หลักการทำงานของตัวกระตุ้นวาล์ว: ไฟฟ้าและนิวแมติก

1. ตัวกระตุ้นวาล์วทำอะไรได้บ้าง

แอคชูเอเตอร์วาล์วคือตัวขับเคลื่อนกำลังที่เปิด ปิด หรือปรับวาล์วโดยอัตโนมัติ โดยจะแปลงพลังงานไฟฟ้า นิวเมติก หรือไฮดรอลิกให้เป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้นหรือแบบหมุนตามที่วาล์วต้องการ และเป็นสะพานเชื่อมระหว่างกระบวนการและระบบควบคุม แอคชูเอเตอร์ช่วยให้สามารถทำงานจากระยะไกล ปิดเครื่องฉุกเฉินได้อย่างรวดเร็ว การควบคุมที่แม่นยำ และโรงงานที่ไม่ต้องดูแล อินเทอร์เฟซการติดตั้งเป็นมาตรฐาน:ISO 5210ครอบคลุมการต่อ-แอคทูเอเตอร์แบบหมุนหลายรอบเข้ากับเกท ลูกโลก และ-วาล์วก้านที่เพิ่มขึ้นอื่นๆ ในขณะที่ISO 5211ครอบคลุมแอคทูเอเตอร์ส่วน-เทิร์น (ควอเตอร์-เทิร์น) สำหรับบอลวาล์ว บัตเตอร์ฟลาย และปลั๊กวาล์ว ทางเลือกของเทคโนโลยีขึ้นอยู่กับสาธารณูปโภคที่มีอยู่ แรงบิดที่ต้องการ ความเร็ว ความล้มเหลว-พฤติกรรมที่ปลอดภัยและสภาพแวดล้อม

2. แอคชูเอเตอร์แบบหมุนหลายทางไฟฟ้า: หลักการทำงาน

แอคชูเอเตอร์แบบหมุนหลายรอบด้วยไฟฟ้า-สร้างขึ้นรอบๆ เฟืองขับที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์- พร้อมด้วยฟังก์ชันที่ผสานรวมสี่ฟังก์ชัน:

ลดความเร็ว:ความเร็วของมอเตอร์จะถูกส่งไปยังปลอกขับเอาท์พุตผ่านระยะการลดสองขั้น - ระยะเฟืองดาวเคราะห์หลักและระยะเฟืองตัวหนอน- ปลอกเอาท์พุตประกอบน็อตก้านวาล์วเพื่อยกหรือลดก้านวาล์วด้วยความเร็วและแรงบิดที่ควบคุม

การป้องกันแรงบิดเกินพิกัด:เฟืองตัวหนอนส่วนกลางจะยึดในแนวแกนโดยชุดสปริงดึงก่อน- เมื่อแรงบิดเอาท์พุตเกินจุดสปริงที่ตั้งไว้- (เช่น เมื่อบ่าวาล์วบนวัตถุแปลกปลอมหรือบ่าวาล์วเสียหาย) เฟืองตัวหนอนจะแทนที่ในแนวแกน การกระจัดนี้จะสั่งงานสวิตช์แรงบิด ซึ่งจะตัดกำลังของมอเตอร์และส่งสัญญาณเตือน ปกป้องทั้งแอคชูเอเตอร์และวาล์วจากความเสียหายของแรงบิดที่เกิน-

ตำแหน่งและการควบคุมการเดินทาง:สวิตช์/ตัวเรือนสัญญาณแบบปิดผนึกบนกระปุกเกียร์ช่วยระบุตำแหน่งในพื้นที่หรือระยะไกล จำกัดระยะการเคลื่อนที่ของวาล์ว (ลิมิตสวิตช์เมื่อเปิดและปิด) และรองรับการประสานทางไฟฟ้ากับระบบควบคุม

