Inleiding
Klepactuatoren automatiseren het openen, sluiten en positioneren van industriële kleppen, waardoor handmatige bediening minder vaak nodig is. Verschillende soorten klepactuatoren worden gebruikt in de waterzuivering, de olie- en gasindustrie, de energieopwekking, de chemische verwerking en andere industriële systemen.
Aandrijvingen kunnen worden ingedeeld op basis van hun bewegingswijze en aandrijfbron; elektrische, pneumatische en hydraulische uitvoeringen zijn geschikt voor verschillende toepassingen. In deze gids wordt uitgelegd hoe deze aandrijvingen werken, worden de belangrijkste verschillen tussen hen vergeleken en wordt beschreven waar u op moet letten bij het kiezen van een aandrijving voor uw toepassing.
Wat is een klepaandrijving?
Een klepaandrijving is een apparaat dat de kracht of het koppel levert die nodig is om een klep te bedienen. Het brengt de klep in een open, gesloten of tussenliggende stand met behulp van een externe krachtbron, zoals elektriciteit, perslucht of hydraulische druk.
Afhankelijk van het ontwerp van de klep kan de aandrijving een draaiende of lineaire beweging veroorzaken. Welk type aandrijving geschikt is, hangt af van het bedieningsmechanisme van de klep, het vereiste koppel of de vereiste stuwkracht, de regelingsfuncties en de installatieomstandigheden.
Indeling van klepaandrijvingen naar bewegingstype: roterend versus lineair
Klepactuatoren kunnen worden ingedeeld op basis van hun uitgaande beweging: roterend of lineair. De vereiste beweging hangt af van het bedieningsmechanisme van de klep en van de manier waarop de spindel of het afsluitelement beweegt.
Roterende aandrijvingen
Roterende aandrijvingen produceren een draaiende beweging om een klep te bedienen. Kwartslagaandrijvingen draaien doorgaans 90° en worden vaak gebruikt bij kogel-, vlinder- en plugkleppen. Meerslag-aandrijvingen zorgen voor meerdere asomwentelingen en worden vaak gebruikt bij schuif- en klepafsluiters met een schroefdraadmechanisme op de spindel.
Lineaire actuatoren
Lineaire aandrijvingen zorgen voor een rechtlijnige beweging en stuwkracht in plaats van een draaimoment. Ze worden vaak gebruikt in combinatie met kogelafsluiters, membraanafsluiters en andere afsluiters die zijn ontworpen voor directe lineaire aandrijving. Pneumatische membraan- en zuigeraandrijvingen zijn veelvoorkomende voorbeelden.
Waarin verschillen ze?
Het belangrijkste verschil zit hem in de bewegingswijze van de aandrijving, niet alleen in het type klep. Zo kan een klep van het type ‘globe’ bijvoorbeeld worden uitgerust met een lineaire pneumatische aandrijving of een elektrische aandrijving met meerdere omwentelingen, voorzien van een geschikt omzettingsmechanisme. Het is essentieel voor een goede werking dat de bewegingswijze, het koppel of de stuwkracht van de aandrijving, en de aansluiting van de spindel op de klep op elkaar zijn afgestemd.
Indeling van klepaandrijvingen naar energiebron
Klepactuatoren kunnen ook worden ingedeeld op basis van hun aandrijfbron. De drie belangrijkste typen – pneumatisch, hydraulisch en elektrisch – verschillen van elkaar wat betreft de manier waarop ze beweging opwekken, evenals wat betreft hun bedrijfskenmerken, regelingsmogelijkheden en installatievereisten.
Pneumatische aandrijvingen: snelle reactie en eenvoudige bediening
Pneumatische aandrijvingen maken gebruik van perslucht om de kracht of het koppel te genereren die nodig is om een klep te bedienen. Bij gangbare ontwerpen worden zuigers of membranen gebruikt om beweging te veroorzaken. Dubbelwerkende aandrijvingen maken in beide richtingen gebruik van luchtdruk, terwijl modellen met veerterugstelling perslucht gebruiken voor de heenweg en veerkracht voor de terugslag.
