Menu

Vyhľadávanie produktov

Jazyk

Podieľať sa

Domov / Novinky / Priemyselné správy / Čo je to pohon a ako si vyberiete správny typ pre váš ventil?

Čo je to pohon a ako si vyberiete správny typ pre váš ventil?

Definícia akčných členov: Čo sú a čo robia

Takmer v každom spracovateľskom závode, zariadení na úpravu vody alebo podzemnej banskej prevádzke sa nachádza časť zariadenia, ktorá ticho vykonáva fyzickú prácu, ktorá udržuje systém v chode: pohon. Po odstránení žargónu je definícia pohonov jednoduchá: pohon je mechanické zariadenie, ktoré premieňa zdroj energie, zvyčajne elektrický, pneumatický alebo hydraulický, na riadený fyzický pohyb. Tento pohyb sa potom používa na otvorenie, zatvorenie alebo priškrtenie ventilu, klapky alebo iného koncového ovládacieho prvku.

Rýchla definícia: Pohon je svalom za automatizovaným ovládaním ventilov. Prijíma riadiaci signál, premieňa uloženú alebo dodanú energiu na rotačný alebo lineárny pohyb a posúva drieku ventilu alebo guľôčku do prikázanej polohy.

Na čo sa teda pohon v praxi používa? Pohony sa používajú všade tam, kde je potrebné ovládať ventil, posúvač alebo mechanické spojenie na diaľku, opakovane alebo s presnosťou, ktorej sa človek otáčajúci ručným kolesom jednoducho nemôže vyrovnať. Typické aplikácie zahŕňajú reguláciu prietoku v potrubí, izoláciu časti systému počas núdzového odstavenia, nastavenie polohy klapky v potrubí HVAC a ovládanie podzemného vetracieho zariadenia pri ťažbe uhlia. Bez ovládačov by operátori zariadení museli manuálne chodiť ku každému ventilu a nastavovať ho ručne, čo je pomalé, nekonzistentné a v mnohých prípadoch nebezpečné.

Typy pohonov: Vysvetlené 4 hlavné kategórie

Keď sa ľudia pýtajú na rôzne typy pohonov, väčšina priemyselných katalógov ich zoskupuje do štyroch širokých kategórií na základe ich zdroja energie. Pochopenie týchto 4 typov pohonov je prvým krokom k špecifikácii správneho zariadenia pre danú aplikáciu.

Typ pohonu Zdroj energie Typický pohyb Spoločná aplikácia
Elektrické Elektrické motor and gearbox Rotačné alebo lineárne, presné polohovanie Procesné ventily, diaľková automatizácia
Pneumatické Stlačený vzduch Rýchly štvrťotáčkový alebo lineárny zdvih On-off a rýchlo cyklujúce ventily
Hydraulické Stlačená kvapalina Vysoká sila, pomalá až stredná rýchlosť Ventily s veľkým priemerom, ťažké stroje
Manuálne alebo mechanické Ľudské úsilie alebo sila pružiny Poháňané ručným kolesom alebo pákou Záložná prevádzka, malé ventily

Každá kategória má svoje silné stránky. Elektrické a pneumatické pohony dominujú modernej priemyselnej automatizácii, pretože sa ľahko spájajú s riadiacimi systémami, zatiaľ čo hydraulické jednotky sú vyhradené pre aplikácie, kde hrubá sila prevažuje nad potrebou kompaktných rozmerov. Ručné pohony zostávajú relevantné ako záloha zabezpečená proti poruche pri prerušení napájania alebo prívodu vzduchu.

Elektrické pohony: chrbtica modernej automatizácie ventilov


Electric Actuators for industrial valve automation

elektrické pohony použite integrovaný motor, redukčnú prevodovku a riadiaci modul na posunutie drieku ventilu alebo gule do prikázanej polohy. Pretože spotrebúvajú energiu len pri pohybe, sú vhodné do zariadení, kde je infraštruktúra stlačeného vzduchu drahá alebo nedostupná. Moderné jednotky zvyčajne obsahujú lokálnu riadiacu stanicu, polohovú spätnú väzbu, obmedzenie krútiaceho momentu a komunikačné rozhrania na integráciu do celopodnikového riadiaceho systému.

