Elektriske og pneumatiske aktuatorerfor rørledningsventiler: Det ser ud til, at de to typer aktuatorer er ret forskellige, og valget skal træffes i henhold til den tilgængelige strømkilde på installationsstedet.Men faktisk er dette synspunkt forudindtaget.Ud over de vigtigste og åbenlyse forskelle har de også en række mindre indlysende unikke funktioner.

Elektriske og pneumatiske aktuatorer er de to mest almindeligt anvendte drivmekanismer i automationssystemer.Normalt træffes beslutningen om valg af aktuator i det grundlæggende designstadium og vil blive brugt indtil slutningen af ​​livscyklussen efter installationen.

Når man vælger aktuatorens strømtype, overvejer folk ofte ikke parametrene for procesmediet i rørledningen, men er kun opmærksomme på designerens interne referencematerialer, strømforsyningssituationen, eller om stedet kan levere en stor mængde præfabrikeret gas.

Men i løbet af driften er det ofte konstateret, at nogle ventiler skal udstyres med aktuatorer, ellers vil parametrene for procesmediet i nogle ventiler ændre sig.Spørgsmålet opstår så: Skal jeg beholde den originale aktuator eller erstatte den med en anden aktuator for at forbedre ydeevnen?

Længere levetid

Denne artikel vil introducere og sammenligne de vigtigste ydelseskarakteristika for elektriske og pneumatiske aktuatorer.

Under normale omstændigheder vil producenterne garantere 10.000 driftscyklusser for elektriske aktuatorer og 100.000 driftscyklusser for pneumatiske aktuatorer.Med hensyn til antallet af driftscyklusser har den pneumatiske aktuator naturligvis en længere levetid på grund af dens enklere struktur.Derudover er friktionskontaktfladen på den pneumatiske aktuator lavet af elastomer eller polymer, og de slidte O-ringe og plastiske styreelementer er nemme at udskifte.

Som en elektrisk aktuator er der normalt en reduktionsgearkasse fra motoren til udgangsakslen.Der er mange gear, der går i indgreb med hinanden, som vil blive slidt under drift.Det er også værd at bemærke, at der ikke er behov for at udskifte smørefedtet i hele den pneumatiske aktuators livscyklus.

Moment

En af de vigtigste præstationsparametre for rørledningsventilaktuatorer er drejningsmoment.Drejningsmomentet for en elektrisk aktuator afhænger af designet (konstant komponent) og den spænding, der påføres statoren.Drejningsmomentet for en pneumatisk aktuator afhænger af designet (konstant komponent) og trykket af den lufttilførsel, der leveres til den pneumatiske aktuator.

Generelt skal aktuatorens drejningsmoment være større end ventilens maksimale drejningsmoment eller større end det drejningsmoment, der kræves for at flytte afspærringselementet.Ved faktisk brug kan det faktiske drejningsmoment på ventilen være større end det maksimale drejningsmoment angivet af producentens varemærke, og også større end aktuatorens maksimale drejningsmoment.Dette er uden tvivl en nødsituation.

Hvis du fortsætter med at køre aktuatoren, kan det forårsage skade på aktuatoren og ventilen.Hvis ventilens drejningsmoment stiger, vil motoren gradvist øge drejningsmomentet, indtil den når udtrækningsværdien (udtrækningsværdien).Dette betyder, at den mekaniske struktur er tvunget til at yde og modstå for stort drejningsmoment ud over designområdet.

Overdrejningsmomentbeskyttelse

For at forhindre, at udstyret bliver beskadiget under de ovennævnte forhold, kan den elektriske aktuator udstyres med nogle specielle enheder.Den mest almindelige er momentafbryderen, som kan være mekanisk (det almindelige arbejdsprincip er, at snekkegearet bevæger sig aksialt lineært i tilstanden af ​​overmoment);det kan også være elektronisk (det almindelige princip er at måle statorstrømmen eller Hall-effekten.).Når drejningsmomentet overstiger den beregnede maksimale værdi, kan momentafbryderen afbryde statorens spænding og stoppe aktuatormotoren.Der er ikke behov for overmomentbeskyttelse i pneumatiske aktuatorer.Hvis drejningsmomentet på ventilen overstiger den specificerede grænse, vil trykluftens fysiske egenskaber få den pneumatiske aktuator til at stoppe med at køre.I modsætning til elektriske aktuatorer vil udgangsmomentet for pneumatiske aktuatorer ikke overstige designgrænsen.Det kan overvejes, at hvis rørledningsventilen er udstyret med en pneumatisk aktuator, elimineres risikoen for udstyrsfejl på grund af drejningsmomentet, der overstiger den specificerede værdi.

Eksplosionssikkert design

Hvis der er farligt gods i brugsmiljøet, kan elektrisk udstyr forårsage en eksplosion.Med hensyn til beskyttelsesniveauer og beskyttelsesmetoder i det farlige miljø er de ikke inkluderet i denne artikel på grund af pladsbegrænsninger.

Ikke desto mindre er det stadig nødvendigt at understrege, at eksplosionssikkert udstyr skal anvendes i miljøer med farlige materialer.

Sammenlignet med konventionelle industrielle standard elektriske aktuatorer er eksplosionssikre elektriske aktuatorer til rørledningsventiler dyrere og mere komplicerede i design.Selvom den pneumatiske aktuator bruges i et farligt miljø, er der ingen potentiel eksplosionsrisiko.For pneumatiske aktuatorer er det specielle design til farligt miljø også begrænset til positioneringsanordninger, magnetventiler og endestopkontakter (Figur 1-3).Tilsvarende, hvis en pneumatisk aktuator med et eksplosionssikkert tilbehør anvendes til at betjene en rørledningsventil, vil omkostningerne være væsentligt lavere end for en eksplosionssikker elektrisk aktuator med samme funktion.

Positionering

Pneumatiske aktuatorer har en af ​​de væsentligste mangler.Når aktuatoren når midten af ​​slaget, er positioneringen mere kompliceret, hvilket betyder, at positioneringen af ​​styreventilens spole er vanskeligere.

På grund af luftens fysiske egenskaber er positioneringsnøjagtigheden af ​​pneumatiske aktuatorer flere gange lavere end for elektriske aktuatorer.Hvis den elektriske aktuator anvender en stepmotor, er dens positioneringsnøjagtighed flere størrelsesordener højere end for en pneumatisk aktuator udstyret med en positioner.Sidstnævnte kan kun bruges til systemer, der ikke kræver høj positioneringsnøjagtighed eller kontrolnøjagtighed.Pneumatiske aktuatorer, der bruges i rørledningsventiler, har sine egne karakteristika i strukturelt design: alle komponenter i kontrolsystemet er installeret på den ydre overflade af aktuatoren eller uden for hovedstrukturen.Hvis du skal skifte driftstilstand fra slukket til kontrol, skal du udskifte magnetventilen med en positioner.Da disse to komponenter er installeret på ydersiden af ​​den pneumatiske aktuator, og designet af den sammenpassende overflade er den samme, er det mere bekvemt at fjerne fordeleren og installere positioneren.Med andre ord kan den samme pneumatiske aktuator bruges til både nedlukning og kontrol ved at udskifte det tilsvarende tilbehør (Figur 1-2).