Який тип привода потрібен моєму клапану?

Вибір оптимального типу виконавчого приводу [активатора] для засувок або перемикачів потоку.

що використовуються в системах переробки сипучих вантажів, вимагає ретельного аналізу. Правильний вибір типу приводу дозволяє уникнути дорогих помилок і забезпечити оптимальну продуктивність клапана протягом усього терміну його експлуатації. При прийнятті рішення слід враховувати такі фактори, як вартість придбання, експлуатаційні витрати, періодичність технічного обслуговування, запасні частини, безпека, екологічні аспекти, крутний момент та точність.

Виробники клапанів повинні ретельно аналізувати кожну конкретну ситуацію, щоб переконатися, що привід, який використовується на клапані, відповідає призначенню. Для цього необхідно оцінити наступні параметри:

1. Яку силу та в яких напрямках (натиск, тяга, вертикальний та/або горизонтальний) повинен створювати привід?

2. Яка довжина ходу необхідна для конкретної конструкції клапана та розміру прохідного отвору?

3. З якою швидкістю привід повинен переміщати заслінку або клапан клапана?

4. Скільки циклів спрацьовування потрібно за певний проміжок часу або «робочий цикл»?

5. Який бажаний термін експлуатації для конкретного комплекту приводу?

6. Як привід буде кріпитися до клапана?

7. Чи передбачає застосування певні механізми безпеки, такі як «ручне перемикання» для використання у разі відмови джерела живлення?

8. Чи впливатимуть фактори навколишнього середовища (коливання температури, вологість, вібрація або погіршення якості продукту) на роботу приводу?

9. Чи є в зоні монтажу достатньо місця для розміщення приводу?

10. Який тип електропостачання доступний на підприємстві?

11. Чи потрібна зворотний зв'язок щодо швидкості та/або положення?

 

Залежно від відповідей на ці питання, необхідно обрати оптимальний приводний механізм для конкретного застосування. Існує три основні типи лінійних приводів, що використовуються у клапанах для переробки сипучих сухих матеріалів: пневматичні, гідравлічні та електричні. Нижче наведено деякі загальні переваги та недоліки кожного з них.

Пневматичні приводи

 

Пневматичні лінійні приводи подвійної дії складаються з поршня всередині порожнистого циліндра. Тиск повітря від зовнішнього компресора переміщує поршень всередині циліндра. Зі збільшенням тиску циліндр рухається вздовж осі поршня, створюючи лінійну силу. Поршень повертається у вихідне положення завдяки подачі повітряного тиску на іншу сторону поршня.

Переваги:

•    Конструкція пневматичного приводу досить проста, що зазвичай означає легке технічне обслуговування. Кільцеві ущільнення та сідла, як правило, надійні і їх можна легко замінити, якщо це необхідно.

•    У разі збою електроживлення пневматичний циліндр може використовувати електромагнітні клапани для повернення у закрите або останнє положення. Електричний привід повинен мати ручне управління або альтернативні джерела живлення з міркувань безпеки.

•    Вимоги до крутного моменту, необхідні для більшості застосувань з перевантаження сухих сипучих матеріалів, можуть бути задоволені за допомогою пневматичних приводів.

•    Завдяки використанню правильних конфігурацій соленоїдів, датчиків та програмування ПЛК пневматичні приводи можуть забезпечувати точне проміжне позиціонування.

• Завдяки використанню стисненого повітря для роботи пневматичних приводів не потрібні небезпечні матеріали.

• Вартість одиниці пневматичних приводів значно нижча порівняно з іншими приводами.

 

Недоліки:

•    У разі збою подачі повітря неможливо змінити положення заслінки або клапана, якщо не встановлено резервний балон стисненого повітря.

•    Втрати тиску та необхідність підтримувати чисте сухе повітря в системі можуть зробити пневматику менш ефективною, ніж інші методи лінійного руху. Компресор працюватиме безперервно при робочому тиску, навіть якщо нічого не рухається.

•    Незважаючи на те, що повітря є легкодоступним, воно може бути забруднене брудом, мастилом, водою або мастилом, що призводить до простоїв та необхідності технічного обслуговування.

•    Для ефективної роботи пневматичні приводи повинні бути правильно підібрані за розміром для конкретного застосування. Неправильний вибір розміру отвору може призвести до повільного приведення в дію та потенційної неспроможності перекрити потік матеріалу.

•    Можна досягти точного контролю позиціонування; однак необхідні компоненти для точного досягнення проміжних положень можуть підвищити витрати та складність.

