Elektrische en pneumatische actuatorenvoor pijpleidingkleppen: Het lijkt erop dat de twee soorten actuatoren behoorlijk verschillend zijn, en de keuze moet worden gemaakt op basis van de stroombron die beschikbaar is op de installatielocatie.Maar in feite is deze opvatting bevooroordeeld.Naast de belangrijkste en voor de hand liggende verschillen hebben ze ook een aantal minder voor de hand liggende unieke kenmerken.

Elektrische en pneumatische actuatoren zijn de twee meest gebruikte aandrijfmechanismen in automatiseringssystemen.Meestal wordt de selectiebeslissing voor de actuator genomen in de basisontwerpfase en zal deze worden gebruikt tot het einde van de levenscyclus na installatie.

Bij het kiezen van het voedingstype van de actuator houden mensen vaak geen rekening met de parameters van het procesmedium in de pijpleiding, maar letten ze alleen op de interne referentiematerialen van de ontwerper, de stroomvoorzieningssituatie of de vraag of de locatie een groot deel kan leveren hoeveelheid geprefabriceerd gas.

Tijdens de werking blijkt echter vaak dat sommige kleppen moeten worden uitgerust met actuatoren, anders zullen de parameters van het procesmedium in sommige kleppen veranderen.De vraag rijst dan: moet ik de originele actuator behouden of vervangen door een andere actuator om de prestaties te verbeteren?

Langere levensduur

In dit artikel worden de belangrijkste prestatiekenmerken van elektrische en pneumatische actuatoren geïntroduceerd en vergeleken.

Onder normale omstandigheden garanderen fabrikanten 10.000 bedieningscycli voor elektrische actuatoren en 100.000 bedieningscycli voor pneumatische actuatoren.Het is duidelijk dat de pneumatische actuator, in termen van het aantal bedieningscycli, een langere levensduur heeft vanwege zijn eenvoudiger structuur.Bovendien is het wrijvingscontactoppervlak van de pneumatische actuator gemaakt van elastomeer of polymeer en zijn de versleten O-ringen en kunststof geleidingselementen eenvoudig te vervangen.

Als elektrische actuator is er meestal een reductiekast van de motor naar de uitgaande as.Er zijn veel tandwielen die in elkaar grijpen, die tijdens het gebruik zullen verslijten.Het is ook vermeldenswaard dat het smeervet gedurende de gehele levenscyclus van de pneumatische actuator niet hoeft te worden vervangen.

Koppel

Een van de belangrijkste prestatieparameters van actuatoren voor pijpleidingkleppen is het koppel.Het koppel van een elektrische actuator hangt af van het ontwerp (constante component) en de spanning die op de stator wordt toegepast.Het koppel van een pneumatische actuator is afhankelijk van het ontwerp (constante component) en de druk van de luchttoevoer naar de pneumatische actuator.

Over het algemeen moet het koppel van de actuator groter zijn dan het maximale koppel van de klep, of groter dan het koppel dat nodig is om het afsluitelement te bewegen.Bij feitelijk gebruik kan het werkelijke koppel van de klep groter zijn dan het maximale koppel vermeld in het handelsmerk van de fabrikant, en ook groter dan het maximale koppel van de actuator.Dit is ongetwijfeld een noodsituatie.

Als u de actuator blijft gebruiken, kan dit schade aan de actuator en de klep veroorzaken.Als het koppel van de klep toeneemt, zal de motor het koppel geleidelijk verhogen totdat de uittrekwaarde (de uittrekwaarde) wordt bereikt.Dit betekent dat de mechanische structuur wordt gedwongen een buitensporig koppel uit te voeren en te weerstaan ​​dat buiten het ontwerpbereik ligt.

