Valf Aktüatörlerine Giriş

Valf Aktüatörleri

Valf aktüatörleri, valfi çalıştırmak için gereken tork ve otomatik çalıştırma ihtiyacı dahil olmak üzere bir dizi faktöre göre seçilir. Aktüatör türleri arasında manüel el çarkı, manüel kol, elektrik motoru, pnömatik, solenoid, hidrolik piston ve kendinden tahrikli bulunur. Manuel el çarkı ve kol dışındaki tüm aktüatörler, otomatik çalıştırmaya uyarlanabilir.

Manuel, Sabit ve Çekiçli Aktüatörler
Manuel aktüatörler vanayı herhangi bir konuma yerleştirme kapasitesine sahiptir ancak otomatik çalışmaya izin vermez. En yaygın tip mekanik aktüatör el çarkıdır. Bu tip, mile sabitlenmiş el çarklarını, çekiç el çarklarını ve mile dişliler aracılığıyla bağlanan el çarklarını içerir.

Mile Sabitlenmiş El Çarkları
Sağdaki resimde görüldüğü gibi mile sabitlenen el çarkları çarkın sadece mekanik avantajını sağlamaktadır. Bu valfler yüksek çalışma sıcaklıklarına maruz kaldığında valf bağlanması çalışmayı zorlaştırır.

Çekiç El Çarkı
Resimde gösterildiği gibi, çekiç el çarkı, dönüşünün bir kısmı boyunca serbestçe hareket eder ve ardından ikincil bir tekerleğin üzerindeki bir çıkıntıya çarpar. İkincil tekerlek valf gövdesine takılıdır. Bu düzenlemeyle, vana sıkı kapanması için vurularak kapatılabilir veya kapalı durumdaysa vurularak açılabilir.

Elle Çalıştırılan Şanzıman

Manuel olarak çalıştırılan bir valf için ek mekanik avantaj gerekiyorsa, valf kapağına resimde gösterildiği gibi manuel olarak çalıştırılan dişli kafaları takılır. Pinyon miline takılan özel bir anahtar veya el çarkı, dişli avantajı olmadan iki kişiye ihtiyaç duyulduğunda tek kişinin valfi çalıştırmasına olanak tanır. Valf gövdesinin bir turunu üretmek için pinyonun birkaç dönüşü gerekli olduğundan, büyük valflerin çalışma süresi son derece uzundur. Pinyon miline bağlanan portatif hava motorlarının kullanılması vananın çalışma süresini azaltır.

Elle Çalıştırılan Şanzıman

Manuel olarak çalıştırılan bir valf için ek mekanik avantaj gerekiyorsa, valf kapağına resimde gösterildiği gibi manuel olarak çalıştırılan dişli kafaları takılır. Pinyon miline takılan özel bir anahtar veya el çarkı, dişli avantajı olmadan iki kişiye ihtiyaç duyulduğunda tek kişinin valfi çalıştırmasına olanak tanır. Valf gövdesinin bir turunu üretmek için pinyonun birkaç dönüşü gerekli olduğundan, büyük valflerin çalışma süresi son derece uzundur. Pinyon miline bağlanan portatif hava motorlarının kullanılması vananın çalışma süresini azaltır.

Elektrik Motorlu Aktüatörler

Elektrik motorları vananın manuel, yarı otomatik ve otomatik çalışmasına izin verir. Motorlar çoğunlukla açma-kapama fonksiyonları için kullanılır, ancak aşağıdaki resimde gösterildiği gibi vananın herhangi bir açıklığa konumlandırılmasına da uyarlanabilirler. Motor genellikle, motor hızını azaltmak ve böylece gövdedeki torku artırmak için bir dişli takımı aracılığıyla bağlanan, ters çevrilebilir, yüksek hızlı tiptedir. Motorun dönüş yönü disk hareketinin yönünü belirler.
Motorun bir kontrol sistemi tarafından çalıştırılmasında olduğu gibi, elektrikle çalıştırma yarı otomatik olabilir. Dişli takımına bağlanabilen bir el çarkı, vananın manuel olarak çalıştırılmasını sağlar. Limit anahtarları normalde motoru tam açık ve tam kapalı valf konumlarında otomatik olarak durdurmak için sağlanır. Limit anahtarları, vananın konumu ile fiziksel olarak veya motorun torku ile burulmalı olarak çalıştırılır.

Hidrolik Aktüatörler

Hidrolik aktüatörler, pnömatik aktüatörlere benzer şekilde vananın yarı otomatik veya otomatik olarak konumlandırılmasını sağlar. Bu aktüatörler, sinyal basıncını valf gövdesi hareketine dönüştürmek için bir piston kullanır. Hidrolik sıvı pistonun her iki tarafından beslenirken diğer taraf boşaltılır veya havası alınır. Hidrolik sıvı olarak su veya yağ kullanılır. Solenoid valfler tipik olarak valfin açılmasını veya kapanmasını yönlendirmek amacıyla hidrolik sıvının otomatik kontrolü için kullanılır. Hidrolik sıvıyı kontrol etmek için manuel valfler de kullanılabilir; Böylece yarı otomatik çalışma sağlanır.

Kendinden Tahrikli Vanalar

Kendinden tahrikli valfler, valfi konumlandırmak için sistem sıvısını kullanır. Tahliye vanaları, emniyet vanaları, çek vanalar ve buhar kapanları, kendinden tahrikli vanalara örnektir. Bu valflerin tümü, valfi harekete geçirmek için sistem sıvısının bazı özelliklerini kullanır. Bu vanaların çalışması için sistem akışkan enerjisi dışında herhangi bir güç kaynağına gerek yoktur.

