Uvod u aktuatore ventila
Pokretači ventila
Pokretači ventila odabiru se na temelju brojnih čimbenika uključujući okretni moment potreban za rad ventila i potrebu za automatskim pokretanjem. Vrste pokretača uključuju ručni kotač, ručnu polugu, električni motor, pneumatski, solenoid, hidraulički klip i samopokretanje. Svi aktuatori osim ručnog kotača i poluge prilagodljivi su automatskom aktiviranju.
Ručni, fiksni i udarni aktuatori
Ručni pogoni mogu postaviti ventil u bilo koji položaj, ali ne dopuštaju automatski rad. Najčešći tip mehaničkog pokretača je ručni kotač. Ova vrsta uključuje ručne kotače pričvršćene na vreteno, ručne kotače s čekićima i ručne kotače povezane s vretenom preko zupčanika.
Ručni kotači fiksirani na vretenu
Kao što je ilustrirano na slici na desnoj strani, kotačići pričvršćeni na vreteno pružaju samo mehaničku prednost kotača. Kada su ovi ventili izloženi visokim radnim temperaturama, zaglavljivanje ventila otežava rad.
Ručni kotač čekića
Kao što je prikazano na slici, ručni kotač čekića slobodno se pomiče kroz dio svog okreta, a zatim udara o ušicu na sekundarnom kotaču. Sekundarni kotač je pričvršćen na stablo ventila. S ovim rasporedom, ventil se može udarcem zatvoriti radi čvrstog zatvaranja ili udarcem otvoriti ako se zaglavio zatvoren.

Mjenjač s ručnim upravljanjem
Ako je potrebna dodatna mehanička prednost za ventil s ručnim upravljanjem, poklopac ventila je opremljen glavama zupčanika s ručnim upravljanjem kao što je prikazano na slici. Poseban ključ ili ručni kotač pričvršćen na osovinu zupčanika dopušta jednoj osobi da upravlja ventilom kada bi mogle biti potrebne dvije osobe bez prednosti prijenosa. Budući da je nekoliko okretaja zupčanika potrebno za jedan okret stabla ventila, vrijeme rada velikih ventila je iznimno dugo. Korištenje prijenosnih zračnih motora spojenih na osovinu zupčanika smanjuje vrijeme rada ventila.

Mjenjač s ručnim upravljanjem
Ako je potrebna dodatna mehanička prednost za ventil s ručnim upravljanjem, poklopac ventila je opremljen glavama zupčanika s ručnim upravljanjem kao što je prikazano na slici. Poseban ključ ili ručni kotač pričvršćen na osovinu zupčanika dopušta jednoj osobi da upravlja ventilom kada bi mogle biti potrebne dvije osobe bez prednosti prijenosa. Budući da je nekoliko okretaja zupčanika potrebno za jedan okret stabla ventila, vrijeme rada velikih ventila je iznimno dugo. Korištenje prijenosnih zračnih motora spojenih na osovinu zupčanika smanjuje vrijeme rada ventila.
Električni motorni aktuatori
Elektromotori omogućuju ručni, poluautomatski i automatski rad ventila. Motori se uglavnom koriste za funkcije otvaranja i zatvaranja, iako su prilagodljivi za postavljanje ventila na bilo koju točku otvaranja kao što je prikazano na slici ispod. Motor je obično reverzibilnog tipa velike brzine spojen preko zupčanika kako bi se smanjila brzina motora i time povećao okretni moment na vretenu. Smjer vrtnje motora određuje smjer gibanja diska.
Električno pokretanje može biti poluautomatsko, kao kada motor pokreće upravljački sustav. Ručni kotač, koji se može priključiti na zupčanik, omogućuje ručno upravljanje ventilom. Granični prekidači obično su predviđeni za automatsko zaustavljanje motora pri potpuno otvorenom i potpuno zatvorenom položaju ventila. Granični prekidači se pokreću ili fizički položajem ventila ili torzijski momentom motora.
