Introduktion til ventilaktuatorer

Ventilaktuatorer

Ventilaktuatorer vælges baseret på en række faktorer, herunder drejningsmoment, der er nødvendigt for at betjene ventilen, og behovet for automatisk aktivering. Typer af aktuatorer inkluderer manuelt håndhjul, manuelt håndtag, elektrisk motor, pneumatisk, solenoide, hydraulisk stempel og selvaktiverende. Alle aktuatorer undtagen manuelt håndhjul og håndtag kan tilpasses automatisk aktivering.

Manuelle, faste og hammeraktuatorer
Manuelle aktuatorer er i stand til at placere ventilen i enhver position, men tillader ikke automatisk drift. Den mest almindelige type mekanisk aktuator er håndhjulet. Denne type omfatter håndhjul fastgjort til frempinden, hammerhåndhjul og håndhjul forbundet til frempinden gennem tandhjul.

Håndhjul fastgjort til frempind
Som illustreret på billedet på højre håndhjul, der er fastgjort til frempinden, giver hjulet kun den mekaniske fordel ved hjulet. Når disse ventiler udsættes for høje driftstemperaturer, gør ventilbinding betjening vanskelig.

Hammer håndhjul
Som illustreret på billedet bevæger hammerhåndhjulet sig frit gennem en del af sin drejning og rammer derefter en knast på et sekundært hjul. Det sekundære hjul er fastgjort til ventilstammen. Med dette arrangement kan ventilen bankes lukket for tæt lukning eller bankes åben, hvis den sidder fast.

Manuelt betjent gearkasse

Hvis yderligere mekanisk fordel er nødvendig for en manuelt betjent ventil, er ventilkappen udstyret med manuelt betjente gearhoveder som vist på billedet. En speciel skruenøgle eller et håndhjul fastgjort til tandhjulsakslen gør det muligt for én person at betjene ventilen, når to personer kan være nødvendige uden gearfordel. Fordi der er behov for flere omdrejninger af tandhjulet for at producere en omgang af ventilspindlen, er driftstiden for store ventiler usædvanlig lang. Brugen af ​​bærbare luftmotorer forbundet til tandhjulsakslen reducerer ventilens driftstid.

Manuelt betjent gearkasse

Hvis yderligere mekanisk fordel er nødvendig for en manuelt betjent ventil, er ventilkappen udstyret med manuelt betjente gearhoveder som vist på billedet. En speciel skruenøgle eller et håndhjul fastgjort til tandhjulsakslen gør det muligt for én person at betjene ventilen, når to personer kan være nødvendige uden gearfordel. Fordi der er behov for flere omdrejninger af tandhjulet for at producere en omgang af ventilspindlen, er driftstiden for store ventiler usædvanlig lang. Brugen af ​​bærbare luftmotorer forbundet til tandhjulsakslen reducerer ventilens driftstid.

Elektriske motoraktuatorer

Elektriske motorer tillader manuel, halvautomatisk og automatisk drift af ventilen. Motorer bruges mest til åbne-lukke-funktioner, selvom de kan tilpasses til at placere ventilen til et hvilket som helst punktåbning som vist på billedet nedenfor. Motoren er sædvanligvis en vendbar højhastighedstype forbundet gennem et geartog for at reducere motorhastigheden og derved øge drejningsmomentet ved frempinden. Motorens rotationsretning bestemmer retningen for skivens bevægelse.
Den elektriske aktivering kan være halvautomatisk, som når motoren startes af et styresystem. Et håndhjul, som kan kobles til gearet, sørger for manuel betjening af ventilen. Grænseafbrydere er normalt tilvejebragt for at stoppe motoren automatisk ved fuld åben og helt lukket ventilposition. Grænseafbrydere betjenes enten fysisk af ventilens position eller vridning af motorens drejningsmoment.

Hydrauliske aktuatorer

Hydrauliske aktuatorer sørger for semi-automatisk eller automatisk positionering af ventilen, svarende til de pneumatiske aktuatorer. Disse aktuatorer bruger et stempel til at konvertere et signaltryk til ventilspindelbevægelse. Hydraulikvæske føres til hver side af stemplet, mens den anden side drænes eller udluftes. Vand eller olie bruges som hydraulikvæske. Magnetventiler bruges typisk til automatisk kontrol af hydraulikvæsken til at styre enten åbning eller lukning af ventilen. Manuelle ventiler kan også bruges til at styre hydraulikvæsken; giver således halvautomatisk drift.

Selvbetjente ventiler

Selvbetjente ventiler bruger systemvæsken til at placere ventilen. Aflastningsventiler, sikkerhedsventiler, kontraventiler og dampfælder er eksempler på selvaktiverende ventiler. Alle disse ventiler bruger nogle karakteristika for systemvæsken til at aktivere ventilen. Ingen strømkilde uden for systemets væskeenergi er nødvendig for driften af ​​disse ventiler.

