Elektrické a pneumatické pohonypre potrubné ventily: Zdá sa, že tieto dva typy pohonov sú dosť odlišné a výber je potrebné vykonať podľa zdroja napájania dostupného na mieste inštalácie. V skutočnosti je však tento názor skreslený. Okrem hlavných a zjavných rozdielov majú aj množstvo menej zjavných jedinečných vlastností.

Elektrické a pneumatické pohony sú dva najčastejšie používané pohonné mechanizmy v automatizačných systémoch. Rozhodnutie o výbere pohonu sa zvyčajne robí v základnej fáze návrhu a bude sa používať až do konca životného cyklu po inštalácii.

Pri výbere typu pohonu ľudia často nezohľadňujú parametre procesného média v potrubí, ale venujú pozornosť iba interným referenčným materiálom projektanta, situácii s napájaním alebo tomu, či je miesto schopné dodať veľké množstvo prefabrikovaného plynu.

Počas prevádzky sa však často zistí, že niektoré ventily je potrebné vybaviť pohonmi alebo sa parametre procesného média v niektorých ventiloch zmenia. Potom vyvstáva otázka: Mám si ponechať pôvodný pohon alebo ho nahradiť iným pohonom, aby sa zlepšil výkon?

Dlhšia životnosť

Tento článok predstaví a porovná hlavné výkonnostné charakteristiky elektrických a pneumatických pohonov.

Za normálnych okolností výrobcovia garantujú 10 000 prevádzkových cyklov pre elektrické pohony a 100 000 prevádzkových cyklov pre pneumatické pohony. Je zrejmé, že z hľadiska počtu prevádzkových cyklov má pneumatický pohon vďaka svojej jednoduchšej konštrukcii dlhšiu životnosť. Okrem toho je trecia plocha pneumatického pohonu vyrobená z elastoméru alebo polyméru a opotrebované O-krúžky a plastové vodiace prvky sa dajú ľahko vymeniť.

Pri elektrickom pohone je od motora k výstupnému hriadeľu zvyčajne redukčná prevodovka. Existuje veľa ozubených kolies, ktoré do seba zaberajú a počas prevádzky sa opotrebúvajú. Za zmienku tiež stojí, že počas celej životnosti pneumatického pohonu nie je potrebné meniť mazivo.

Krútiaci moment

Jedným z najdôležitejších výkonnostných parametrov pohonov potrubných ventilov je krútiaci moment. Krútiaci moment elektrického pohonu závisí od konštrukcie (konštantná zložka) a napätia privádzaného na stator. Krútiaci moment pneumatického pohonu závisí od konštrukcie (konštantná zložka) a tlaku vzduchu privádzaného do pneumatického pohonu.

Vo všeobecnosti musí byť krútiaci moment ovládača väčší ako maximálny krútiaci moment ventilu alebo väčší ako krútiaci moment potrebný na pohyb uzatváracieho prvku. V reálnom použití môže byť skutočný krútiaci moment ventilu väčší ako maximálny krútiaci moment uvedený výrobcom v obchodnej značke a tiež väčší ako maximálny krútiaci moment ovládača. Ide nepochybne o núdzový stav.

Ak budete pokračovať v prevádzke pohonu, môže to spôsobiť poškodenie pohonu a ventilu. Ak sa krútiaci moment ventilu zvýši, motor bude postupne zvyšovať krútiaci moment, až kým nedosiahne hodnotu vytiahnutia (hodnota vytiahnutia). To znamená, že mechanická konštrukcia je nútená vydávať a odolávať nadmernému krútiacemu momentu nad rámec konštrukčného rozsahu.

Ochrana pred prekročením krútiaceho momentu

Aby sa zabránilo poškodeniu zariadenia za vyššie uvedených podmienok, elektrický pohon môže byť vybavený niektorými špeciálnymi zariadeniami. Najbežnejším je momentový spínač, ktorý môže byť mechanický (bežným princípom činnosti je, že závitovkové koleso sa v stave prekročenia krútiaceho momentu pohybuje axiálne lineárne); môže byť aj elektronický (bežným princípom je meranie statorového prúdu alebo Hallov jav). Keď krútiaci moment prekročí navrhnutú maximálnu hodnotu, momentový spínač môže odpojiť napätie statora a zastaviť motor pohonu. V pneumatických pohonoch nie je potrebná ochrana proti prekročeniu krútiaceho momentu. Ak krútiaci moment pôsobiaci na ventil prekročí špecifikovaný limit, fyzikálne vlastnosti stlačeného vzduchu spôsobia zastavenie pneumatického pohonu. Na rozdiel od elektrických pohonov, výstupný krútiaci moment pneumatických pohonov neprekročí návrhový limit. Dá sa predpokladať, že ak je potrubný ventil vybavený pneumatickým pohonom, riziko poruchy zariadenia v dôsledku prekročenia špecifikovanej hodnoty krútiaceho momentu je eliminované.

Konštrukcia odolná voči výbuchu

Ak sa v prostredí používania nachádzajú nebezpečné veci, elektrické zariadenia môžu spôsobiť výbuch. Pokiaľ ide o úrovne ochrany a metódy ochrany v nebezpečnom prostredí, nie sú v tomto článku zahrnuté z dôvodu obmedzeného priestoru.

Napriek tomu je stále potrebné zdôrazniť, že zariadenia odolné voči výbuchu sa musia používať v prostrediach s nebezpečnými materiálmi.

V porovnaní s konvenčnými priemyselnými štandardnými elektrickými pohonmi sú elektrické pohony v nevýbušnom pre potrubné ventily drahšie a majú zložitejšiu konštrukciu. Aj keď sa pneumatický pohon používa v nebezpečnom prostredí, neexistuje potenciálne riziko výbuchu. V prípade pneumatických pohonov je špeciálna konštrukcia pre nebezpečné prostredie obmedzená aj na polohovače, solenoidové ventily a koncové spínače (obrázok 1-3). V súlade s tým, ak sa na ovládanie potrubného ventilu použije pneumatický pohon s príslušenstvom odolným voči výbuchu, náklady budú výrazne nižšie ako náklady na elektrický pohon v nevýbušnom prevedení s rovnakou funkciou.

Polohovanie

Pneumatické pohony majú jeden z najvýznamnejších nedostatkov. Keď pohon dosiahne stred zdvihu, jeho polohovanie je zložitejšie, čo znamená, že je ťažšie umiestniť cievku regulačného ventilu.

Vzhľadom na fyzikálne vlastnosti vzduchu je presnosť polohovania pneumatických pohonov niekoľkonásobne nižšia ako u elektrických pohonov. Ak elektrický pohon používa krokový motor, jeho presnosť polohovania je o niekoľko rádov vyššia ako u pneumatického pohonu vybaveného polohovačom. Ten sa môže použiť iba v systémoch, ktoré nevyžadujú vysokú presnosť polohovania alebo presnosť riadenia. Pneumatické pohony používané v potrubných ventiloch majú svoje vlastné konštrukčné charakteristiky: všetky komponenty riadiaceho systému sú inštalované na vonkajšom povrchu pohonu alebo mimo hlavnej konštrukcie. Ak potrebujete prepnúť prevádzkový režim z vypnutého na riadenie, je potrebné vymeniť solenoidový ventil za polohovač. Keďže tieto dva komponenty sú inštalované na vonkajšej strane pneumatického pohonu a konštrukcia spojovacej plochy je rovnaká, je pohodlnejšie odstrániť rozvádzač a nainštalovať polohovač. Inými slovami, ten istý pneumatický pohon sa môže použiť na vypínanie aj riadenie výmenou príslušného príslušenstva (obrázok 1-2).