Tek solenoid valflersolenoidin enerjisi kesildiğinde valfin konumuna bağlı olarak arızada açık veya arızada kapalı olarak adlandırılır. Arızada açık solenoid valfler yay basıncı ile açılır ve solenoide enerji verildiğinde kapatılır. Arızada kapatılan solenoid valfler yay basıncı ile kapatılır ve solenoide enerji verildiğinde açılır. Çift solenoid valfler genellikle "olduğu gibi" arızalanır. Yani her iki solenoidin enerjisi kesildiğinde valf konumu değişmez.
Solenoid valflerin bir uygulaması, pnömatik valf aktüatörlerine hava sağlamak için kullanılanlar gibi hava sistemlerindedir. Solenoid valfler, pnömatik aktüatöre hava beslemesini ve dolayısıyla pnömatik olarak çalıştırılan valfin konumunu kontrol etmek için kullanılır.

Güç Aktüatörlerinin Hızı

Tesis güvenliği hususları, güvenlikle ilgili belirli valfler için valf hızlarını belirler. Bir sistemin çok hızlı bir şekilde izole edilmesi veya açılması gerektiğinde, vananın çok hızlı çalıştırılması gerekir. Bir vananın açılmasının sıcak bir sisteme nispeten soğuk su enjeksiyonuyla sonuçlandığı durumlarda, termal şoku en aza indirmek için daha yavaş açılma gerekir. Mühendislik tasarımı, güvenlikle ilgili valfler için aktüatörü, hız ve güç gereksinimlerine ve aktüatörün kullanabileceği enerjiye göre seçer.

Genel olarak en hızlı çalıştırma hidrolik, pnömatik ve solenoid aktüatörler tarafından sağlanır. Ancak solenoidler büyük vanalar için pratik değildir çünkü boyutları ve güç gereksinimleri aşırı olacaktır. Ayrıca hidrolik ve pnömatik aktüatörler, hidrolik veya pnömatik enerji sağlayacak bir sisteme ihtiyaç duyar. Her iki durumda da çalıştırma hızı, hidrolik veya pnömatik hatlara uygun boyuttaki delikler takılarak ayarlanabilir. Bazı durumlarda valf, valfi açık tutmak için hidrolik veya pnömatik basınca karşı çıkan yay basıncıyla kapatılır.

Elektrik motorları nispeten hızlı çalıştırma sağlar. Gerçek valf hızı, motor hızı ve dişli oranının birleşimiyle ayarlanır. Bu kombinasyon, yaklaşık iki saniyeden birkaç saniyeye kadar bir aralıkta tam valf hareketi sağlayacak şekilde seçilebilir.

Valf Konumu Göstergesi

Operatörler, tesisin bilgili bir şekilde çalıştırılabilmesi için belirli vanaların konumlarının belirtilmesine ihtiyaç duyar. Bu tür vanalar için, vanaların açık mı kapalı mı olduğunu gösteren konum ışıkları şeklinde uzaktan vana konumu göstergesi sağlanır. Uzak valf konumu gösterge devreleri, gövde ve disk konumunu veya aktüatör konumunu algılayan bir konum detektörü kullanır. Konum dedektörlerinin bir türü, fiziksel olarak valf hareketi ile çalıştırılan mekanik limit anahtarıdır.

Diğer bir tür ise, fiziksel olarak valf hareketi ile çalıştırılan manyetik çekirdeklerinin hareketini algılayan manyetik anahtarlar veya transformatörlerdir.

Yerel valf konumu göstergesi, valfin, valf konumunu gösteren görsel olarak fark edilebilir bazı özelliklerini ifade eder. Yükselen gövde valfi konumu, gövde konumuyla gösterilir. Yükselmeyen milli vanalar bazen vana çalışmasıyla eş zamanlı olarak vana aktüatörü tarafından çalıştırılan küçük mekanik işaretlere sahiptir. Güçle çalıştırılan valfler tipik olarak yerel valf konumu göstergesi sağlayan mekanik bir işaretçiye sahiptir. Bazı vanalarda ise konum gösterme özelliği bulunmamaktadır.

Valf Aktüatörleri Özeti

• Manuel aktüatörler en yaygın vana aktüatör türüdür. Manuel aktüatörler, mekanik avantaj sağlamak için doğrudan valf gövdesine bağlanan el çarklarını ve dişliler aracılığıyla bağlanan el çarklarını içerir.
• Elektrikli motor aktüatörleri, dönme hızını azaltan ve torku artıran bir dişli takımı aracılığıyla valf gövdesine bağlanan ters çevrilebilir elektrik motorlarından oluşur.
• Pnömatik aktüatörler, valfi konumlandırmak için gereken kuvveti sağlamak üzere diyaframın bir veya her iki tarafında hava basıncını kullanır.
• Hidrolik aktüatörler, valfi konumlandırmak için gerekli kuvveti sağlamak üzere pistonun bir veya her iki tarafında basınçlı bir sıvı kullanır.
• Solenoid aktüatörlerin valf gövdesine takılı manyetik bir parçası vardır. Valfı konumlandırma kuvveti, valf gövdesindeki çıkıntı ile valf aktüatöründeki elektromıknatısın bobini arasındaki manyetik çekimden gelir.