Siłowniki elektryczne i pneumatycznew przypadku zaworów rurociągowych: Wydaje się, że te dwa typy siłowników znacznie się od siebie różnią, a wyboru należy dokonać w zależności od źródła zasilania dostępnego w miejscu instalacji.Ale w rzeczywistości pogląd ten jest stronniczy.Oprócz głównych i oczywistych różnic, mają one również szereg mniej oczywistych unikalnych cech.

Siłowniki elektryczne i pneumatyczne to dwa najczęściej stosowane mechanizmy napędowe w układach automatyki.Zwykle decyzja o wyborze siłownika podejmowana jest już na etapie projektu podstawowego i będzie użytkowana do końca cyklu życia po zamontowaniu.

Wybierając rodzaj zasilania siłownika, ludzie często nie biorą pod uwagę parametrów medium procesowego w rurociągu, a jedynie zwracają uwagę na wewnętrzne materiały referencyjne projektanta, sytuację zasilania lub to, czy obiekt może dostarczyć dużą ilość prefabrykowanego gazu.

Jednak w trakcie eksploatacji często okazuje się, że niektóre zawory wymagają wyposażenia w siłowniki, gdyż w niektórych zaworach ulegną zmianie parametry medium procesowego.Powstaje zatem pytanie: czy powinienem zachować oryginalny siłownik, czy wymienić go na inny, aby poprawić wydajność?

Dłuższa żywotność

W tym artykule przedstawiono i porównano główne charakterystyki działania siłowników elektrycznych i pneumatycznych.

W normalnych warunkach producenci gwarantują 10 000 cykli działania w przypadku siłowników elektrycznych i 100 000 cykli działania w przypadku siłowników pneumatycznych.Oczywiście pod względem liczby cykli pracy siłownik pneumatyczny ma dłuższą żywotność ze względu na prostszą konstrukcję.Dodatkowo powierzchnia styku ciernego siłownika pneumatycznego wykonana jest z elastomeru lub polimeru, a zużyte oringi i plastikowe elementy prowadzące można łatwo wymienić.

Jako siłownik elektryczny zwykle występuje przekładnia redukcyjna od silnika do wału wyjściowego.Istnieje wiele kół zębatych, które zazębiają się ze sobą, które ulegają zużyciu podczas pracy.Warto również zaznaczyć, że nie ma konieczności wymiany smaru przez cały cykl życia siłownika pneumatycznego.

Moment obrotowy

Jednym z najważniejszych parametrów eksploatacyjnych siłowników zaworów rurociągowych jest moment obrotowy.Moment obrotowy siłownika elektrycznego zależy od konstrukcji (składnik stały) i napięcia przyłożonego do stojana.Moment obrotowy siłownika pneumatycznego zależy od konstrukcji (części stałej) i ciśnienia powietrza zasilającego siłownik pneumatyczny.

Ogólnie rzecz biorąc, moment obrotowy siłownika musi być większy niż maksymalny moment obrotowy zaworu lub większy niż moment obrotowy wymagany do przesunięcia elementu odcinającego.W rzeczywistym użytkowaniu rzeczywisty moment obrotowy zaworu może być większy od maksymalnego momentu obrotowego podanego na znaku firmowym producenta, a także większy od maksymalnego momentu obrotowego siłownika.Jest to niewątpliwie sytuacja awaryjna.

Kontynuowanie pracy siłownika może spowodować uszkodzenie siłownika i zaworu.Jeśli moment obrotowy zaworu wzrośnie, silnik będzie stopniowo zwiększał moment obrotowy, aż osiągnie wartość wyciągania (wartość wyciągania).Oznacza to, że konstrukcja mechaniczna jest zmuszona do wydawania i wytrzymywania nadmiernego momentu obrotowego wykraczającego poza zakres projektowy.