Medzi hlavné výhody elektrického pohonu v priemyselnej automatizácii ventilov patria:

  • Presné, opakovateľné polohovanie vhodné pre modulované riadenie, nielen pre prevádzku otvorené-zatvorené
  • Nie je potrebná sieť stlačeného vzduchu, čím sa znižujú náklady na inštaláciu na vzdialených miestach
  • Zabudovaná diagnostika ako monitorovanie krútiaceho momentu a tepelná ochrana
  • Kompatibilita so štandardnými priemyselnými komunikačnými protokolmi pre vzdialené monitorovanie

Elektrické pohony sú bežne špecifikované pre bránové, guľové, guľové, motýľové a zátkové ventily v oblasti úpravy vody, výroby energie, ropy a plynu a chemického spracovateľského priemyslu.

Viacotáčkové vs štvrťotáčkové elektrické pohony: Prispôsobenie pohonu ventilu

Nie všetky ventily sa pohybujú rovnakým spôsobom a práve tu je dôležité rozlišovať medzi viacotáčkovými a štvrťotáčkovými pohonmi pre správnu špecifikáciu.

Multi Turn Electric Actuator for gate and globe valves

Viacotáčkový elektrický pohon

A viacotáčkový elektrický pohon je navrhnutý tak, aby poskytoval veľa plných otáčok výstupného krútiaceho momentu, ktorý zodpovedá dráhe závitového drieku posúvača a ventilov. Tieto pohony sú ideálne tam, kde ventil vyžaduje desiatky alebo dokonca stovky otáčok na pohyb z úplne zatvoreného do úplne otvoreného.

Quarter Turn Electric Actuator for ball and butterfly valves

Štvrťotáčkový elektrický pohon

A štvrťotáčkový elektrický pohon poskytuje výstupný zdvih 90 stupňov, ktorý zodpovedá prevádzkovému rozsahu guľových a škrtiacich ventilov. Pretože celý zdvih je krátky, tieto pohony zvyčajne cyklujú rýchlejšie ako viacotáčkové jednotky s podobným krútiacim momentom.

Funkcia Viacnásobná zákruta Štvrťová zákruta
Typický typ ventilu Brána, zemeguľa, zástrčka Lopta, motýľ, tlmič
Výstupný pohyb Viacnásobné rotácie otočenie o 90 stupňov
Rýchlosť cyklu Pomalšie, postupne Rýchlejšie, takmer okamžite
Najlepšie sa hodí pre Škrtenie a izolácia na ventiloch s dlhým vretenom Rýchle vypnutie a presmerovanie toku

Lineárne elektrické pohony pre riadenie pohybu v priamom smere

Liner Electric Actuator for straight line valve stem travel

Niektoré ventily a mechanické zostavy sa vôbec neotáčajú; namiesto toho sa spoliehajú na push-pull stonku, ktorá sa pohybuje v priamom smere. A vložkový elektrický pohon je skonštruovaný tak, aby premieňal rotačný výstup interného motora na lineárny ťah pomocou vodiacej skrutky alebo podobného mechanizmu. Táto konštrukcia je bežná na regulačných ventiloch, klapkách s posuvnými bránami a určitých lineárnych izolačných ventiloch, kde rotačný pohyb nemožno aplikovať priamo na vreteno.

Kľúčové úvahy pri špecifikácii lineárneho elektrického pohonu zahŕňajú maximálnu dĺžku zdvihu, prítlačnú silu potrebnú na prekonanie trenia hriadeľa a tlakového zaťaženia a potrebu manuálneho ovládania v prípade straty výkonu.

Pneumatické pohony: Rýchle cyklovanie s inherentnými možnosťami zabezpečenia proti poruche

Pneumatic Actuators with fail safe spring return

pneumatické pohony použite stlačený vzduch pôsobiaci na piest alebo membránu na vytvorenie rotačnej alebo lineárnej sily. Pretože stlačený vzduch je akumulovaná energia, pneumatické pohony sú prirodzene vhodné pre systémy pohonov s ochranou proti poruche: konštrukcia s vratnou pružinou automaticky posunie ventil do vopred určenej bezpečnej polohy, ak dôjde k strate prívodu vzduchu, bez toho, aby sa vôbec spoliehal na elektrickú energiu.

