Електрически и пневматични задвижващи механизмиЗа тръбопроводни клапани: Изглежда, че двата вида задвижващи механизми са доста различни и изборът трябва да се направи според наличния източник на захранване на мястото на монтаж. Но всъщност това мнение е предубедено. В допълнение към основните и очевидни разлики, те имат и редица по-малко очевидни уникални характеристики.

Електрическите и пневматичните задвижващи механизми са двата най-често използвани задвижващи механизма в системите за автоматизация. Обикновено решението за избор на задвижващ механизъм се взема на етапа на основно проектиране и ще се използва до края на жизнения цикъл след монтажа.

При избора на типа захранване на задвижващия механизъм, хората често не вземат предвид параметрите на технологичната среда в тръбопровода, а обръщат внимание само на вътрешните справочни материали на проектанта, ситуацията със захранването или дали обектът може да доставя голямо количество предварително сглобен газ.

Въпреки това, в процеса на експлоатация често се установява, че някои клапани трябва да бъдат оборудвани със задвижващи механизми или параметрите на технологичната среда в някои клапани ще се променят. Тогава възниква въпросът: Трябва ли да запазя оригиналния задвижващ механизъм или да го заменя с друг, за да подобря производителността?

По-дълъг експлоатационен живот

Тази статия ще представи и сравни основните характеристики на електрическите и пневматичните задвижващи механизми.

При нормални обстоятелства производителите гарантират 10 000 работни цикъла за електрически задвижващи механизми и 100 000 работни цикъла за пневматични задвижващи механизми. Очевидно е, че по отношение на броя работни цикли, пневматичният задвижващ механизъм има по-дълъг живот поради по-простата си структура. Освен това, контактната повърхност на триене на пневматичния задвижващ механизъм е изработена от еластомер или полимер, а износените О-пръстени и пластмасови водещи елементи са лесни за подмяна.

Като електрически задвижващ механизъм, обикновено има редукторна скоростна кутия от двигателя към изходния вал. Има много зъбни колела, които се зацепват помежду си и се износват по време на работа. Също така е важно да се отбележи, че няма нужда да се сменя смазочната грес през целия жизнен цикъл на пневматичния задвижващ механизъм.

Въртящ момент

Един от най-важните параметри на работа на задвижващите механизми на тръбопроводни клапани е въртящият момент. Въртящият момент на електрическия задвижващ механизъм зависи от конструкцията (постоянен компонент) и напрежението, приложено към статора. Въртящият момент на пневматичния задвижващ механизъм зависи от конструкцията (постоянен компонент) и налягането на подавания въздух към пневматичния задвижващ механизъм.

Обикновено въртящият момент на задвижващия механизъм трябва да бъде по-голям от максималния въртящ момент на клапана или по-голям от въртящия момент, необходим за движение на спирателния елемент. В реална употреба, действителният въртящ момент на клапана може да бъде по-голям от максималния въртящ момент, посочен от търговската марка на производителя, а също и по-голям от максималния въртящ момент на задвижващия механизъм. Това несъмнено е аварийна ситуация.

Ако продължите да работите със задвижващия механизъм, това може да причини повреда на задвижващия механизъм и клапана. Ако въртящият момент на клапана се увеличи, двигателят постепенно ще увеличава въртящия момент, докато достигне стойността на издърпване (стойността на издърпване). Това означава, че механичната структура е принудена да генерира и да издържи на прекомерен въртящ момент извън проектния диапазон.

Защита от претоварване

За да се предотврати повреда на оборудването при гореспоменатите условия, електрическият задвижващ механизъм може да бъде оборудван с някои специални устройства. Най-често срещаният е превключвателят на въртящия момент, който може да бъде механичен (общият принцип на работа е, че червячната предавка се движи аксиално линейно в състояние на свръхвъртящ момент); може да бъде и електронен (общият принцип е измерване на статорния ток или ефектът на Хол). Когато въртящият момент надвиши проектираната максимална стойност, превключвателят на въртящия момент може да изключи напрежението на статора и да спре двигателя на задвижващия механизъм. Няма нужда от защита от свръхвъртящ момент при пневматичните задвижващи механизми. Ако въртящият момент, приложен към вентила, надвиши определената граница, физичните свойства на сгъстения въздух ще доведат до спиране на пневматичния задвижващ механизъм. За разлика от електрическите задвижващи механизми, изходният въртящ момент на пневматичните задвижващи механизми няма да надвиши проектната граница. Може да се счита, че ако тръбопроводният вентил е оборудван с пневматичен задвижващ механизъм, рискът от повреда на оборудването поради превишаване на определената стойност на въртящия момент е елиминиран.

Взривобезопасен дизайн

Ако в работната среда има опасни товари, електрическото оборудване може да причини експлозия. Нивата на защита и методите за защита в опасна среда не са включени в тази статия поради ограничено пространство.

Въпреки това е необходимо да се подчертае, че взривобезопасното оборудване трябва да се използва в среди с опасни материали.

В сравнение с конвенционалните индустриални стандартни електрически задвижващи механизми, взривозащитените електрически задвижващи механизми за тръбопроводни клапани са по-скъпи и с по-сложна конструкция. Дори ако пневматичният задвижващ механизъм се използва в опасна среда, няма потенциален риск от експлозия. За пневматичните задвижващи механизми, специалният дизайн за опасна среда също е ограничен до позиционери, електромагнитни клапани и крайни изключватели (Фигура 1-3). Съответно, ако за управление на тръбопроводен клапан се използва пневматичен задвижващ механизъм с взривозащитен аксесоар, цената ще бъде значително по-ниска от тази на взривозащитен електрически задвижващ механизъм със същата функция.

Позициониране

Пневматичните задвижващи механизми имат един от най-съществените недостатъци. Когато задвижващият механизъм достигне средата на хода, позиционирането е по-сложно, което означава, че позиционирането на макарата на управляващия вентил е по-трудно.

Поради физическите характеристики на въздуха, точността на позициониране на пневматичните задвижващи механизми е няколко пъти по-ниска от тази на електрическите задвижващи механизми. Ако електрическият задвижващ механизъм използва стъпков двигател, точността му на позициониране е с няколко порядъка по-висока от тази на пневматичен задвижващ механизъм, оборудван с позиционер. Последният може да се използва само за системи, които не изискват висока точност на позициониране или точност на управление. Пневматичните задвижващи механизми, използвани в тръбопроводни клапани, имат свои собствени характеристики в структурния дизайн: всички компоненти на системата за управление са монтирани на външната повърхност на задвижващия механизъм или извън основната конструкция. Ако е необходимо да превключите режима на работа от изключено на управление, е необходимо да смените електромагнитния клапан с позиционер. Тъй като тези два компонента са монтирани от външната страна на пневматичния задвижващ механизъм и дизайнът на свързващата повърхност е еднакъв, е по-удобно да се демонтира разпределителят и да се монтира позиционерът. С други думи, един и същ пневматичен задвижващ механизъм може да се използва както за изключване, така и за управление, като се заменят съответните аксесоари (Фигура 1-2).