Pneumatski aktuatori
Pneumatski aktuatori kao što je ilustrirano na slici ispod omogućuju automatski ili poluautomatski rad ventila. Ovi aktuatori prevode zračni signal u kretanje stabla ventila pritiskom zraka koji djeluje na dijafragmu ili klip spojen na stablo. Pneumatski aktuatori se koriste u prigušnim ventilima za pozicioniranje otvoreno-zatvoreno gdje je potrebno brzo djelovanje. Kada tlak zraka zatvori ventil, a djelovanje opruge otvori ventil, aktuator se naziva izravnim djelovanjem. Kada tlak zraka otvori ventil, a djelovanje opruge zatvori ventil, aktuator se naziva obrnutim djelovanjem. Duplex aktuatori imaju dovod zraka na obje strane dijafragme. Diferencijalni tlak preko dijafragme postavlja stablo ventila. Automatski rad je osiguran kada se zračnim signalima automatski upravlja strujnim krugom. Poluautomatski rad osiguravaju ručni prekidači u strujnom krugu ventila za kontrolu zraka.
Hidraulički aktuatori
Hidraulički aktuatori omogućuju poluautomatsko ili automatsko pozicioniranje ventila, slično pneumatskim aktuatorima. Ovi aktuatori koriste klip za pretvaranje signalnog tlaka u kretanje stabla ventila. Hidraulička tekućina dovodi se na obje strane klipa, dok se druga strana ispušta ili odzračuje. Kao hidraulična tekućina koristi se voda ili ulje. Solenoidni ventili obično se koriste za automatsku kontrolu hidrauličke tekućine za usmjeravanje otvaranja ili zatvaranja ventila. Ručni ventili se također mogu koristiti za kontrolu hidrauličke tekućine; čime se osigurava poluautomatski rad.
Samopokretni ventili
Samoaktivirajući ventili koriste tekućinu sustava za postavljanje ventila. Rasterećeni ventili, sigurnosni ventili, nepovratni ventili i odvajači pare primjeri su ventila koji se sami pokreću. Svi ovi ventili koriste neke karakteristike tekućine sustava za pokretanje ventila. Za rad ovih ventila nije potreban nikakav izvor energije izvan fluidne energije sustava.
Ventili s elektromagnetskim pogonom
Solenoidno aktivirani ventili omogućuju automatsko pozicioniranje ventila otvoreno-zatvoreno kao što je prikazano na slici ispod. Većina elektromagnetski aktiviranih ventila također ima ručno upravljanje koje dopušta ručno pozicioniranje ventila sve dok je upravljanje ručno pozicionirano. Solenoidi postavljaju ventil privlačeći magnetski čep pričvršćen na stablo ventila. U pojedinačnim solenoidnim ventilima, tlak opruge djeluje protiv gibanja čepa kada se snaga primijeni na solenoid. Ovi ventili mogu biti raspoređeni tako da napajanje solenoida ili otvara ili zatvara ventil. Kada se prekine napajanje solenoida, opruga vraća ventil u suprotni položaj. Dva solenoida mogu se koristiti za otvaranje i zatvaranje primjenom struje na odgovarajući solenoid.
Jednostruki solenoidni ventilinazivaju se neuspješno otvoreni ili neuspješno zatvoreni ovisno o položaju ventila s beznaponskim solenoidom. Neotvoreni solenoidni ventili otvaraju se pritiskom opruge i zatvaraju pokretanjem solenoida. Pogrešno zatvoreni elektromagnetski ventili zatvaraju se pritiskom opruge i otvaraju pokretanjem solenoida. Dvostruki solenoidni ventili obično ne rade "onakvi kakvi jesu". To jest, položaj ventila se ne mijenja kada su oba solenoida bez napona.
Jedna od primjena solenoidnih ventila je u zračnim sustavima kao što su oni koji se koriste za dovod zraka u aktuatore pneumatskih ventila. Solenoidni ventili koriste se za kontrolu dovoda zraka u pneumatski aktuator, a time i položaj pneumatskog pokretanog ventila.
