Webová nabídka

Hledání produktů

Jazyk

Podíl

Domov / Zprávy / Zprávy průmyslu / Co je to pohon a jak si vyberete správný typ pro svůj ventil?

Co je to pohon a jak si vyberete správný typ pro svůj ventil?

Definice aktuátorů: co jsou a co dělají

Téměř v každém zpracovatelském závodě, zařízení na úpravu vody nebo podzemním těžebním provozu existuje určité zařízení, které tiše vykonává fyzickou práci, která udržuje systém v chodu: pohon. Definice pohonů je jasná, jakmile se zbavíte žargonu: aktuátor je mechanické zařízení, které přeměňuje zdroj energie, obvykle elektrický, pneumatický nebo hydraulický, na řízený fyzický pohyb. Tento pohyb se pak používá k otevření, zavření nebo přiškrcení ventilu, klapky nebo jiného koncového ovládacího prvku.

Rychlá definice: Pohon je svalem za automatizovaným ovládáním ventilů. Přijímá řídicí signál, převádí uloženou nebo dodávanou energii na rotační nebo lineární pohyb a pohybuje vřetenem ventilu nebo kuličkou do požadované polohy.

K čemu se tedy aktuátor v praxi používá? Pohony se používají všude tam, kde je třeba ovládat ventil, šoupátko nebo mechanické spojení na dálku, opakovaně nebo s přesností, které se člověk otáčející ručním kolem prostě nemůže vyrovnat. Typické aplikace zahrnují regulaci průtoku v potrubí, izolaci části systému během nouzového odstavení, nastavení polohy klapky v potrubí HVAC a řízení podzemních ventilačních zařízení při těžbě uhlí. Bez pohonů by operátoři závodu museli ručně chodit ke každému ventilu a ručně jej nastavovat, což je pomalé, nekonzistentní a v mnoha případech nebezpečné.

Typy pohonů: Vysvětleny 4 hlavní kategorie

Když se lidé ptají na různé typy pohonů, většina průmyslových katalogů je seskupuje do čtyř širokých kategorií podle jejich zdroje energie. Pochopení těchto 4 typů pohonů je prvním krokem ke specifikaci správného vybavení pro danou aplikaci.

Typ pohonu Zdroj energie Typický pohyb Společná aplikace
Elektrický Elektrický motor and gearbox Rotační nebo lineární, přesné polohování Procesní ventily, dálková automatizace
Pneumatické Stlačený vzduch Rychlý čtvrtotáčkový nebo lineární zdvih On-off a rychle cyklující ventily
Hydraulické Stlačená kapalina Vysoká síla, pomalá až střední rychlost Ventily velkého průměru, těžké stroje
Ruční nebo mechanické Lidské úsilí nebo síla pružiny Pohon ručním kolem nebo pákou Záložní provoz, malé ventily

Každá kategorie má své silné stránky. Elektrické a pneumatické pohony dominují moderní průmyslové automatizaci, protože se snadno propojují s řídicími systémy, zatímco hydraulické jednotky jsou vyhrazeny pro aplikace, kde hrubá síla převažuje nad potřebou kompaktní velikosti. Ruční pohony zůstávají relevantní jako záloha zabezpečená proti selhání při přerušení napájení nebo přívodu vzduchu.

Elektrické pohony: Páteř moderní automatizace ventilů


Electric Actuators for industrial valve automation

elektrické pohony pomocí integrovaného motoru, redukčního převodu a řídicího modulu přesuňte dřík ventilu nebo kouli do požadované polohy. Protože odebírají energii pouze při pohybu, jsou vhodné pro zařízení, kde je infrastruktura stlačeného vzduchu drahá nebo nedostupná. Moderní jednotky obvykle zahrnují místní řídicí stanici, zpětnou vazbu polohy, omezení točivého momentu a komunikační rozhraní pro integraci do celopodnikového řídicího systému.

Mezi hlavní výhody elektrického ovládání v průmyslové automatizaci ventilů patří:

  • Přesné, opakovatelné polohování vhodné pro modulované řízení, nejen pro provoz otevřeno-zavřeno
  • Není potřeba síť stlačeného vzduchu, což snižuje náklady na instalaci na vzdálených místech
  • Vestavěná diagnostika, jako je monitorování točivého momentu a tepelná ochrana
  • Kompatibilita se standardními průmyslovými komunikačními protokoly pro vzdálené monitorování

Elektrické pohony jsou běžně specifikovány pro šoupátkové, kulové, kulové, motýlkové a kuželkové ventily v průmyslu úpravy vody, výroby energie, ropy a plynu a chemického zpracovatelského průmyslu.

Víceotáčkové vs čtvrtotáčkové elektrické pohony: Přizpůsobení pohonu ventilu

Ne všechny ventily se pohybují stejným způsobem, a zde je pro správnou specifikaci důležité rozlišení mezi víceotáčkovými a čtvrtotáčkovými pohony.