Enkelte magnetventilerbetegnes fail open eller fail closed afhængigt af ventilens position med magnetventilen deaktiveret. Fail open magnetventiler åbnes ved fjedertryk og lukkes ved at aktivere magnetventilen. Fejllukkede magnetventiler lukkes af fjedertryk og åbnes ved at aktivere magnetventilen. Dobbelte magnetventiler fejler typisk "som de er". Det vil sige, at ventilpositionen ikke ændres, når begge magnetventiler er afbrudt.
En anvendelse af magnetventiler er i luftsystemer som dem, der bruges til at levere luft til pneumatiske ventilaktuatorer. Magnetventilerne bruges til at styre lufttilførslen til den pneumatiske aktuator og dermed positionen af ​​den pneumatisk aktiverede ventil.

Hastighed af kraftaktuatorer

Anlægssikkerhedsovervejelser dikterer ventilhastigheder for visse sikkerhedsrelaterede ventiler. Hvor et system meget hurtigt skal isoleres eller åbnes, kræves meget hurtig ventilaktivering. Hvor åbningen af ​​en ventil resulterer i indsprøjtning af relativt koldt vand til et varmt system, er langsommere åbning nødvendig for at minimere termisk stød. Teknisk design vælger aktuatoren til sikkerhedsrelaterede ventiler baseret på hastigheds- og effektkrav og tilgængeligheden af ​​energi til aktuatoren.

Generelt er den hurtigste aktivering leveret af hydrauliske, pneumatiske og magnetiske aktuatorer. Imidlertid er magnetventiler ikke praktiske til store ventiler, fordi deres størrelse og strømkrav ville være for store. Hydrauliske og pneumatiske aktuatorer kræver også et system til at levere hydraulisk eller pneumatisk energi. Aktiveringshastigheden i begge tilfælde kan indstilles ved at installere passende størrelse åbninger i de hydrauliske eller pneumatiske ledninger. I visse tilfælde lukkes ventilen af ​​fjedertryk, som modvirkes af hydraulisk eller pneumatisk tryk for at holde ventilen åben.

Elektriske motorer giver relativt hurtig aktivering. Den faktiske ventilhastighed indstilles af kombinationen af ​​motorhastighed og gearforhold. Denne kombination kan vælges til at give fuld ventilvandring inden for et område fra ca. to sekunder til flere sekunder.

Ventilpositionsindikation

Operatører kræver indikation af positionen af ​​visse ventiler for at tillade kyndig drift af anlægget. For sådanne ventiler er fjernventilpositionsindikation tilvejebragt i form af positionslys, der indikerer, om ventiler er åbne eller lukkede. Fjernventilpositionsindikeringskredsløb bruger en positionsdetektor, der registrerer spindel- og skiveposition eller aktuatorposition. En type positionsdetektor er den mekaniske endestopkontakt, som fysisk betjenes af ventilbevægelse.

En anden type er magnetiske afbrydere eller transformere, der registrerer bevægelse af deres magnetiske kerner, som fysisk betjenes af ventilbevægelse.

Lokal ventilpositionsindikation refererer til en visuelt kendelig karakteristik af ventilen, der angiver ventilposition. Stigende spindelventilposition er angivet med spindelpositionen. Ikke-stigende spindelventiler har nogle gange små mekaniske visere, der betjenes af ventilaktuatoren samtidig med ventildrift. Kraftaktiverede ventiler har typisk en mekanisk viser, der giver lokal ventilpositionsindikation. På den anden side har nogle ventiler ikke nogen funktion til positionsindikering.

Oversigt over ventilaktuatorer

• Manuelle aktuatorer er den mest almindelige type ventilaktuatorer. Manuelle aktuatorer inkluderer håndhjul, der er fastgjort direkte til ventilstammen, og håndhjul, der er fastgjort gennem gear for at give en mekanisk fordel.
• Elektriske motoraktuatorer består af reversible elektriske motorer forbundet til ventilstammen gennem et gear, der reducerer rotationshastigheden og øger drejningsmomentet.
• Pneumatiske aktuatorer bruger lufttryk på enten den ene eller begge sider af en membran for at give kraften til at placere ventilen.
• Hydrauliske aktuatorer bruger en væske under tryk på den ene eller begge sider af et stempel for at give den nødvendige kraft til at placere ventilen.
• Magnetaktuatorer har en magnetisk slug fastgjort til ventilstammen. Kraften til at placere ventilen kommer fra den magnetiske tiltrækning mellem slugsen på ventilstammen og elektromagnetens spole i ventilaktuatoren.