Medzi typické výhody pneumatického ovládania patria:

  1. Veľmi rýchle časy cyklov, často pod sekundu pre menšie štvrťotáčkové jednotky
  2. Jednoduchá, robustná konštrukcia s niekoľkými elektronickými komponentmi, ktoré môžu zlyhať
  3. Prirodzená kompatibilita s nebezpečnými oblasťami, pretože na samotnom pohone nevzniká žiadna elektrická iskra
  4. Nižšie jednotkové náklady tam, kde už na mieste existuje sieť stlačeného vzduchu

Kompromisom je, že pneumatické systémy vyžadujú spoľahlivý, dobre udržiavaný prívod vzduchu a presné modulačné riadenie je vo všeobecnosti zložitejšie ako pri elektrickom ovládaní.

Elektrický pohon uhoľnej bane: Navrhnutý pre extrémne podzemné podmienky

Coal Mine Electric Actuator for underground mining valve control

Podzemná ťažba predstavuje jedno z najtvrdších prevádzkových prostredí pre akékoľvek automatizačné zariadenie. Horľavý plyn, uhoľný prach, vysoká vlhkosť a neustále vibrácie kladú dodatočné požiadavky na ovládanie ventilu. A elektrický pohon uhoľnej bane je skonštruovaný s vystuženým, ohňovzdorným krytom navrhnutým tak, aby obsahoval akúkoľvek vnútornú iskru alebo oblúk, takže nemôže zapáliť výbušnú atmosféru mimo krytu.

Pri výbere správneho pohonu pre banské aplikácie niekoľko faktorov presahuje štandardný kontrolný zoznam pre povrchové zariadenia:

  • Certifikovaná ochrana proti výbuchu alebo ohňu zodpovedajúca klasifikácii banských plynov a prachu
  • Nátery a tesnenia odolné voči korózii odolávajú pretrvávajúcej vlhkosti a uhoľnému prachu
  • Zosilnená kabeláž a konektory odolné voči mechanickým nárazom pohybujúcich sa zariadení
  • Miestne manuálne ovládanie, takže ventilačné alebo odvodňovacie ventily môžu byť stále prevádzkované počas výpadku prúdu

Tieto požiadavky robia z elektrických pohonov uhoľných baní skôr odlišnú kategóriu produktov než jednoduchý variant štandardnej priemyselnej jednotky.

Ako vybrať správny pohon: praktický rámec rozhodovania

Výber medzi elektrickým, pneumatickým, viacotáčkovým, štvrťotáčkovým alebo lineárnym ovládaním spočíva v krátkom zozname technických otázok. Nižšie uvedený diagram znázorňuje všeobecnú postupnosť rozhodovania, ktorú používajú inžinieri automatizácie pri špecifikácii nového pohonu.

Tok rozhodnutia o výbere ovládača Identifikovať typ ventilu Určiť potreba krútiaceho momentu Posúdiť stránku životné prostredie Skontrolujte napájanie alebo prívod vzduchu Vyberte typ pohonu Požiadavky na bezpečnosť pri poruche a klasifikácia nebezpečných oblastí sa kontrolujú v každej fáze, nielen pri konečnom výbere.

Požiadavky na krútiaci moment pre guľové ventily: Všeobecná príručka

Požiadavky na krútiaci moment pre guľové ventily sa zvyšujú s priemerom ventilu a tlakom v potrubí a výrobcovia zverejňujú tabuľky krútiaceho momentu pre presné dimenzovanie. Ako všeobecný odkaz len na účely plánovania inžinieri bežne vidia nasledujúci relatívny vzorec:

Rozsah veľkostí guľového ventilu Relatívna požiadavka na krútiaci moment Typická trieda ovládačov
Malý otvor, do 2 palcov Nízka Kompaktné štvrťotáčkové elektrické alebo pneumatické
Stredný otvor, 3 až 8 palcov Mierne Štandardné štvrťotáčkové elektrické
Veľký otvor, nad 8 palcov Vysoká Ťažký štvrťotáčkový alebo hydraulický asistent

Pred dokončením výberu pohonu si vždy overte skutočný požadovaný krútiaci moment podľa údajového listu výrobcu ventilu, vrátane bezpečnostnej rezervy pre trenie sedla a moment dosadnutia na konci dráhy.

