Attuatori elettrici e pneumaticiper valvole di pipeline: Sembra che i due tipi di attuatori siano abbastanza diversi e la scelta deve essere fatta in base alla fonte di alimentazione disponibile nel sito di installazione.Ma in realtà questa visione è parziale.Oltre alle differenze principali ed evidenti, presentano anche una serie di caratteristiche uniche meno evidenti.

Gli attuatori elettrici e pneumatici sono i due meccanismi di azionamento più comunemente utilizzati nei sistemi di automazione.Di solito, la decisione sulla scelta dell'attuatore viene presa nella fase di progettazione di base e verrà utilizzata fino alla fine del ciclo di vita dopo l'installazione.

Quando si sceglie il tipo di potenza dell'attuatore, spesso le persone non considerano i parametri del mezzo di processo nella tubazione, ma prestano attenzione solo ai materiali di riferimento interni del progettista, alla situazione dell'alimentazione elettrica o se il sito può fornire una grande quantità quantità di gas prefabbricato.

Tuttavia, nel corso del funzionamento, si riscontra spesso che alcune valvole devono essere dotate di attuatori oppure i parametri del fluido di processo in alcune valvole cambiano.Sorge quindi la domanda: devo mantenere l'attuatore originale o sostituirlo con un altro attuatore per migliorare le prestazioni?

Maggiore durata

Questo articolo introdurrà e confronterà le principali caratteristiche prestazionali degli attuatori elettrici e pneumatici.

In circostanze normali, i produttori garantiranno 10.000 cicli di funzionamento per gli attuatori elettrici e 100.000 cicli di funzionamento per gli attuatori pneumatici.Ovviamente, in termini di numero di cicli di funzionamento, l'attuatore pneumatico ha una vita più lunga a causa della sua struttura più semplice.Inoltre, la superficie di contatto ad attrito dell'attuatore pneumatico è realizzata in elastomero o polimero e gli O-ring usurati e gli elementi di guida in plastica sono facili da sostituire.

Come attuatore elettrico, solitamente è presente un riduttore dal motore all'albero di uscita.Ci sono molti ingranaggi che si ingranano tra loro e che si consumano durante il funzionamento.Vale anche la pena notare che non è necessario cambiare il grasso lubrificante durante l'intero ciclo di vita dell'attuatore pneumatico.

Coppia

Uno dei parametri prestazionali più importanti degli attuatori per valvole per tubazioni è la coppia.La coppia di un attuatore elettrico dipende dalla struttura (componente costante) e dalla tensione applicata allo statore.La coppia di un attuatore pneumatico dipende dalla struttura (componente costante) e dalla pressione dell'aria di alimentazione fornita all'attuatore pneumatico.

Generalmente, la coppia dell'attuatore deve essere maggiore della coppia massima della valvola o maggiore della coppia richiesta per spostare l'elemento di intercettazione.Nell'uso reale, la coppia effettiva della valvola può essere maggiore della coppia massima indicata dal marchio del produttore e anche maggiore della coppia massima dell'attuatore.Questa è senza dubbio un'emergenza.

Se si continua a far funzionare l'attuatore, si potrebbero causare danni all'attuatore e alla valvola.Se la coppia della valvola aumenta, il motore aumenterà gradualmente la coppia fino a raggiungere il valore di pull-out (il valore di pull-out).Ciò significa che la struttura meccanica è costretta a produrre e sopportare una coppia eccessiva oltre l'intervallo di progetto.

Protezione dalla coppia eccessiva

Per evitare danni all'apparecchiatura nelle condizioni sopra indicate, l'attuatore elettrico può essere dotato di alcuni dispositivi speciali.Il più comune è l'interruttore di coppia, che può essere meccanico (il principio di funzionamento comune è che l'ingranaggio a vite senza fine si muove assialmente linearmente nello stato di sovracoppia);può anche essere elettronico (il principio comune è misurare la corrente dello statore, o effetto Hall).Quando la coppia supera il valore massimo progettato, l'interruttore di coppia può interrompere la tensione dello statore e arrestare il motore dell'attuatore.Non è necessaria la protezione da sovracoppia negli attuatori pneumatici.Se la coppia applicata alla valvola supera il limite specificato, le proprietà fisiche dell'aria compressa faranno sì che l'attuatore pneumatico smetta di funzionare.A differenza degli attuatori elettrici, la coppia di uscita degli attuatori pneumatici non supererà il limite di progettazione.Si può considerare che se la valvola della tubazione è dotata di un attuatore pneumatico, viene eliminato il rischio di guasto dell'apparecchiatura dovuto alla coppia che supera il valore specificato.

Design a prova di esplosione

Se nell'ambiente di utilizzo sono presenti merci pericolose, le apparecchiature elettriche potrebbero provocare un'esplosione.Per quanto riguarda i livelli di protezione e i metodi di protezione nell'ambiente pericoloso, non sono inclusi in questo articolo a causa di limitazioni di spazio.

Tuttavia è ancora necessario sottolineare che le apparecchiature antideflagranti devono essere utilizzate in ambienti con materiali pericolosi.

Rispetto agli attuatori elettrici standard industriali convenzionali, gli attuatori elettrici antideflagranti per le valvole delle tubazioni sono più costosi e più complicati nella progettazione.Anche se l'attuatore pneumatico viene utilizzato in un ambiente pericoloso, non esiste alcun rischio potenziale di esplosione.Per gli attuatori pneumatici, la progettazione speciale per ambienti pericolosi è limitata anche a posizionatori, elettrovalvole e finecorsa (Figura 1-3).Di conseguenza, se per azionare una valvola di una tubazione si utilizza un attuatore pneumatico con accessorio antideflagrante, il costo sarà notevolmente inferiore rispetto a quello di un attuatore elettrico antideflagrante con la stessa funzione.

Posizionamento

Gli attuatori pneumatici presentano uno dei difetti più significativi.Quando l'attuatore raggiunge la metà della corsa, il posizionamento è più complicato, il che significa che il posizionamento della spola della valvola di controllo è più difficile.

A causa delle caratteristiche fisiche dell'aria, la precisione di posizionamento degli attuatori pneumatici è molte volte inferiore a quella degli attuatori elettrici.Se l'attuatore elettrico adotta un motore passo-passo, la sua precisione di posizionamento è diversi ordini di grandezza superiore a quella di un attuatore pneumatico dotato di posizionatore.Quest'ultimo può essere utilizzato solo per sistemi che non richiedono elevata precisione di posizionamento o accuratezza di controllo.Gli attuatori pneumatici utilizzati nelle valvole delle tubazioni hanno le proprie caratteristiche nella progettazione strutturale: tutti i componenti del sistema di controllo sono installati sulla superficie esterna dell'attuatore o all'esterno della struttura principale.Se è necessario cambiare la modalità operativa da spento a controllo, è necessario sostituire l'elettrovalvola con un posizionatore.Poiché questi due componenti sono installati all'esterno dell'attuatore pneumatico e il design della superficie di accoppiamento è lo stesso, è più conveniente rimuovere il distributore e installare il posizionatore.In altre parole, lo stesso attuatore pneumatico può essere utilizzato sia per l'arresto che per il controllo sostituendo i relativi accessori (Figura 1-2).