Zabezpieczenie przed nadmiernym momentem obrotowym

Aby zapobiec uszkodzeniu sprzętu w wyżej wymienionych warunkach, siłownik elektryczny może być wyposażony w specjalne urządzenia.Najbardziej powszechnym jest wyłącznik momentu obrotowego, który może być mechaniczny (powszechną zasadą działania jest to, że przekładnia ślimakowa porusza się osiowo liniowo w stanie nadmiernego momentu obrotowego);może być również elektroniczny (powszechną zasadą jest pomiar prądu stojana lub efektu Halla).Gdy moment obrotowy przekroczy zaprojektowaną wartość maksymalną, wyłącznik momentu obrotowego może odciąć napięcie stojana i zatrzymać silnik siłownika.W siłownikach pneumatycznych nie ma potrzeby stosowania zabezpieczenia przed nadmiernym momentem obrotowym.Jeżeli moment obrotowy przyłożony do zaworu przekroczy określony limit, właściwości fizyczne sprężonego powietrza spowodują, że siłownik pneumatyczny przestanie działać.W przeciwieństwie do siłowników elektrycznych, wyjściowy moment obrotowy siłowników pneumatycznych nie przekroczy limitu projektowego.Można uznać, że wyposażenie zaworu rurociągu w siłownik pneumatyczny eliminuje ryzyko awarii urządzenia na skutek momentu obrotowego przekraczającego zadaną wartość.

Konstrukcja przeciwwybuchowa

Jeśli w środowisku użytkowania znajdują się towary niebezpieczne, sprzęt elektryczny może spowodować eksplozję.Jeśli chodzi o poziomy ochrony i metody ochrony w środowisku niebezpiecznym, nie uwzględniono ich w tym artykule ze względu na ograniczoną przestrzeń.

Niemniej jednak nadal należy podkreślić, że w środowiskach, w których występują materiały niebezpieczne, należy stosować sprzęt przeciwwybuchowy.

W porównaniu z konwencjonalnymi, standardowymi siłownikami elektrycznymi, siłowniki elektryczne w wykonaniu przeciwwybuchowym do zaworów rurociągowych są droższe i bardziej skomplikowane w konstrukcji.Nawet jeśli siłownik pneumatyczny jest używany w środowisku niebezpiecznym, nie istnieje potencjalne ryzyko wybuchu.W przypadku siłowników pneumatycznych specjalna konstrukcja dla środowiska niebezpiecznego ogranicza się również do pozycjonerów, zaworów elektromagnetycznych i wyłączników krańcowych (Rysunek 1-3).Odpowiednio, jeśli do obsługi zaworu rurociągowego zostanie zastosowany siłownik pneumatyczny z wyposażeniem w wykonaniu przeciwwybuchowym, koszt będzie znacznie niższy w porównaniu z siłownikiem elektrycznym w wykonaniu przeciwwybuchowym, spełniającym tę samą funkcję.

Pozycjonowanie

Siłowniki pneumatyczne mają jedną z najważniejszych wad.Gdy siłownik osiągnie środek skoku, pozycjonowanie jest bardziej skomplikowane, co oznacza, że ​​trudniejsze jest pozycjonowanie suwaka zaworu sterującego.

Ze względu na właściwości fizyczne powietrza dokładność pozycjonowania siłowników pneumatycznych jest kilkukrotnie mniejsza niż w przypadku siłowników elektrycznych.Jeśli w siłowniku elektrycznym zastosowano silnik krokowy, jego dokładność pozycjonowania jest o kilka rzędów wielkości większa niż w przypadku siłownika pneumatycznego wyposażonego w pozycjoner.To drugie można zastosować tylko w systemach, które nie wymagają dużej dokładności pozycjonowania ani dokładności sterowania.Siłowniki pneumatyczne stosowane w zaworach rurociągowych mają swoją własną charakterystykę w projektowaniu konstrukcyjnym: wszystkie elementy układu sterowania są instalowane na zewnętrznej powierzchni siłownika lub na zewnątrz głównej konstrukcji.Jeżeli zachodzi potrzeba przełączenia trybu pracy z wyłączonego na sterowanie, należy wymienić elektrozawór na pozycjoner.Ponieważ te dwa elementy są zainstalowane na zewnątrz siłownika pneumatycznego, a konstrukcja powierzchni współpracującej jest taka sama, wygodniej jest usunąć dystrybutor i zainstalować pozycjoner.Innymi słowy, ten sam siłownik pneumatyczny może być używany zarówno do wyłączania, jak i sterowania, po wymianie odpowiednich akcesoriów (Rysunek 1-2).