การแทนที่แบบแมนนวลด้วยลำดับความสำคัญของมอเตอร์:ปลอกเอาท์พุตจะต่อเข้ากับเฟืองตัวหนอนระหว่างการทำงานของมอเตอร์และกับวงล้อจักรในโหมดแมนนวล โดยเปลี่ยนโดยคันโยกควบคุมภายนอก การกดคันโยกจะเป็นการปลดมอเตอร์ขับเคลื่อนและยึดวงล้อจักร เมื่อมอเตอร์รีสตาร์ท ข้อต่อจะกลับคืนสู่มอเตอร์ขับเคลื่อนโดยอัตโนมัติ - วงล้อจักรไม่สามารถต่อสู้กับมอเตอร์ที่ทำงานอยู่ได้ เนื่องจากวงล้อจักรถูกต่อเข้ากับปลอกเอาท์พุตโดยตรง การทำงานแบบแมนนวลตามปกติจึงยังคงเป็นไปได้แม้ว่าเกียร์ภายในจะล้มเหลวก็ตาม

3. ตัวกระตุ้นแบบนิวเมติก: หลักการทำงาน

แอคทูเอเตอร์แบบนิวแมติกแปลง-แรงดันอากาศอัดเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนหรือเชิงเส้น และเป็นตัวเลือกที่รวดเร็วและประหยัดที่สุดสำหรับ-วาล์วหมุนหนึ่งในสี่ของการบริการในโรงงาน

แร็ค-และ-ปีกนก:ลูกสูบตรงข้ามสองตัวจะเคลื่อนแร็คที่ขับเคลื่อนเฟืองเฟืองกลาง โดยให้การหมุน 90 องศา หน่วยแสดงสอง-ใช้อากาศเพื่อเปิดและปิด สปริง-ส่งคืนหน่วยปิด (หรือเปิด) ด้วยแรงสปริงเมื่อมีการระบายอากาศ ทำให้เกิดความล้มเหลว-ในตำแหน่งที่ปลอดภัยที่กำหนดไว้

สก๊อตช์-แอก:ก้านลูกสูบขับเคลื่อนกลไกแอกที่แปลงการเคลื่อนที่เชิงเส้นเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนด้วยแรงบิดสูงที่ปลายจังหวะ - เหมาะสำหรับบัตเตอร์ฟลายและบอลวาล์วขนาดใหญ่ที่แรงบิดที่นั่งถึงจุดสูงสุดใกล้กับตำแหน่งปิด

เครื่องประดับ:โซลินอยด์วาล์วจะเปลี่ยนการจ่ายอากาศ ตัวกำหนดตำแหน่ง (-นิวเมติกส์ไฟฟ้า) จะควบคุมตำแหน่งกลางสำหรับการมอดูเลชั่น และจำกัด-กล่องสวิตช์จะป้อนสัญญาณเปิด/ปิดกลับ การจ่ายอากาศในโรงงานโดยทั่วไปคือ 0.4–0.8 MPa โดยมีการจ่ายอากาศที่สะอาด แห้ง แบบหล่อลื่น หรือไม่- ตามที่ระบุไว้

4. แอคชูเอเตอร์ไฮดรอลิกและไฟฟ้า-

แอคชูเอเตอร์แบบไฮดรอลิกใช้น้ำมันที่มีแรงดันเพื่อสร้างแรงขับหรือแรงบิดที่สูงมากในซองขนาดกะทัดรัด เหมาะสำหรับประตูแรงดันสูงและโกลปวาล์ว ระบบปิดฉุกเฉิน และการใช้งานใต้ทะเลหรือเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่- ซึ่งแรงนิวแมติกไม่เพียงพอและระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าใช้งานไม่ได้ หน่วยไฮดรอลิกไฟฟ้า-รวมชุดปั๊มมอเตอร์ขนาดเล็ก-เข้าด้วยกัน ดังนั้นจึงต้องการเพียงแหล่งจ่ายไฟฟ้าเท่านั้น เนื่องจากน้ำมันแทบจะอัดตัวไม่ได้ แอคชูเอเตอร์ไฮดรอลิกจึงสามารถยึดตำแหน่งไว้ได้โดยไม่ต้องใช้พลังงานต่อเนื่องและตอบสนองได้เร็วมาก แต่ต้องใช้หน่วยจ่ายกำลังไฮดรอลิก การจัดการท่อ และการรั่วไหล

