor aktuatora.Nema potrebe za zaštitom od prevelikog momenta u pneumatskim aktuatorima.Ako moment primijenjen na ventil premašuje specificiranu granicu, fizička svojstva komprimiranog zraka dovest će do prestanka rada pneumatskog aktuatora.Za razliku od električnih aktuatora, izlazni moment pneumatskih aktuatora neće premašiti granicu dizajna.Može se smatrati da ako je cevovodni ventil opremljen pneumatskim aktuatorom, rizik od kvara opreme zbog obrtnog momenta koji prelazi specificiranu vrijednost je eliminisan.

Dizajn otporan na eksploziju

Ako se u radnom okruženju nalaze opasni proizvodi, električna oprema može izazvati eksploziju.Što se tiče nivoa zaštite i metoda zaštite u opasnom okruženju, oni nisu uključeni u ovaj članak zbog ograničenja prostora.

Ipak, još uvijek je potrebno naglasiti da se oprema otporna na eksploziju mora koristiti u okruženjima s opasnim materijalima.

U poređenju sa konvencionalnim industrijskim standardnim električnim aktuatorima, električni aktuatori otporni na eksploziju za cevovodne ventile su skuplji i složeniji u dizajnu.Čak i ako se pneumatski aktuator koristi u opasnom okruženju, ne postoji potencijalni rizik od eksplozije.Za pneumatske aktuatore, poseban dizajn za opasnu okolinu je također ograničen na pozicionere, magnetne ventile i granične prekidače (Slika 1-3).Shodno tome, ako se pneumatski aktuator sa priborom otpornim na eksploziju koristi za upravljanje cevovodnim ventilom, cijena će biti znatno niža od cijene električnog aktuatora otpornog na eksploziju sa istom funkcijom.

Pozicioniranje

Pneumatski aktuatori imaju jedan od najznačajnijih nedostataka.Kada aktuator dođe do sredine hoda, pozicioniranje je komplikovanije, što znači da je pozicioniranje kalema regulacionog ventila teže.

Zbog fizičkih karakteristika zraka, tačnost pozicioniranja pneumatskih aktuatora je nekoliko puta manja od one električnih.Ako električni aktuator ima koračni motor, njegova tačnost pozicioniranja je nekoliko redova veličine veća od one kod pneumatskog aktuatora opremljenog pozicionerom.Potonje se može koristiti samo za sisteme koji ne zahtijevaju visoku tačnost pozicioniranja ili tačnost upravljanja.Pneumatski aktuatori koji se koriste u cevovodnim ventilima imaju svoje karakteristike u konstrukcijskom dizajnu: sve komponente regulacionog sistema su instalirane na spoljnoj površini aktuatora, ili izvan glavne konstrukcije.Ako trebate prebaciti način rada sa isključenog na kontrolu, morate zamijeniti elektromagnetni ventil pozicionerom.Budući da su ove dvije komponente ugrađene s vanjske strane pneumatskog aktuatora, a dizajn spojne površine je isti, pogodnije je ukloniti razdjelnik i ugraditi pozicioner.Drugim riječima, isti pneumatski aktuator se može koristiti i za gašenje i za upravljanje zamjenom odgovarajućeg pribora (Slika 1-2).