Brzina energetskih aktuatora
Sigurnosna razmatranja postrojenja diktiraju brzine ventila za određene sigurnosne ventile. Gdje se sustav mora vrlo brzo izolirati ili otvoriti, potrebno je vrlo brzo aktiviranje ventila. Tamo gdje otvaranje ventila rezultira ubrizgavanjem relativno hladne vode u vrući sustav, potrebno je sporije otvaranje kako bi se smanjio toplinski šok. Inženjerski dizajn odabire aktuator za sigurnosne ventile na temelju zahtjeva za brzinom i snagom te dostupnosti energije za aktuator.
Općenito, najbrže aktiviranje osiguravaju hidraulički, pneumatski i solenoidni aktuatori. Međutim, solenoidi nisu praktični za velike ventile jer bi njihova veličina i zahtjevi za snagom bili pretjerani. Također, hidraulički i pneumatski aktuatori zahtijevaju sustav za osiguravanje hidrauličke ili pneumatske energije. Brzina pokretanja u oba slučaja može se namjestiti ugradnjom otvora odgovarajuće veličine u hidrauličke ili pneumatske vodove. U određenim slučajevima, ventil se zatvara pritiskom opruge, kojem se suprotstavlja hidraulički ili pneumatski pritisak kako bi ventil ostao otvoren.
Električni motori omogućuju relativno brzo pokretanje. Stvarna brzina ventila postavlja se kombinacijom brzine motora i prijenosnog omjera. Ova kombinacija može se odabrati da osigura puni hod ventila u rasponu od oko dvije sekunde do nekoliko sekundi.
Indikacija položaja ventila
Operatori zahtijevaju indikaciju položaja određenih ventila kako bi omogućili stručno upravljanje postrojenjem. Za takve ventile postoji daljinska indikacija položaja ventila u obliku pozicijskih svjetala koja pokazuju jesu li ventili otvoreni ili zatvoreni. Krugovi daljinske indikacije položaja ventila koriste detektor položaja koji očitava položaj osovine i diska ili položaj aktuatora. Jedna vrsta detektora položaja je mehanički granični prekidač, koji se fizički pokreće pomicanjem ventila.
Druga vrsta su magnetske sklopke ili transformatori koji osjećaju kretanje svojih magnetskih jezgri, kojima se fizički upravlja pomicanjem ventila.
Indikacija položaja lokalnog ventila odnosi se na neke vizualno uočljive karakteristike ventila koje pokazuju položaj ventila. Položaj ventila vretena koji se diže označen je položajem vretena. Ventili s nedižućim vretenom ponekad imaju male mehaničke pokazivače kojima upravlja pokretač ventila istovremeno s radom ventila. Ventili s električnim pogonom obično imaju mehanički pokazivač koji daje lokalnu indikaciju položaja ventila. S druge strane, neki ventili nemaju nikakvu značajku za indikaciju položaja.
Sažetak aktuatora ventila
- Ručni aktuatori najčešći su tip pokretača ventila. Ručni aktuatori uključuju ručne kotačiće pričvršćene izravno na stablo ventila i ručne kotačiće pričvršćene preko zupčanika kako bi se osigurala mehanička prednost.
- Elektromotorni aktuatori sastoje se od reverzibilnih elektromotora spojenih na stablo ventila preko zupčanika koji smanjuje brzinu vrtnje i povećava moment.
- Pneumatski aktuatori koriste tlak zraka na jednoj ili obje strane dijafragme kako bi osigurali silu za pozicioniranje ventila.
- Hidraulički aktuatori koriste tekućinu pod pritiskom na jednoj ili obje strane klipa kako bi osigurali silu potrebnu za pozicioniranje ventila.
- Solenoidni aktuatori imaju magnetski čep pričvršćen na stablo ventila. Sila za postavljanje ventila dolazi od magnetskog privlačenja između klipa na stablu ventila i zavojnice elektromagneta u pokretaču ventila.
Vrijeme objave: 18. kolovoza 2020