Multi Turn Electric Actuator for gate and globe valves

Víceotáčkový elektrický pohon

A víceotáčkový elektrický pohon je navržen tak, aby poskytoval mnoho plných otáček výstupního točivého momentu, který odpovídá zdvihu závitového dříku šoupátka a ventilů. Tyto pohony jsou ideální tam, kde ventil vyžaduje desítky nebo dokonce stovky otáček, aby se posunul z plně zavřeného do plně otevřeného.

Quarter Turn Electric Actuator for ball and butterfly valves

Čtvrtotáčkový elektrický pohon

A čtvrtotáčkový elektrický pohon poskytuje výstupní zdvih 90 stupňů, který odpovídá provoznímu rozsahu kulových a škrticích ventilů. Vzhledem k tomu, že plný zdvih je krátký, tyto akční členy obvykle pracují rychleji než víceotáčkové jednotky s podobným točivým momentem.

Funkce Multi Turn Čtvrtotáčkový
Typický typ ventilu Brána, zeměkoule, zástrčka Míč, motýl, tlumič
Výstupní pohyb Vícenásobné otočení otočení o 90 stupňů
Rychlost cyklu Pomaleji, postupně Rychlejší, téměř okamžitě
Nejlépe se hodí pro Škrcení a izolace na ventilech s dlouhým vřetenem Rychlé vypnutí a přesměrování průtoku

Lineární elektrické aktuátory pro přímé řízení pohybu

Liner Electric Actuator for straight line valve stem travel

Některé ventily a mechanické sestavy se neotáčejí vůbec; místo toho se spoléhají na push-pull stopku, která se pohybuje v přímé linii. A vložkový elektrický pohon je zkonstruován tak, aby převáděl rotační výstup interního motoru na lineární tah pomocí vodícího šroubu nebo podobného mechanismu. Tato konstrukce je běžná u regulačních ventilů, klapek s posuvnými šoupátky a některých lineárních izolačních ventilů, kde rotační pohyb nemůže být aplikován přímo na vřeteno.

Klíčová hlediska při specifikaci lineárního elektrického pohonu zahrnují maximální délku zdvihu, přítlačnou sílu potřebnou k překonání tření vřetene a tlakového zatížení a potřebu ručního ovládání v případě ztráty výkonu.

Pneumatické pohony: Rychlé cyklování s vlastní bezpečnostní funkcí

Pneumatic Actuators with fail safe spring return

pneumatické pohony použijte stlačený vzduch působící na píst nebo membránu k vytvoření rotační nebo lineární síly. Vzhledem k tomu, že stlačený vzduch je akumulovaná energie, jsou pneumatické pohony přirozeně vhodné pro systémy pohonů zabezpečených proti selhání: konstrukce s vratnou pružinou automaticky posune ventil do předem určené bezpečné polohy, pokud dojde ke ztrátě přívodu vzduchu, aniž by se vůbec spoléhalo na elektrickou energii.

Mezi typické výhody pneumatického ovládání patří:

  1. Velmi rychlé časy cyklů, často pod sekundu u menších čtvrtotáčkových jednotek
  2. Jednoduchá, robustní konstrukce s malým počtem elektronických součástek, které selžou
  3. Inherentní kompatibilita s nebezpečnými prostory, protože na samotném pohonu nevzniká žádná elektrická jiskra
  4. Nižší jednotkové náklady tam, kde již na místě existuje síť stlačeného vzduchu

Kompromisem je, že pneumatické systémy vyžadují spolehlivý, dobře udržovaný přívod vzduchu a přesné modulační řízení je obecně složitější než u elektrického ovládání.

Elektrický pohon uhelných dolů: Navržen pro extrémní podzemní podmínky

Coal Mine Electric Actuator for underground mining valve control

Podzemní těžba představuje jedno z nejdrsnějších provozních prostředí pro jakýkoli kus automatizačního zařízení. Hořlavý plyn, uhelný prach, vysoká vlhkost a neustálé vibrace – to vše klade další požadavky na ovládání ventilu. A uhelný důl elektrický pohon je vyroben s vyztuženým, nehořlavým krytem navrženým tak, aby obsahoval jakoukoli vnitřní jiskru nebo oblouk, takže nemohlo dojít k zapálení výbušné atmosféry mimo kryt.

Při výběru správného pohonu pro těžební aplikace jde několik faktorů nad rámec standardního kontrolního seznamu pro povrchové závody:

  • Certifikovaná odolnost proti výbuchu nebo nevýbušnosti odpovídající klasifikaci důlních plynů a prachu
  • Nátěry a těsnění odolné proti korozi, aby odolávaly trvalé vlhkosti a pronikání uhelného prachu
  • Zesílená kabeláž a konektory odolné proti mechanickému nárazu pohybujícího se zařízení
  • Místní ruční ovládání, takže ventilační nebo odvodňovací ventily mohou být stále v provozu během výpadku proudu

Tyto požadavky dělají z elektrických pohonů uhelných dolů samostatnou produktovou kategorii spíše než jednoduchou variantu standardní průmyslové jednotky.

