Elektriska och pneumatiska ställdonför rörledningsventiler: Det verkar som om de två typerna av ställdon är ganska olika, och valet måste göras enligt den strömkälla som finns tillgänglig på installationsplatsen.Men i själva verket är denna uppfattning partisk.Förutom de huvudsakliga och uppenbara skillnaderna har de också ett antal mindre uppenbara unika egenskaper.

Elektriska och pneumatiska ställdon är de två vanligaste drivmekanismerna i automationssystem.Vanligtvis görs valet av ställdonet i det grundläggande konstruktionsstadiet och kommer att användas till slutet av livscykeln efter installationen.

När man väljer strömtyp för ställdonet överväger folk ofta inte parametrarna för processmediet i pipelinen, utan uppmärksammar endast designerns interna referensmaterial, strömförsörjningssituationen eller om platsen kan leverera en stor mängd prefabricerad gas.

Men under driften upptäcks det ofta att vissa ventiler behöver förses med ställdon, annars kommer processmediets parametrar i vissa ventiler att ändras.Frågan uppstår då: Ska jag behålla det ursprungliga ställdonet eller ersätta det med ett annat ställdon för att förbättra prestandan?

Längre livslängd

Den här artikeln kommer att introducera och jämföra de viktigaste prestandaegenskaperna för elektriska och pneumatiska ställdon.

Under normala omständigheter kommer tillverkare att garantera 10 000 driftcykler för elektriska ställdon och 100 000 driftcykler för pneumatiska ställdon.Uppenbarligen har det pneumatiska ställdonet en längre livslängd i termer av antalet arbetscykler på grund av sin enklare struktur.Dessutom är friktionskontaktytan på det pneumatiska ställdonet gjord av elastomer eller polymer, och de slitna O-ringarna och plaststyrelementen är lätta att byta ut.

Som elektriskt ställdon finns vanligtvis en reduktionsväxellåda från motorn till utgående axel.Det finns många växlar som griper in i varandra, vilket kommer att slitas ut under drift.Det är också värt att notera att det inte finns något behov av att byta smörjfett under hela livscykeln för det pneumatiska ställdonet.

Vridmoment

En av de viktigaste prestandaparametrarna för rörledningsventilställdon är vridmoment.Vridmomentet för ett elektriskt ställdon beror på konstruktionen (konstant komponent) och spänningen på statorn.Vridmomentet för ett pneumatiskt ställdon beror på konstruktionen (konstant komponent) och trycket på lufttillförseln som tillförs det pneumatiska ställdonet.

Generellt måste vridmomentet för manöverdonet vara större än ventilens maximala vridmoment, eller större än vridmomentet som krävs för att flytta avstängningselementet.Vid faktisk användning kan det faktiska vridmomentet för ventilen vara större än det maximala vridmomentet som anges av tillverkarens varumärke, och även större än det maximala vridmomentet för ställdonet.Detta är utan tvekan en nödsituation.

Om du fortsätter att köra ställdonet kan det orsaka skador på ställdonet och ventilen.Om ventilens vridmoment ökar kommer motorn gradvis att öka vridmomentet tills den når utdragningsvärdet (utdragningsvärdet).Detta innebär att den mekaniska strukturen tvingas att producera och motstå överdrivet vridmoment utanför designområdet.

Övermomentskydd

För att förhindra att utrustningen skadas under ovannämnda förhållanden kan det elektriska ställdonet utrustas med några speciella anordningar.Den vanligaste är momentbrytaren, som kan vara mekanisk (den vanliga arbetsprincipen är att snäckväxeln rör sig axiellt linjärt i tillståndet av övermoment);den kan också vara elektronisk (den vanliga principen är att mäta statorströmmen, eller Hall-effekten.).När vridmomentet överskrider det designade maxvärdet, kan vridmomentomkopplaren bryta spänningen på statorn och stoppa ställdonets motor.Det finns inget behov av övermomentskydd i pneumatiska ställdon.Om vridmomentet som appliceras på ventilen överskrider den specificerade gränsen, kommer tryckluftens fysiska egenskaper att göra att det pneumatiska ställdonet slutar att köra.Till skillnad från elektriska ställdon kommer det utgående vridmomentet för pneumatiska ställdon inte att överskrida konstruktionsgränsen.Det kan anses att om rörledningsventilen är utrustad med ett pneumatiskt ställdon elimineras risken för utrustningsfel på grund av att vridmomentet överskrider det specificerade värdet.

Explosionssäker design

Om det finns farligt gods i användningsmiljön kan elektrisk utrustning orsaka en explosion.När det gäller skyddsnivåer och skyddsmetoder i den farliga miljön ingår de inte i denna artikel på grund av utrymmesbegränsningar.

Det är dock fortfarande nödvändigt att betona att explosionssäker utrustning måste användas i miljöer med farliga material.

Jämfört med konventionella elektriska ställdon av industriell standard är explosionssäkra elektriska ställdon för rörledningsventiler dyrare och mer komplicerade i design.Även om det pneumatiska ställdonet används i en farlig miljö finns det ingen potentiell explosionsrisk.För pneumatiska ställdon är den speciella designen för farlig miljö också begränsad till lägesställare, magnetventiler och gränslägesbrytare (Figur 1-3).På motsvarande sätt, om ett pneumatiskt ställdon med ett explosionssäkert tillbehör används för att driva en rörledningsventil, blir kostnaden betydligt lägre än för ett explosionssäkert elektriskt ställdon med samma funktion.

Positionering

Pneumatiska ställdon har en av de största bristerna.När ställdonet når mitten av slaget är positioneringen mer komplicerad, vilket gör att positioneringen av styrventilens slid är svårare.

På grund av luftens fysiska egenskaper är positioneringsnoggrannheten för pneumatiska ställdon flera gånger lägre än för elektriska ställdon.Om det elektriska ställdonet använder en stegmotor, är dess positioneringsnoggrannhet flera storleksordningar högre än för ett pneumatiskt ställdon som är utrustat med en lägesställare.Den senare kan endast användas för system som inte kräver hög positioneringsnoggrannhet eller kontrollnoggrannhet.Pneumatiska ställdon som används i rörledningsventiler har sina egna egenskaper i strukturell design: alla komponenter i styrsystemet är installerade på ställdonets yttre yta eller utanför huvudstrukturen.Om du behöver byta driftläge från av till kontroll måste du byta ut magnetventilen med en lägesställare.Eftersom dessa två komponenter är installerade på utsidan av det pneumatiska ställdonet, och utformningen av den matchande ytan är densamma, är det bekvämare att ta bort fördelaren och installera lägesställaren.Med andra ord kan samma pneumatiska ställdon användas för både avstängning och styrning genom att byta ut motsvarande tillbehör (Figur 1-2).