5. วิธีการเลือกแอคชูเอเตอร์อย่างถูกต้อง

6. ความเข้าใจผิดที่พบบ่อย

"ตัวกระตุ้นที่ใหญ่กว่าย่อมปลอดภัยกว่าเสมอ"แอคทูเอเตอร์ขนาดใหญ่เกินไป-สามารถกดดันก้านวาล์ว แอก และบ่าวาล์วได้ ขนาดโดยคำนวณแรงบิดพร้อมระยะขอบ ไม่ใช่ตามขนาดท่อ

"วงล้อจักรสามารถบังคับทิศทางของมอเตอร์ได้ตลอดเวลา"ในการออกแบบลำดับความสำคัญของมอเตอร์ มอเตอร์-จะทำงานใหม่โดยอัตโนมัติเมื่อสตาร์ท การบังคับวงล้อจักรกับมอเตอร์ที่ทำงานอยู่จะทำให้คลัตช์เสียหาย - ตามกฎการทำงานของผู้ผลิต

"สวิตช์แรงบิดมีไว้สำหรับการโอเวอร์โหลดเท่านั้น"นอกจากนี้ยังยืนยันที่นั่งด้วย: เมื่อตั้งค่าอย่างถูกต้อง สวิตช์แรงบิดจะหยุดการขับเคลื่อนที่แรงบิดของเบาะนั่ง เพื่อป้องกันทั้งเบาะนั่งใต้- (การรั่วไหล) และเบาะนั่งเกิน- (ความเสียหาย)

"นิวแมติกส์มีราคาถูกกว่าเสมอ"ใช้งานได้จริงสำหรับการเปิด/ปิดที่เรียบง่าย แต่การควบคุมแบบมอดูเลตด้วยตัวกำหนดตำแหน่ง การเตรียมอากาศ และท่อส่งอากาศที่ยาวสามารถทำให้ไฟฟ้าประหยัดตลอดอายุการใช้งานมากขึ้น

"แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าทั้งหมดเป็นแบบหลายรอบ-"ส่วน-ตัวกระตุ้นแบบหมุนด้วยไฟฟ้า (การหมุนควอเตอร์-) เป็นเรื่องปกติสำหรับบอลวาล์วและวาล์วปีกผีเสื้อ การลดลงต่างกันแต่หลักการควบคุมเหมือนกัน

คำถามที่พบบ่อย

ไตรมาสที่ 1 อะไรคือความแตกต่างระหว่างแอคทูเอเตอร์แบบเลี้ยวหลาย-และแบบแยกส่วน-?

แอคทูเอเตอร์แบบหมุนหลาย- (ตาม ISO 5210) ให้การหมุนของก้านจำนวนมากเพื่อขับเคลื่อน-วาล์วก้านที่เพิ่มขึ้น เช่น เกทและโกลบวาล์ว ตัวกระตุ้นการหมุนชิ้นส่วน- (ตาม ISO 5211) ให้การหมุน 90 องศาสำหรับบอลวาล์ว บัตเตอร์ฟลาย และปลั๊กวาล์ว การเลือกตระกูลที่ไม่ถูกต้องนั้นเป็นไปไม่ได้ที่จะแก้ไขด้วยอะแดปเตอร์เพียงอย่างเดียว - แรงบิดของไดรฟ์และรูปทรงในการติดตั้งแตกต่างกัน