Dankzij hun snelle reactietijd en relatief eenvoudige constructie zijn pneumatische aandrijvingen geschikt voor veelvuldig gebruik van afsluiters. Ze worden op grote schaal toegepast bij geautomatiseerde schakelprocessen en, in combinatie met geschikte stellingregelaars, bij modulerende toepassingen. Hun werking is afhankelijk van een betrouwbare toevoer van schone, droge perslucht, terwijl het luchtverbruik en de onderhoudskosten variëren naargelang het ontwerp van het systeem en de bedrijfsfrequentie.
Pneumatische aandrijvingen worden vaak gecombineerd met kogel-, vlinder-, plug- en klepafsluiters. Typische toepassingen zijn onder meer chemische verwerking, de productie van voedingsmiddelen en dranken, de olie- en gasindustrie en waterzuivering.
Bekijk de beschikbare configuraties van VINCER’s assortiment pneumatische aandrijvingen voor de automatisering van industriële afsluiters.
Hydraulische actuatoren: hoge kracht voor zware toepassingen
Hydraulische aandrijvingen maken gebruik van hydraulische vloeistof onder druk om een zuiger of een roterend mechanisme aan te drijven, waardoor de kracht of het koppel wordt opgewekt die nodig zijn voor de bediening van een klep. Door hun hoge vermogensdichtheid zijn ze geschikt voor grote kleppen en toepassingen met hoge eisen op het gebied van koppel of stuwkracht.
Hydraulische systemen kunnen zorgen voor gecontroleerde bewegingen en een hoge uitgangskracht binnen een relatief compacte actuator. Met de juiste hydraulische circuits en vergrendelingsmechanismen kunnen ze bovendien de klepstand handhaven wanneer dat nodig is. Hydraulische aggregaatunits, leidingen, vloeistofonderhoud en mogelijke lekkages maken het totale systeem echter complexer.
Hydraulische aandrijvingen worden gebruikt in combinatie met grote kogel-, schuif- en andere industriële afsluiters in olie- en gasinstallaties, offshore-installaties, mijnbouwactiviteiten en zware industriële processen waar een aanzienlijke bedieningskracht vereist is.
Elektrische aandrijvingen: afstandsbediening en automatisering
Elektrische aandrijvingen maken gebruik van een elektromotor en een overbrengingsmechanisme om kleppen te bedienen. Kwartslagmodellen zorgen voor een draaiende beweging bij kogel- en vlinderkleppen, terwijl meer-slag-aandrijvingen kleppen zoals schuif- en doorstroomkleppen aandrijven. Bij sommige ontwerpen worden extra mechanismen gebruikt om de draaiende beweging om te zetten in een lineaire beweging.
Elektrische aandrijvingen bieden een handige bediening op afstand zonder perslucht of hydraulische aandrijfsystemen. Afhankelijk van het model ondersteunen ze AAN/UIT-regeling, modulerende werking, positieterugkoppeling en integratie met industriële besturingssystemen. De beschikbare voedingsspanningen, bedrijfssnelheden en besturingsfuncties variëren per serie aandrijvingen.
Bij de keuze moet rekening worden gehouden met de vereisten inzake koppel of stuwkracht, de bedrijfscyclus, de stroomvoorziening en de installatieomstandigheden. In gevaarlijke omgevingen kunnen gecertificeerde explosieveilige modellen vereist zijn, terwijl voor buitenomgevingen of vochtige omgevingen een geschikte behuizingsbescherming nodig is.
Elektrische aandrijvingen worden op grote schaal gebruikt in de waterzuivering, HVAC, chemische verwerking, energieopwekking en andere industriële systemen waar geautomatiseerde klepbediening vereist is.