Bescherming tegen te hoog koppel

Om te voorkomen dat de apparatuur onder de bovengenoemde omstandigheden beschadigd raakt, kan de elektrische actuator worden uitgerust met een aantal speciale apparaten.De meest voorkomende is de koppelschakelaar, die mechanisch kan zijn (het gebruikelijke werkingsprincipe is dat het wormwiel axiaal lineair beweegt in de staat van overkoppel);het kan ook elektronisch zijn (het algemene principe is het meten van de statorstroom, of het Hall-effect).Wanneer het koppel de ontworpen maximale waarde overschrijdt, kan de koppelschakelaar de spanning van de stator onderbreken en de actuatormotor stoppen.Er is geen bescherming tegen overkoppel nodig bij pneumatische actuatoren.Als het op de klep uitgeoefende koppel de gespecificeerde limiet overschrijdt, zullen de fysieke eigenschappen van de perslucht ervoor zorgen dat de pneumatische actuator stopt met rijden.In tegenstelling tot elektrische actuatoren zal het uitgangskoppel van pneumatische actuatoren de ontwerplimiet niet overschrijden.Er kan van worden uitgegaan dat als de pijpleidingklep is uitgerust met een pneumatische actuator, het risico op uitval van de apparatuur als gevolg van een koppel dat de gespecificeerde waarde overschrijdt, wordt geëlimineerd.

Explosiebestendig ontwerp

Als er gevaarlijke goederen in de gebruiksomgeving aanwezig zijn, kan elektrische apparatuur een explosie veroorzaken.Wat de beschermingsniveaus en beschermingsmethoden in de gevaarlijke omgeving betreft, zijn deze vanwege ruimtebeperkingen niet in dit artikel opgenomen.

Niettemin moet nog steeds worden benadrukt dat explosieveilige apparatuur moet worden gebruikt in omgevingen met gevaarlijke stoffen.

Vergeleken met conventionele industriële standaard elektrische actuatoren zijn explosieveilige elektrische actuatoren voor pijpleidingkleppen duurder en ingewikkelder van ontwerp.Zelfs als de pneumatische actuator in een gevaarlijke omgeving wordt gebruikt, bestaat er geen potentieel explosiegevaar.Voor pneumatische actuatoren is het speciale ontwerp voor gevaarlijke omgevingen ook beperkt tot klepstandstellers, magneetkleppen en eindschakelaars (Figuur 1-3).Dienovereenkomstig zullen, als een pneumatische actuator met een explosieveilig accessoire wordt gebruikt om een ​​pijpleidingklep te bedienen, de kosten aanzienlijk lager zijn dan die van een explosieveilige elektrische actuator met dezelfde functie.

Positionering

Pneumatische actuatoren hebben een van de belangrijkste tekortkomingen.Wanneer de actuator het midden van de slag bereikt, is de positionering ingewikkelder, wat betekent dat de positionering van de spoel van de regelklep moeilijker is.

Vanwege de fysieke eigenschappen van lucht is de positioneringsnauwkeurigheid van pneumatische actuatoren meerdere malen lager dan die van elektrische actuatoren.Als de elektrische actuator een stappenmotor gebruikt, is de positioneringsnauwkeurigheid enkele ordes van grootte hoger dan die van een pneumatische actuator uitgerust met een klepstandsteller.Dit laatste kan alleen worden gebruikt voor systemen die geen hoge positioneringsnauwkeurigheid of regelnauwkeurigheid vereisen.Pneumatische actuatoren die in pijpleidingkleppen worden gebruikt, hebben hun eigen kenmerken in structureel ontwerp: alle componenten van het besturingssysteem zijn geïnstalleerd op het buitenoppervlak van de actuator of buiten de hoofdstructuur.Als u de bedrijfsmodus van uit naar regelen moet omschakelen, moet u de magneetklep vervangen door een klepstandsteller.Omdat deze twee componenten aan de buitenkant van de pneumatische actuator zijn geïnstalleerd en het ontwerp van het pasoppervlak hetzelfde is, is het handiger om de verdeler te verwijderen en de klepstandsteller te installeren.Met andere woorden: dezelfde pneumatische actuator kan worden gebruikt voor zowel uitschakeling als bediening door de overeenkomstige accessoires te vervangen (Figuur 1-2).