Elektrické verzus pneumatické ovládanie v nebezpečných prostrediach

Pri projektoch zahŕňajúcich horľavý plyn, uhoľný prach alebo iné klasifikované nebezpečné oblasti si výber medzi elektrickým a pneumatickým ovládaním v nebezpečných prostrediach zasluhuje osobitnú pozornosť.

Úvaha Elektrické Actuator Pneumatické Actuator
Bezpečné pri výpadku dodávky Vyžaduje záložnú batériu alebo mechanický bezpečnostný modul Súvisí s dizajnom s vratnou pružinou
Metóda ochrany proti výbuchu Ohňovzdorný alebo zvýšený bezpečnostný kryt Skutočne nízke riziko iskier na telese ovládača
Presnosť polohovania Vysoká, suitable for modulating duty Najlepšie pre službu zapnutia a vypnutia, pokiaľ nie je vybavená polohovadlom
Závislosť na infraštruktúre Spoľahlivé elektrické napájanie a kabeláž Čistá, suchá, primerane dimenzovaná sieť stlačeného vzduchu

V praxi mnohé zariadenia v nebezpečných oblastiach používajú kombináciu oboch technológií, pričom používajú pneumatické ovládanie, kde je dôležité rýchle a bezpečné vypnutie, a elektrické ovládanie, kde je prioritou presná diaľkovo ovládaná modulácia.

Často kladené otázky

Q1: Na čo sa pohon používa v typickom spracovateľskom závode?

Pohon sa používa na automatické otváranie, zatváranie alebo škrtenie ventilu alebo klapky na základe riadiaceho signálu, čím sa odstraňuje potreba, aby operátor nastavoval zariadenie ručne.

Q2: Aké sú 4 typy ovládačov, ktoré sa v priemysle najčastejšie uvádzajú?

Štyri bežne uvádzané kategórie sú elektrické, pneumatické, hydraulické a manuálne alebo mechanické pohony, z ktorých každý je definovaný svojim zdrojom energie.

Q3: Ako zistím, či potrebujem viacotáčkový alebo štvrťotáčkový elektrický pohon?

Určuje to typ ventilu: uzatváracie a guľové ventily so závitovým driekom zvyčajne potrebujú viacotáčkový elektrický pohon, zatiaľ čo guľové a škrtiace ventily so zdvihom 90 stupňov potrebujú štvrťotáčkový elektrický pohon.

Q4: Prečo sa elektrické pohony uhoľných baní líšia od štandardných jednotiek?

Elektrické pohony uhoľných baní zahŕňajú ohňovzdorné kryty, zosilnené tesnenie a ochranu proti korózii, aby mohli bezpečne fungovať vo výbušných, prašných a vlhkých podzemných podmienkach.

Otázka 5: Je pneumatický pohon vždy bezpečný pri poruche?

Nie automaticky. Bezpečné správanie pri strate prívodu vzduchu závisí od toho, či je pohon vybavený vratným pružinovým mechanizmom určeným na pohon ventilu do vopred určenej bezpečnej polohy.

Q6: Ako sa určuje krútiaci moment pre pohon guľového ventilu?

Krútiaci moment sa určuje z údajov publikovaných výrobcom ventilu na základe veľkosti ventilu, tlaku v potrubí a trenia sedla s pridanou bezpečnostnou rezervou, a nie z jednej pevnej hodnoty.

Predchádzajúci príspevok Ako si vybrať výrobcov pohonov, ktorí udržujú banské ventily v chode pod tlakom

Súvisiace výrobky

Kategórie
Posledné príspevky
Kontaktujte US333
Kontaktujte nás
Tvarujte budúcnosť produktu s nami!