Actuadores eléctricos e pneumáticospara válvulas de tubaxe: semella que os dous tipos de actuadores son bastante diferentes e que a elección debe facerse segundo a fonte de alimentación dispoñible no lugar de instalación. Pero, en realidade, esta opinión é parcial. Ademais das principais e obvias diferenzas, tamén teñen unha serie de características únicas menos obvias.

Os actuadores eléctricos e pneumáticos son os dous mecanismos de accionamento máis empregados nos sistemas de automatización. Normalmente, a decisión de selección do actuador tómase na fase de deseño básico e usarase ata o final do ciclo de vida despois da instalación.

Ao elixir o tipo de potencia do actuador, a xente a miúdo non ten en conta os parámetros do medio de proceso na tubaxe, senón que só presta atención aos materiais de referencia internos do deseñador, á situación da subministración de enerxía ou a se o sitio pode subministrar unha gran cantidade de gas prefabricado.

Non obstante, durante o funcionamento, adoita ocorrer que algunhas válvulas deben estar equipadas con actuadores, ou que os parámetros do medio de proceso nalgunhas válvulas cambian. Xorde entón a pregunta: debería conservar o actuador orixinal ou substituílo por outro actuador para mellorar o rendemento?

Maior vida útil

Este artigo presentará e comparará as principais características de rendemento dos actuadores eléctricos e neumáticos.

En circunstancias normais, os fabricantes garanten 10.000 ciclos de funcionamento para os actuadores eléctricos e 100.000 ciclos de funcionamento para os actuadores pneumáticos. Obviamente, en termos do número de ciclos de funcionamento, o actuador pneumático ten unha vida útil máis longa debido á súa estrutura máis simple. Ademais, a superficie de contacto de fricción do actuador pneumático está feita de elastómero ou polímero, e as xuntas tóricas desgastadas e os elementos guía de plástico son fáciles de substituír.

Como actuador eléctrico, adoita haber unha caixa de cambios redutora desde o motor ata o eixe de saída. Hai moitas engrenaxes que engranan entre si, que se desgastarán durante o funcionamento. Tamén paga a pena sinalar que non é necesario cambiar a graxa lubricante durante todo o ciclo de vida do actuador pneumático.

Par de torsión

Un dos parámetros de rendemento máis importantes dos actuadores de válvulas de tubaxe é o par. O par dun actuador eléctrico depende do deseño (compoñente constante) e da tensión aplicada ao estator. O par dun actuador pneumático depende do deseño (compoñente constante) e da presión do aire subministrado ao actuador pneumático.

Xeralmente, o par do actuador debe ser maior que o par máximo da válvula ou maior que o par necesario para mover o elemento de peche. No uso real, o par real da válvula pode ser maior que o par máximo indicado pola marca rexistrada do fabricante e tamén maior que o par máximo do actuador. Sen dúbida, trátase dunha emerxencia.

Se continúa a usar o actuador, pode danar o actuador e a válvula. Se o par da válvula aumenta, o motor aumentará gradualmente o par ata alcanzar o valor de arranque (o valor de arranque). Isto significa que a estrutura mecánica vese obrigada a xerar e soportar un par excesivo máis alá do rango de deseño.

Protección contra sobretorque

Para evitar que o equipo se dane nas condicións mencionadas anteriormente, o actuador eléctrico pode equiparse con algúns dispositivos especiais. O máis común é o interruptor de par, que pode ser mecánico (o principio de funcionamento común é que a engrenaxe sen fin se move axialmente linealmente no estado de sobrepar); tamén pode ser electrónico (o principio común é medir a corrente do estator ou o efecto Hall). Cando o par supera o valor máximo deseñado, o interruptor de par pode cortar a tensión do estator e deter o motor do actuador. Non hai necesidade de protección contra sobrepar nos actuadores pneumáticos. Se o par aplicado á válvula supera o límite especificado, as propiedades físicas do aire comprimido farán que o actuador pneumático deixe de funcionar. A diferenza dos actuadores eléctricos, o par de saída dos actuadores pneumáticos non superará o límite de deseño. Pódese considerar que se a válvula da tubaxe está equipada cun actuador pneumático, elimínase o risco de fallo do equipo debido ao par que supera o valor especificado.

deseño a proba de explosións

Se hai mercadorías perigosas no ambiente de uso, os equipos eléctricos poden provocar unha explosión. En canto aos niveis e métodos de protección en ambientes perigosos, non se inclúen neste artigo debido a limitacións de espazo.

Non obstante, aínda é necesario salientar que os equipos a proba de explosións deben usarse en ambientes con materiais perigosos.

En comparación cos actuadores eléctricos estándar industriais convencionais, os actuadores eléctricos a proba de explosións para válvulas de tubaxe son máis caros e teñen un deseño máis complexo. Mesmo se o actuador pneumático se usa nun ambiente perigoso, non existe risco potencial de explosión. No caso dos actuadores pneumáticos, o deseño especial para ambientes perigosos tamén se limita a posicionadores, válvulas solenoides e interruptores de límite (Figura 1-3). En consecuencia, se se usa un actuador pneumático cun accesorio a proba de explosións para operar unha válvula de tubaxe, o custo será significativamente menor que o dun actuador eléctrico a proba de explosións coa mesma función.

Posicionamento

Os actuadores pneumáticos teñen unha das deficiencias máis significativas. Cando o actuador chega á metade da carreira, o posicionamento é máis complicado, o que significa que o posicionamento do carrete da válvula de control é máis difícil.

Debido ás características físicas do aire, a precisión de posicionamento dos actuadores pneumáticos é varias veces menor que a dos actuadores eléctricos. Se o actuador eléctrico adopta un motor paso a paso, a súa precisión de posicionamento é varias ordes de magnitude maior que a dun actuador pneumático equipado cun posicionador. Este último só se pode usar para sistemas que non requiren unha alta precisión de posicionamento ou precisión de control. Os actuadores pneumáticos utilizados nas válvulas de tubaxes teñen as súas propias características no deseño estrutural: todos os compoñentes do sistema de control están instalados na superficie exterior do actuador ou fóra da estrutura principal. Se precisa cambiar o modo de funcionamento de apagado a control, cómpre substituír a válvula solenoide por un posicionador. Dado que estes dous compoñentes están instalados no exterior do actuador pneumático e o deseño da superficie de contacto é o mesmo, é máis cómodo retirar o distribuidor e instalar o posicionador. Noutras palabras, o mesmo actuador pneumático pódese usar tanto para o apagado como para o control substituíndo os accesorios correspondentes (Figura 1-2).