Uvod v aktuatorje ventilov

Aktuatorji ventilov

Aktivatorji ventilov so izbrani na podlagi številnih dejavnikov, vključno z navorom, ki je potreben za delovanje ventila, in potrebo po samodejnem sproženju. Vrste aktuatorjev vključujejo ročno ročno kolo, ročno ročico, električni motor, pnevmatske, solenoidne, hidravlične bate in samoprožilne. Vsi aktuatorji, razen ročnega kolesa in vzvoda, so prilagodljivi za samodejno aktiviranje.

Ročni, fiksni in udarni aktuatorji
Ročni pogoni lahko postavijo ventil v poljuben položaj, vendar ne omogočajo samodejnega delovanja. Najpogostejši tip mehanskega pogona je ročno kolo. Ta vrsta vključuje ročna kolesa, pritrjena na steblo, ročna kolesa s kladivi in ​​ročna kolesa, povezana s steblom prek zobnikov.

Ročna kolesa, pritrjena na drog
Kot je prikazano na sliki na desni, ročna kolesa, pritrjena na drog, zagotavljajo samo mehansko prednost kolesa. Ko so ti ventili izpostavljeni visokim delovnim temperaturam, oteži delovanje ventila.

Ročno kladivo
Kot je prikazano na sliki, se ročno kolo kladiva prosto premika skozi del svojega obrata in nato udari ob ušesce na sekundarnem kolesu. Sekundarno kolo je pritrjeno na steblo ventila. S to ureditvijo je mogoče ventil z udarcem zapreti za tesno zapiranje ali z udarci odpreti, če se zatakne zaprt.

Ročno voden menjalnik

Če je za ventil z ročnim upravljanjem potrebna dodatna mehanska prednost, je pokrov ventila opremljen z glavami zobnikov z ročnim upravljanjem, kot je prikazano na sliki. Poseben ključ ali ročno kolo, pritrjeno na zobato gred, omogoča, da ventil upravlja en posameznik, kadar sta morda potrebna dva posameznika brez prednosti prestave. Ker je za en obrat stebla ventila potrebnih več obratov zobnika, je čas delovanja velikih ventilov izjemno dolg. Uporaba prenosnih zračnih motorjev, povezanih z gredjo zobnika, zmanjša čas delovanja ventila.

Ročno voden menjalnik

Če je za ventil z ročnim upravljanjem potrebna dodatna mehanska prednost, je pokrov ventila opremljen z glavami zobnikov z ročnim upravljanjem, kot je prikazano na sliki. Poseben ključ ali ročno kolo, pritrjeno na zobato gred, omogoča, da ventil upravlja en posameznik, kadar sta morda potrebna dva posameznika brez prednosti prestave. Ker je za en obrat stebla ventila potrebnih več obratov zobnika, je čas delovanja velikih ventilov izjemno dolg. Uporaba prenosnih zračnih motorjev, povezanih z gredjo zobnika, zmanjša čas delovanja ventila.

Električni motorni pogoni

Elektromotorji omogočajo ročno, polavtomatsko in avtomatsko delovanje ventila. Motorji se večinoma uporabljajo za funkcije odpri-zapri, čeprav so prilagodljivi za pozicioniranje ventila na katero koli točko odpiranja, kot je prikazano na spodnji sliki. Motor je običajno reverzibilen, visoke hitrosti, povezan prek zobniškega sklopa, da se zmanjša hitrost motorja in s tem poveča navor na steblu. Smer vrtenja motorja določa smer gibanja diska.
Električno proženje je lahko polavtomatsko, na primer pri zagonu motorja s krmilnim sistemom. Za ročno upravljanje ventila skrbi ročno kolo, ki ga je mogoče vklopiti v zobniški sklop. Končna stikala so običajno predvidena za samodejno zaustavitev motorja pri popolnoma odprtem in popolnoma zaprtem položaju ventila. Končna stikala se upravljajo fizično s položajem ventila ali torzijsko z navorom motorja.

Hidravlični aktuatorji

Hidravlični aktuatorji omogočajo polavtomatsko ali avtomatsko pozicioniranje ventila, podobno kot pnevmatski aktuatorji. Ti aktuatorji uporabljajo bat za pretvorbo signalnega tlaka v gibanje stebla ventila. Hidravlična tekočina se dovaja na obe strani bata, medtem ko se druga stran izprazni ali odzrači. Kot hidravlična tekočina se uporablja voda ali olje. Elektromagnetni ventili se običajno uporabljajo za samodejno krmiljenje hidravlične tekočine za usmerjanje odpiranja ali zapiranja ventila. Za krmiljenje hidravlične tekočine se lahko uporabljajo tudi ročni ventili; tako zagotavlja polavtomatsko delovanje.

Samodejni ventili

Samodejni ventili uporabljajo sistemsko tekočino za pozicioniranje ventila. Razbremenilni ventili, varnostni ventili, protipovratni ventili in parne zapore so primeri samodejnih ventilov. Vsi ti ventili uporabljajo nekatere značilnosti sistemske tekočine za aktiviranje ventila. Za delovanje teh ventilov ni potreben vir energije zunaj sistemske tekočine.

