Введение

Выбор пневматического привода включает в себя больше, чем просто соответствие его монтажного интерфейса клапану. Привод должен обеспечивать достаточный крутящий момент на всем требуемом ходе, работать с доступной подачей воздуха для приборов и правильно реагировать при потере давления воздуха.

Две распространенные конфигурации — это пружинно-возвратные и двойного действия пневматические приводы. Оба используют сжатый воздух для работы клапанов, но различаются по способу создания движения и тому, что происходит при отказе подачи воздуха.

Понимание этих различий помогает инженерам выбрать подходящий комплект привода для запорных клапанов, изоляции технологических процессов, аварийного отключения и других применений автоматизированных клапанов.

1. Как работает пружинно-возвратный привод?

Пружинно-возвратный привод использует сжатый воздух для движения в одном направлении и внутреннюю пружину для обеспечения возвратного движения.

При подаче давления воздуха привод перемещает клапан, сжимая пружину. Когда соответствующее давление воздуха сбрасывается или теряется, пружина возвращает привод в заданное положение.

В зависимости от конфигурации привода и клапана это может обеспечить действие с отказом в открытом или закрытом положении.

Пружинно-возвратные приводы обычно рассматриваются в случаях, когда клапан должен переместиться в определенное положение после потери воздуха для приборов. Примеры включают некоторые клапаны аварийного отключения и клапаны изоляции технологических процессов.

Однако пружинный возврат не означает автоматически отказ в закрытом положении. Требуемое положение отказа зависит от конфигурации привода, монтажа клапана, направления движения и требований безопасности процесса.

2. Как работает привод двойного действия?

Пневматический привод двойного действия использует сжатый воздух для движения в обоих направлениях. Воздух подается на одну сторону поршня или механизма привода для перемещения клапана в одну сторону, а затем на другую сторону для изменения направления движения.

Поскольку оба направления пневматически приводятся в действие, конструкции двойного действия могут обеспечивать значительную выходную мощность без использования возвратной пружины. Они широко используются там, где требуется приводное движение в обоих направлениях.

Одно важное отличие — поведение при отказе подачи воздуха. Привод двойного действия не обеспечивает по своей сути определенного положения отказа в открытом или закрытом положении. В зависимости от конфигурации, остаточного воздуха, утечек, технологических сил и механического трения, клапан может оставаться в своем последнем положении или неожиданно перемещаться.

Если требуется определенная реакция на отказ, для всей системы может потребоваться дополнительное оборудование, такое как правильно спроектированный воздушный ресивер, электромагнитный клапан или другие пневматические управляющие аксессуары.

3. Ключевые различия между двумя конструкциями

Это общие различия. Фактический крутящий момент, расход воздуха, размеры и время отклика зависят от конструкции привода и условий эксплуатации.

4. Как подобрать размер пневматического привода

Правильный подбор размера имеет решающее значение для надежной работы клапана. Слишком маленький привод может не завершить ход, а чрезмерное увеличение размера может увеличить стоимость и создать другие проблемы интеграции.

Шаг 1: Определите требуемый крутящий момент клапана

Получите данные о крутящем моменте от производителя клапана для фактических условий эксплуатации. Для четвертьоборотных клапанов это может включать пусковой крутящий момент, рабочий крутящий момент и крутящий момент при закрытии или конце хода.

Требуемый крутящий момент может меняться в зависимости от перепада давления, среды, температуры, материала седла и состояния клапана.

Шаг 2: Используйте минимальное доступное давление воздуха

Выходная мощность привода зависит от давления, доступного на приводе, а не просто от номинального давления на головке подачи воздуха в цеху.

Учитывайте потери давления через трубопроводы, фитинги, фильтры, регуляторы, электромагнитные клапаны и другие аксессуары. Подбирайте привод по минимальному гарантированному рабочему давлению.

Шаг 3: Сравните выходной крутящий момент по всему ходу

Для привода двойного действия убедитесь, что доступный крутящий момент соответствует требованию клапана в обоих направлениях.

Для пружинно-возвратного привода проверьте как ход под действием воздуха, так и ход возврата под действием пружины. Выходная мощность пружины меняется по ходу движения, поэтому привод должен обеспечивать достаточный крутящий момент в критических положениях, а не только в одной конечной точке.

Шаг 4: Примените критерии подбора размера производителя

Используйте метод подбора размера клапана и привода производителя, включая указанный коэффициент обслуживания, где это применимо. Не полагайтесь на универсальный процент увеличения размера для каждого типа клапана и применения.

Шаг 5: Проверьте полный комплект

Проверьте монтажные размеры, совместимость вала или муфты, требуемый ход, аксессуары и время работы. Убедитесь, что привод может выполнять требуемое движение в фактических условиях процесса.

5. Требования к воздуху для приборов и аксессуарам

Качество и давление воздуха для приборов напрямую влияют на надежность привода. Перед выбором привода подтвердите доступный диапазон давлений, требования к качеству воздуха и ожидаемый расход во время работы.

Полный пневматический комплект может включать:

• Регулятор-фильтр для соответствующей подачи воздуха.

• Электромагнитный клапан для функций направленного управления или аварийного отключения.

• Позиционер для регулирующих применений.

• Концевые выключатели или датчики положения.

• Пневматические блокировки или ресиверы воздуха, где это указано.

• Трубопроводы и фитинги, рассчитанные на требуемую реакцию.

Конфигурация аксессуаров отличается для пружинно-возвратных и двойного действия. Например, требуемая функция электромагнитного клапана и порты зависят от привода и схемы управления.

Продукты от производителей, таких как Rotork, AUMA и других поставщиков автоматизации клапанов, могут рассматриваться в зависимости от типа клапана, требуемого крутящего момента и требуемой схемы управления. Подтвердите конкретную конфигурацию продукта перед указанием полного комплекта.

6. Распространенные ошибки при подборе размера

Использование номинального давления в магистрали воздуха: Привод может получать значительно меньшее давление после потерь в аксессуарах и трубопроводах.

Проверка крутящего момента только в одном положении: Это может привести к упущению недостаточного крутящего момента пружины во время хода возврата или недостаточной выходной мощности вблизи точки отрыва клапана.

Игнорирование фактических условий эксплуатации клапана: Крутящий момент может варьироваться в зависимости от перепада давления, конструкции седла, температуры и истории обслуживания.

Предположение, что привод двойного действия будет удерживать положение неопределенно долго: Утечка воздуха и технологические силы могут вызвать движение после потери подачи.

Выбор аксессуаров после привода: Электромагнитные клапаны, позиционеры и трубопроводы могут влиять на доставку давления, реакцию и поведение при отказе.

Заключение

Пружинно-возвратные и двойного действия пневматические приводы служат различным эксплуатационным потребностям. Конструкции с пружинным возвратом могут обеспечивать определенное положение отказа, в то время как конструкции двойного действия используют давление воздуха для приводного движения в обоих направлениях.

Правильный выбор зависит от требуемого действия клапана, крутящего момента по всему ходу, минимального доступного давления воздуха, условий процесса и сценария отказа.

Полный выбор должен учитывать клапан, привод, воздух для приборов, аксессуары и требования безопасности как единую систему. Это помогает уменьшить проблемы с вводом в эксплуатацию и повысить надежность автоматизированной работы клапана.

Нужна помощь в выборе пневматического привода? Предоставьте модель клапана, требуемый крутящий момент или данные по эксплуатации клапана, доступное давление воздуха и требуемое действие при отказе для более точного выбора.