•    Пневматичні приводи непрактичні на великому обладнанні, яке вимагає циліндрів з великим розміром отвору, через споживання стисненого повітря.

Гідравлічні приводи

Гідравлічні лінійні приводи працюють аналогічно пневматичним приводам, але для переміщення циліндра використовується не стиснене повітря, а нестислива рідина, що подається насосом. На схемі нижче показано основну конструкцію та принцип дії гідравлічного приводу.

Переваги:

•    Гідравлічні приводи міцні та придатні для застосування в умовах, що вимагають великої сили. Вони можуть створювати сили, що в 25 разів перевищують сили пневматичних циліндрів такого ж розміру.

•    Гідравлічні двигуни мають вищий коефіцієнт потужності до ваги, ніж пневматичні приводи.

•    Гідравлічний привід може підтримувати постійні значення сили та крутного моменту без додаткового подавання рідини або тиску з насоса.

•    У гідравлічних приводах насоси та двигуни можуть бути розташовані на значній відстані з мінімальними втратами потужності.

Недоліки:

•    Гідравлічні приводи та силові агрегати, необхідні для їх роботи, можуть мати вищу собівартість одиниці порівняно з пневматичними або електричними приводами.

•    Незалежно від того, скільки запобіжних заходів вживається, у гідравліці все одно відбуватиметься витік рідини. Втрата гідравлічної рідини призводить до зниження ефективності, проблем із чистотою, потенційного забруднення навколишнього середовища та проблем із безпекою.

•    Гідравлічні приводи потребують багатьох супутніх деталей, включаючи резервуар для рідини, двигуни, насоси, клапани скидання та теплообмінники, а також обладнання для зменшення шуму. Це робить лінійні системи великими та складними для розміщення

Електричні приводи

Електричні приводи приводяться в дію двигуном, який обертає ходовий гвинт. Ходовий гвинт має суцільну гвинтову різьбу, нанесену по всій довжині його окружності. На ходовий гвинт накручується гайка або кулькова гайка з відповідною гвинтовою різьбою. Гайка не обертається разом із ходовим гвинтом (зазвичай гайка фіксується на нерухомій частині корпусу приводу). Тому, коли ходовий гвинт обертається, гайка переміщується вздовж різьби. Напрямок руху гайки залежить від напрямку обертання ходового гвинта. Підключивши тяги до гайки, рух можна перетворити на корисний лінійний зсув.

Переваги:

• Лінійні електричні приводи можна модифікувати для роботи в умовах низьких температур, де у пневматичних системах можуть виникати проблеми з еластомерними прокладками та можливим замерзанням води в трубопроводах або циліндрі.

• Електричні приводи забезпечують найвищу точність позиціонування. Їх конфігурації можна масштабувати для будь-яких цілей або вимог до зусилля, вони працюють тихо, плавно та повторювано.

• Електричні приводи можна швидко об'єднати в мережу та перепрограмувати. Вони забезпечують миттєвий зворотний зв'язок для діагностики та технічного обслуговування.

• Електричні приводи забезпечують повний контроль профілів руху та можуть бути оснащені енкодерами для регулювання швидкості, положення, крутного моменту та прикладеної сили.

• Щодо шуму, вони тихіші за пневматичні та гідравлічні приводи.

•    Оскільки витоків рідини не відбувається, виключається небезпека для навколишнього середовища.

Недоліки:

•    У разі відключення електроенергії електричний привід потребує ручного управління або альтернативного джерела живлення для закриття воріт або забезпечення функції «закриття при відмові».

•    Початкова вартість одиниці електричного приводу вища, ніж у пневматичних приводів.

•    Двигун, що працює безперервно, перегрівається, що збільшує знос редуктора. Двигун також може бути великим і створювати проблеми з монтажем.

•    Електричні приводи не підходять для всіх середовищ, на відміну від пневматичних приводів, які, як правило, безпечні в небезпечних та легкозаймистих зонах.

•    Обраний двигун обмежує зусилля, тягу та швидкість приводу фіксованими значеннями. Якщо потрібні інші значення зусилля, тяги та швидкості, двигун необхідно замінити.

 

Який виконавчий привід обрати?

Зверніться до постачальника клапанів, який допоможе визначитися, чи підійде вам пневматичний, гідравлічний чи електричний привід.  Розглянувши всі важливі питання та обговоривши переваги й недоліки обраного приводу, постачальник клапанів допоможе підібрати найкращий варіант саме для ваших потреб.