Enojni elektromagnetni ventilise imenujejo neuspešno odprti ali neuspešno zaprti, odvisno od položaja ventila z izključenim elektromagnetom. Neuspešno odprti elektromagnetni ventili se odprejo s pritiskom vzmeti in zaprejo z napajanjem elektromagneta. Neuspešno zaprti elektromagnetni ventili se zaprejo s pritiskom vzmeti in odprejo z vklopom solenoida. Dvojni elektromagnetni ventili običajno ne delujejo tako, kot so. To pomeni, da se položaj ventila ne spremeni, ko sta oba solenoida brez napetosti.
Ena od aplikacij elektromagnetnih ventilov je v zračnih sistemih, kot so tisti, ki se uporabljajo za dovod zraka v pogone pnevmatskih ventilov. Elektromagnetni ventili se uporabljajo za nadzor dovoda zraka v pnevmatski aktuator in s tem položaj pnevmatskega ventila.

Hitrost pogonskih pogonov

Varnostni vidiki obrata narekujejo hitrosti ventilov za določene ventile, povezane z varnostjo. Kjer je treba sistem zelo hitro izolirati ali odpreti, je potrebno zelo hitro aktiviranje ventila. Če odpiranje ventila povzroči vbrizgavanje relativno hladne vode v vroč sistem, je potrebno počasnejše odpiranje, da zmanjšamo toplotni šok. Tehnična zasnova izbere aktuator za varnostne ventile na podlagi zahtev glede hitrosti in moči ter razpoložljivosti energije za aktuator.

Na splošno je najhitrejše aktiviranje zagotovljeno s hidravličnimi, pnevmatskimi in elektromagnetnimi pogoni. Vendar solenoidi niso praktični za velike ventile, ker bi bile njihove zahteve po velikosti in moči pretirane. Tudi hidravlični in pnevmatski aktuatorji zahtevajo sistem za zagotavljanje hidravlične ali pnevmatske energije. Hitrost aktiviranja v obeh primerih je mogoče nastaviti z namestitvijo odprtin ustrezne velikosti v hidravlične ali pnevmatske napeljave. V določenih primerih se ventil zapre s pritiskom vzmeti, ki mu nasprotuje hidravlični ali pnevmatski tlak, da ostane ventil odprt.

Električni motorji zagotavljajo relativno hitro proženje. Dejanska hitrost ventila je nastavljena s kombinacijo hitrosti motorja in prestavnega razmerja. To kombinacijo lahko izberete tako, da zagotovi polni hod ventila v razponu od približno dveh sekund do nekaj sekund.

Prikaz položaja ventila

Upravljavci zahtevajo navedbo položaja določenih ventilov, da omogočijo dobro upravljanje naprave. Za takšne ventile je na voljo oddaljena indikacija položaja ventila v obliki pozicijske luči, ki prikazuje, ali so ventili odprti ali zaprti. Tokokrogi za oddaljeno indikacijo položaja ventila uporabljajo detektor položaja, ki zaznava položaj stebla in diska ali položaj aktuatorja. Ena vrsta detektorja položaja je mehansko končno stikalo, ki se fizično upravlja s premikanjem ventila.

Druga vrsta so magnetna stikala ali transformatorji, ki zaznavajo gibanje svojih magnetnih jeder, ki jih fizično upravlja gibanje ventila.

Lokalna indikacija položaja ventila se nanaša na nekatere vizualno opazne značilnosti ventila, ki kažejo položaj ventila. Položaj ventila z dvigajočim se drogom je označen s položajem stebla. Ventili z nedvižnim steblom imajo včasih majhne mehanske kazalce, ki jih upravlja aktuator ventila hkrati z delovanjem ventila. Ventili na električni pogon imajo običajno mehanski kazalec, ki zagotavlja lokalno indikacijo položaja ventila. Po drugi strani pa nekateri ventili nimajo funkcije za prikaz položaja.

Povzetek aktuatorjev ventilov

• Ročni pogoni so najpogostejši tip pogonov ventilov. Ročni aktuatorji vključujejo ročna kolesa, pritrjena neposredno na steblo ventila, in ročna kolesa, pritrjena prek zobnikov, ki zagotavljajo mehansko prednost.
• Elektromotorni pogoni so sestavljeni iz reverzibilnih elektromotorjev, povezanih s steblom ventila prek zobniškega sklopa, ki zmanjšuje vrtilno hitrost in povečuje navor.
• Pnevmatski aktuatorji uporabljajo zračni tlak na eni ali obeh straneh membrane, da zagotovijo silo za pozicioniranje ventila.
• Hidravlični aktuatorji uporabljajo tekočino pod pritiskom na eni ali obeh straneh bata, da zagotovijo silo, potrebno za nastavitev ventila.
• Elektromagnetni aktuatorji imajo na steblo ventila pritrjen magnetni polž. Sila za pozicioniranje ventila izvira iz magnetnega privlačenja med zaponko na steblu ventila in tuljavo elektromagneta v aktuatorju ventila.