ไตรมาสที่ 2 การป้องกันแรงบิดเกินพิกัดทำงานอย่างไรในแอคชูเอเตอร์ไฟฟ้า

เฟืองตัวหนอนที่ยึดสปริง-จะเคลื่อนที่ในแนวแกนเมื่อแรงบิดเอาท์พุตเกินจุดที่ตั้งสปริง- การกระจัดจะสะดุดสวิตช์แรงบิดที่หยุดมอเตอร์และส่งสัญญาณแจ้งเตือน การตั้งค่าสปริงสามารถปรับได้ และควรตั้งค่าเป็นแรงบิดก้านสูงสุดที่ผู้ผลิตวาล์วอนุญาต

ไตรมาสที่ 3 เหตุใดวงล้อจักรจึงหลุดออกเมื่อมอเตอร์สตาร์ท

นี่คือการออกแบบมอเตอร์-ลำดับความสำคัญ (คลัตช์): ข้อต่อระหว่างวงล้อจักรและปลอกเอาท์พุตจะถูกสปริง-โหลดไปทางมอเตอร์ขับเคลื่อน เมื่อมอเตอร์สตาร์ท คัปปลิ้ง-จะมีส่วนร่วมกับมอเตอร์ขับเคลื่อนอีกครั้ง ดังนั้นวงล้อจักรจึงไม่สามารถหมุนตามหรือต้านมอเตอร์ที่ทำงานอยู่ - ได้ เพื่อปกป้องผู้ควบคุมเครื่องและกระปุกเกียร์

ไตรมาสที่ 4 อะไรล้มเหลว-พฤติกรรมที่ปลอดภัยที่แอคชูเอเตอร์แบบนิวแมติกสามารถให้ได้

การออกแบบสปริงกลับ-ให้ตำแหน่งความล้มเหลวที่กำหนดไว้เมื่อเกิดความล้มเหลวของอากาศ: ล้มเหลว-ปิด (สปริงปิดวาล์ว) หรือล้มเหลว-เปิด ขึ้นอยู่กับการจัดเรียงสปริง การออกแบบที่ออกฤทธิ์สองครั้งจะล็อคในตำแหน่งเมื่อเกิดความล้มเหลวของอากาศ เว้นแต่จะมีการติดตั้งตัวสะสมหรือวาล์วล็อค-เพิ่มเติม ลักษณะการทำงานที่ต้องการจะต้องถูกกำหนดโดยการวิเคราะห์ความปลอดภัยของกระบวนการ

คำถามที่ 5 ฉันควรใช้แรงบิดเท่าใดเมื่อกำหนดขนาดแอคชูเอเตอร์

แนวปฏิบัติทางอุตสาหกรรมต้องมีแรงบิดสูงสุดที่ต้องการอย่างน้อย 1.5 เท่า รวมถึงแรงเสียดทานในการบรรจุ -แรงกดส่วนต่าง และปัจจัยด้านความปลอดภัยสำหรับการสึกหรอของบ่าตลอดอายุการใช้งานของวาล์ว เพื่อความปลอดภัย-บริการด้านเครื่องมือวัด อัตรากำไรขั้นต้น 2× หรือสูงกว่าบวกกับการตรวจสอบแรงบิดเป็นระยะเป็นเรื่องปกติ

คำถามที่ 6 มาตรฐานการติดตั้งใดที่ใช้กับแอคชูเอเตอร์วาล์ว?

ISO 5210 (เลี้ยวหลาย-) และ ISO 5211 (เลี้ยวบางส่วน-) กำหนดขนาดหน้าแปลน รายละเอียดระบบขับเคลื่อน และระดับแรงบิดระหว่างแอคชูเอเตอร์และวาล์ว ข้อกำหนดด้านความสมบูรณ์เพิ่มเติมสำหรับตัวกระตุ้นวาล์วอุตสาหกรรม-วิกฤตปิโตรเลียม-ด้านความปลอดภัยมีระบุไว้ใน ISO 12490 และระดับประสิทธิภาพสำหรับตัวกระตุ้นวาล์วอุตสาหกรรมในซีรีส์ EN 15714