แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าและนิวแมติกสำหรับวาล์วไปป์ไลน์: ดูเหมือนว่าแอคชูเอเตอร์ทั้งสองประเภทจะแตกต่างกันค่อนข้างมาก และจำเป็นต้องเลือกตามแหล่งพลังงานที่มีอยู่ในสถานที่ติดตั้งแต่ในความเป็นจริงแล้ว มุมมองนี้มีอคตินอกเหนือจากความแตกต่างหลักและชัดเจนแล้ว พวกเขายังมีคุณลักษณะเฉพาะที่ไม่ชัดเจนอีกจำนวนหนึ่งอีกด้วย

แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าและนิวแมติกเป็นกลไกขับเคลื่อนสองแบบที่ใช้กันมากที่สุดในระบบอัตโนมัติโดยปกติแล้ว การตัดสินใจเลือกแอคชูเอเตอร์จะทำในขั้นตอนการออกแบบขั้นพื้นฐาน และจะใช้จนกระทั่งสิ้นสุดวงจรชีวิตหลังการติดตั้ง

เมื่อเลือกประเภทกำลังของแอคชูเอเตอร์ ผู้คนมักไม่พิจารณาพารามิเตอร์ของตัวกลางกระบวนการในไปป์ไลน์ แต่ให้ความสนใจเฉพาะกับวัสดุอ้างอิงภายในของนักออกแบบ สถานการณ์ของแหล่งจ่ายไฟ หรือว่าไซต์สามารถจัดหาจำนวนมากได้หรือไม่ ปริมาณก๊าซสำเร็จรูป

อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการทำงาน มักพบว่าวาล์วบางตัวจำเป็นต้องติดตั้งแอคชูเอเตอร์ ไม่เช่นนั้นพารามิเตอร์ของสื่อกระบวนการในวาล์วบางตัวจะเปลี่ยนไปคำถามก็เกิดขึ้น: ฉันควรเก็บแอคชูเอเตอร์แบบเดิมไว้หรือเปลี่ยนด้วยแอคชูเอเตอร์ตัวอื่นเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ

อายุการใช้งานยาวนานขึ้น

บทความนี้จะแนะนำและเปรียบเทียบลักษณะการทำงานหลักของแอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าและนิวแมติก

ภายใต้สถานการณ์ปกติ ผู้ผลิตจะรับประกัน 10,000 รอบการทำงานของแอคชูเอเตอร์ไฟฟ้า และ 100,000 รอบการทำงานของแอคชูเอเตอร์แบบนิวแมติกในแง่ของจำนวนรอบการทำงาน แอคชูเอเตอร์แบบนิวแมติกมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าอย่างเห็นได้ชัดเนื่องจากมีโครงสร้างที่เรียบง่ายกว่านอกจากนี้ พื้นผิวสัมผัสเสียดทานของแอคชูเอเตอร์แบบนิวแมติกยังทำจากอีลาสโตเมอร์หรือโพลีเมอร์ และโอริงที่สึกหรอและส่วนประกอบไกด์พลาสติกก็สามารถเปลี่ยนได้ง่าย

ในฐานะที่เป็นแอคชูเอเตอร์ไฟฟ้า มักจะมีกระปุกเกียร์ทดจากมอเตอร์ไปยังเพลาเอาท์พุตมีเกียร์หลายตัวที่ประกบกันซึ่งจะเสื่อมสภาพระหว่างการทำงานนอกจากนี้ยังเป็นที่น่าสังเกตว่าไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนจาระบีหล่อลื่นตลอดวงจรชีวิตของแอคชูเอเตอร์แบบนิวแมติก

แรงบิด

หนึ่งในพารามิเตอร์ประสิทธิภาพที่สำคัญที่สุดของแอคทูเอเตอร์วาล์วไปป์ไลน์คือแรงบิดแรงบิดของแอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าขึ้นอยู่กับการออกแบบ (ส่วนประกอบคงที่) และแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับสเตเตอร์แรงบิดของตัวกระตุ้นแบบนิวแมติกส์ขึ้นอยู่กับการออกแบบ (ส่วนประกอบคงที่) และความดันของอากาศที่จ่ายให้กับตัวกระตุ้นแบบนิวแมติกส์

โดยทั่วไป แรงบิดของแอคชูเอเตอร์จะต้องมากกว่าแรงบิดสูงสุดของวาล์ว หรือมากกว่าแรงบิดที่ต้องใช้ในการเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนปิดในการใช้งานจริง แรงบิดที่แท้จริงของวาล์วอาจมากกว่าแรงบิดสูงสุดที่ระบุโดยเครื่องหมายการค้าของผู้ผลิต และยังมากกว่าแรงบิดสูงสุดของตัวกระตุ้นด้วยนี่เป็นเหตุฉุกเฉินอย่างไม่ต้องสงสัย

หากคุณยังคงใช้งานแอคชูเอเตอร์ต่อไป อาจทำให้แอคชูเอเตอร์และวาล์วเสียหายได้หากแรงบิดของวาล์วเพิ่มขึ้น มอเตอร์จะค่อยๆ เพิ่มแรงบิดจนกระทั่งถึงค่าแรงดึงออก (ค่าแรงดึงออก)ซึ่งหมายความว่าโครงสร้างทางกลถูกบังคับให้ส่งออกและทนต่อแรงบิดที่มากเกินไปเกินขอบเขตการออกแบบ