Ontdek VINCER’s assortiment elektrische aandrijvingen, waaronder modellen met een kwartslag, met meerdere slagen, miniatuurmodellen, waterdichte modellen en explosieveilige modellen.
| Type actuator | Werkingsprincipe | Voordelen | Nadelen | Veelvoorkomende kleptypen | Sectoren |
| Pneumatisch | Perslucht drijft een zuiger of een membraan aan | Snelle reactie, eenvoudige constructie, kostenefficiënt | Vereist een persluchttoevoer en onderhoud van het persluchtsysteem | Kogel-, vlinder-, plug- en bolklep | Chemie, voedingsmiddelen en dranken, waterzuivering, olie en gas |
| Hydraulisch | Een vloeistof onder druk drijft een zuiger of een roterend mechanisme aan | Hoog uitgangsvermogen, hoge vermogensdichtheid | C. Complex hydraulisch systeem, mogelijk vloeistoflek | Kogel-, schuif- en bolkleppen, grote industriële afsluiters | Olie en gas, mijnbouw, offshore |
| Elektrisch | De elektromotor drijft een tandwiel- of overbrengingsmechanisme aan | Bediening op afstand, integratie van besturingssystemen, geen extern hydraulisch systeem | Vereist elektrische voeding; de inschakelduur en omgevingsgrenzen variëren | Bal, vlinder, poort, wereldbol | Farmaceutische industrie, waterzuivering, HVAC, energieopwekking, chemische industrie |
Hoe kiest u de juiste klepaandrijving voor uw toepassing?
Bij het kiezen van een klepaandrijving komt meer kijken dan alleen het selecteren van een krachtbron. Het bedieningsmechanisme van de klep, de benodigde kracht, de besturingsfuncties en de omstandigheden ter plaatse zijn allemaal van invloed op welk type aandrijving geschikt is.
1. Type klep en bewegingsvereisten
Laten we beginnen met de werking van de klep. Kogel- en vlinderkleppen maken doorgaans gebruik van kwartslag-aandrijvingen, terwijl schuif- en klepafsluiters, afhankelijk van hun spindelmechanisme, mogelijk een meer-omwentelings- of lineaire aandrijving vereisen. De uitgaande beweging en de bevestigingsaansluiting van de aandrijving moeten op de klep zijn afgestemd.
2. Beschikbare stroombron
Elektrische aandrijvingen zijn praktisch wanneer er elektrische stroom en systemen voor bediening op afstand beschikbaar zijn. Pneumatische aandrijvingen hebben een persluchttoevoer nodig, terwijl hydraulische systemen doorgaans worden overwogen voor toepassingen waarbij een aanzienlijke bedieningskracht vereist is. De aanwezige voorzieningen op de locatie kunnen van invloed zijn op de complexiteit van de installatie en de exploitatiekosten.
3. Vereisten inzake koppel of stuwkracht
Roterende aandrijvingen worden geselecteerd op basis van het koppel, terwijl lineaire aandrijvingen worden beoordeeld op basis van de stuwkracht. Het vereiste vermogen hangt af van het ontwerp van de klep, de werkdruk, de wrijving en andere bedrijfsomstandigheden. Er moet rekening worden gehouden met een passende veiligheidsmarge om ervoor te zorgen dat de aandrijving de klep over de gehele vereiste slag kan bedienen.
4. Controle- en bedrijfsomstandigheden
Ga na of de toepassing een AAN/UIT-werking, modulerende regeling of positieterugkoppeling vereist. Ook de bedrijfsfrequentie, de omgevingstemperatuur, blootstelling aan vocht en vereisten voor gevaarlijke omgevingen kunnen van invloed zijn op de keuze van de aandrijving. Controleer of de geschikte regelaccessoires en de beschermingsklasse van de behuizing geschikt zijn voor de beoogde installatie.
Conclusie
De keuze van de juiste klepaandrijving hangt af van het ontwerp van de klep, de bedrijfsvereisten en de beschikbare krachtbron. Pneumatische aandrijvingen hebben vaak de voorkeur bij snelle schakelingen, hydraulische aandrijvingen bij toepassingen waarbij grote krachten nodig zijn, en elektrische aandrijvingen bij handige bediening op afstand en automatisering.
Elk type heeft zijn voordelen en beperkingen, en de beste keuze hangt af van de specifieke toepassing. Een juiste dimensionering van de aandrijving en compatibiliteit met de klep zijn essentieel voor een betrouwbare werking.
VINCER biedt elektrische en pneumatische aandrijvingen voor de automatisering van industriële afsluiters. Ontdek ons assortiment elektrische aandrijvingen en assortiment pneumatische aandrijvingen, of neem contact op met ons team voor hulp bij het kiezen van een aandrijving.