Jak vybrat správný pohon: praktický rámec rozhodování

Výběr mezi elektrickým, pneumatickým, víceotáčkovým, čtvrtotáčkovým nebo lineárním ovládáním sestává z krátkého seznamu technických otázek. Níže uvedený diagram nastiňuje obecnou rozhodovací sekvenci používanou automatizačními inženýry při specifikaci nového pohonu.

Tok rozhodnutí o výběru aktuátoru Identifikovat typ ventilu Určit potřeba točivého momentu Posoudit stránky prostředí Zkontrolujte napájení nebo přívod vzduchu Vyberte typ pohonu Požadavek na bezpečnost při poruše a klasifikace nebezpečného prostoru jsou kontrolovány v každé fázi, nejen při konečném výběru.

Požadavky na krouticí moment pro kulové ventily: Obecná reference

Požadavky na točivý moment pro kulové ventily se zvyšují s průměrem ventilu a tlakem v potrubí a výrobci zveřejňují tabulky točivého momentu pro přesné dimenzování. Jako obecný odkaz pouze pro účely plánování vidí inženýři obvykle následující relativní vzorec:

Rozsah velikostí kulového ventilu Relativní požadavek na točivý moment Typická třída pohonů
Malý otvor, do 2 palců Nízká Kompaktní čtvrtotáčkový elektrický nebo pneumatický
Střední vrtání, 3 až 8 palců Mírný Standardní čtvrtotáčkový elektrický
Velký otvor, nad 8 palců Vysoká Výkonný čtvrtotáčkový nebo hydraulický asistent

Před dokončením výběru pohonu vždy ověřte skutečný požadovaný krouticí moment podle datového listu výrobce ventilu, včetně bezpečnostní rezervy pro tření sedla a krouticí moment sedla na konci dráhy.

Elektrické vs. pneumatické ovládání v nebezpečných prostředích

U projektů zahrnujících hořlavý plyn, uhelný prach nebo jiné klasifikované nebezpečné oblasti si volba mezi elektrickým a pneumatickým ovládáním v nebezpečném prostředí zaslouží zvláštní pozornost.

Ohleduplnost Elektrický Actuator Pneumatické Actuator
Bezpečné při výpadku napájení Vyžaduje záložní baterii nebo mechanický bezpečnostní modul Samozřejmostí je design s vratnou pružinou
Způsob ochrany proti výbuchu Ohnivzdorný nebo zvýšený bezpečnostní kryt Skutečně nízké riziko jisker na těle pohonu
Přesnost polohování Vysoká, suitable for modulating duty Nejvhodnější pro provoz mimo provoz, pokud není vybaven polohovadlem
Závislost na infrastruktuře Spolehlivé elektrické napájení a kabeláž Čistá, suchá, dostatečně dimenzovaná síť stlačeného vzduchu

V praxi mnoho zařízení v prostředí s nebezpečím výbuchu používá kombinaci obou technologií, kdy se používá pneumatické ovládání tam, kde je důležité rychlé a bezpečné vypnutí, a elektrické ovládání, kde je prioritou přesná dálkově ovládaná modulace.

Často kladené otázky

Q1: K čemu se používá pohon v typickém zpracovatelském závodě?

Pohon se používá k automatickému otevírání, zavírání nebo škrcení ventilu nebo klapky na základě řídicího signálu, takže operátor nemusí nastavovat zařízení ručně.

Q2: Jaké jsou 4 typy pohonů nejčastěji uváděné v průmyslu?

Čtyři běžně zmiňované kategorie jsou elektrické, pneumatické, hydraulické a ruční nebo mechanické pohony, z nichž každý je definován svým zdrojem energie.

Q3: Jak poznám, zda potřebuji víceotáčkový nebo čtvrtotáčkový elektrický pohon?

Určuje to typ ventilu: šoupátkové a uzavírací ventily se závitovým dříkem obvykle potřebují víceotáčkový elektrický pohon, zatímco kulové a škrticí ventily se zdvihem 90 stupňů potřebují čtvrtotáčkový elektrický pohon.

Q4: Proč se elektrické pohony uhelných dolů liší od standardních jednotek?

Elektrické pohony uhelných dolů zahrnují nehořlavé kryty, zesílené těsnění a ochranu proti korozi pro bezpečný provoz ve výbušných, prašných a vlhkých podzemních podmínkách.

Q5: Je pneumatický pohon vždy bezpečný při poruše?

Ne automaticky. Chování při výpadku při ztrátě přívodu vzduchu závisí na tom, zda je pohon vybaven vratným pružinovým mechanismem určeným k pohonu ventilu do předem určené bezpečné polohy.

Q6: Jak se určuje krouticí moment pro pohon kulového ventilu?

Kroutící moment je určen z údajů publikovaných výrobcem ventilů na základě velikosti ventilu, tlaku v potrubí a tření sedla, s přidanou bezpečnostní rezervou, spíše než z jedné pevné hodnoty.

Předchozí příspěvek Jak si vybrat výrobce pohonů, kteří udržují důlní ventily pod tlakem

Související produkty

Kategorie
Nedávné příspěvky
Kontaktujte US
Kontaktujte nás
Tvarujte budoucnost produktu s námi!