ป้องกันแรงบิดเกิน

เพื่อป้องกันไม่ให้อุปกรณ์ได้รับความเสียหายภายใต้เงื่อนไขดังกล่าวข้างต้น แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าสามารถติดตั้งอุปกรณ์พิเศษบางอย่างได้ที่พบมากที่สุดคือสวิตช์แรงบิดซึ่งสามารถเป็นกลไกได้ (หลักการทำงานทั่วไปคือเฟืองตัวหนอนจะเคลื่อนที่ในแนวแกนในสภาวะที่มีแรงบิดเกิน)มันอาจเป็นแบบอิเล็กทรอนิกส์ก็ได้ (หลักการทั่วไปคือการวัดกระแสสเตเตอร์หรือเอฟเฟกต์ฮอลล์)เมื่อแรงบิดเกินค่าสูงสุดที่ออกแบบไว้ สวิตช์แรงบิดสามารถตัดแรงดันไฟฟ้าของสเตเตอร์และหยุดมอเตอร์แอคชูเอเตอร์ได้ไม่จำเป็นต้องมีการป้องกันแรงบิดเกินในตัวกระตุ้นแบบนิวแมติกหากแรงบิดที่จ่ายให้กับวาล์วเกินขีดจำกัดที่กำหนด คุณสมบัติทางกายภาพของอากาศอัดจะทำให้ตัวกระตุ้นนิวแมติกส์หยุดขับเคลื่อนแรงบิดเอาท์พุตของแอคชูเอเตอร์แบบนิวแมติกจะแตกต่างจากแอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าตรงที่จะไม่เกินขีดจำกัดการออกแบบถือได้ว่าหากวาล์วไปป์ไลน์ติดตั้งตัวกระตุ้นแบบนิวแมติกความเสี่ยงที่อุปกรณ์จะล้มเหลวเนื่องจากแรงบิดเกินค่าที่ระบุจะถูกกำจัด

การออกแบบป้องกันการระเบิด

หากมีสินค้าอันตรายในสภาพแวดล้อมการใช้งาน อุปกรณ์ไฟฟ้าอาจทำให้เกิดการระเบิดได้เกี่ยวกับระดับการป้องกันและวิธีการป้องกันในสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตราย จะไม่รวมอยู่ในบทความนี้เนื่องจากข้อจำกัดด้านพื้นที่

อย่างไรก็ตาม ยังคงจำเป็นต้องเน้นย้ำว่าต้องใช้อุปกรณ์ป้องกันการระเบิดในสภาพแวดล้อมที่มีวัตถุอันตราย

เมื่อเปรียบเทียบกับแอคทูเอเตอร์ไฟฟ้ามาตรฐานอุตสาหกรรมทั่วไป แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าที่ป้องกันการระเบิดสำหรับวาล์วท่อมีราคาแพงกว่าและซับซ้อนกว่าในการออกแบบแม้ว่าจะใช้ตัวกระตุ้นแบบนิวแมติกในสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตราย แต่ก็ไม่มีความเสี่ยงที่จะเกิดการระเบิดสำหรับตัวกระตุ้นแบบนิวแมติก การออกแบบพิเศษสำหรับสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตรายยังจำกัดอยู่เพียงตัวกำหนดตำแหน่ง โซลินอยด์วาล์ว และลิมิตสวิตช์ (รูปภาพ 1-3)ในทำนองเดียวกัน หากใช้แอคชูเอเตอร์แบบนิวแมติกพร้อมอุปกรณ์เสริมป้องกันการระเบิดเพื่อใช้งานวาล์วท่อ ค่าใช้จ่ายจะต่ำกว่าแอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าแบบป้องกันการระเบิดที่มีฟังก์ชันเดียวกันอย่างมาก

การวางตำแหน่ง

แอคชูเอเตอร์แบบนิวแมติกมีข้อบกพร่องที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งเมื่อแอคทูเอเตอร์ไปถึงจุดกึ่งกลางของจังหวะ การวางตำแหน่งจะซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งหมายความว่าการวางตำแหน่งของสปูลของวาล์วควบคุมจะยากขึ้น

เนื่องจากลักษณะทางกายภาพของอากาศ ความแม่นยำในการวางตำแหน่งของแอคชูเอเตอร์แบบนิวแมติกจึงต่ำกว่าของแอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าหลายเท่าถ้าแอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าใช้สเต็ปปิ้งมอเตอร์ ความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งจะสูงกว่าของแอคชูเอเตอร์แบบนิวแมติกส์ที่ติดตั้งตัวกำหนดตำแหน่งหลายขนาดอย่างหลังสามารถใช้ได้เฉพาะกับระบบที่ไม่ต้องการความแม่นยำของตำแหน่งหรือความแม่นยำในการควบคุมสูงเท่านั้นตัวกระตุ้นแบบนิวแมติกที่ใช้ในวาล์วไปป์ไลน์มีลักษณะเฉพาะในการออกแบบโครงสร้าง: ส่วนประกอบทั้งหมดของระบบควบคุมได้รับการติดตั้งที่พื้นผิวด้านนอกของตัวกระตุ้นหรือภายนอกโครงสร้างหลักหากคุณต้องการเปลี่ยนโหมดการทำงานจากปิดเป็นการควบคุม คุณจะต้องเปลี่ยนโซลินอยด์วาล์วด้วยตัวกำหนดตำแหน่งเนื่องจากส่วนประกอบทั้งสองนี้ได้รับการติดตั้งที่ด้านนอกของตัวกระตุ้นแบบนิวแมติก และการออกแบบพื้นผิวการผสมพันธุ์ก็เหมือนกัน จึงสะดวกกว่าในการถอดตัวจ่ายไฟและติดตั้งตัวกำหนดตำแหน่งกล่าวอีกนัยหนึ่ง สามารถใช้ตัวกระตุ้นนิวแมติกเดียวกันสำหรับทั้งการปิดระบบและการควบคุมโดยการเปลี่ยนอุปกรณ์เสริมที่เกี่ยวข้อง (รูปภาพ 1-2)