Введение
Пневматические приводы клапанов являются важными элементами в системах управления технологическими процессами при автоматизации промышленных клапанов. Эти приводы работают и преобразуют сжатый воздух в механическое движение, которое управляет основными клапанами, такими как дроссельные заслонки, шаровые и шиберные клапаны, в отсутствие ручного управления. Они широко используются в системах управления жидкостями, в технологических процессах и там, где надежность и безопасность имеют первостепенное значение. Пневматические приводы клапанов заслуживают особого внимания благодаря своей простоте, низкой стоимости и применимости в широком спектре приложений.
Таким образом, знание различных типов пневматических приводов клапанов необходимо для достижения высокой эффективности системы управления технологическим процессом. Эти приводы предназначены для обеспечения прямолинейного или вращательного движения в зависимости от клапана и системы. Каждый из них имеет свои преимущества и соответствующий тип клапана, который должен быть выбран для обеспечения наилучших результатов работы. В этой статье мы объясним принцип действия пневматических приводов клапанов, опишем наиболее популярные типы приводов, перечислим преимущества их использования и дадим советы по выбору подходящего привода.
Принцип работы пневматических приводов клапанов
Пневматические приводы клапанов работают за счет использования сжатого воздуха для создания механического движения с целью управления положением клапана. Когда воздух поступает в привод, он сжимается в камере и давит на другие детали, такие как поршни, диафрагмы или лопасти. Например, в линейных приводах это давление смещает поршень, открывая или закрывая шток клапана, - эта концепция широко применяется в шаровых или плунжерных клапанах. В поворотных приводах сжатый воздух вращает лопатку или шестерню, обеспечивая движение клапанов, таких как шаровые или дроссельные.
Существуют системы управления, которые делают процесс точным и надежным. Электромагнитные клапаны и регулирующие клапаны используются для управления потоком воздуха, а концевые выключатели - для обратной связи с положением клапанов. Одной из мер безопасности, применяемых во многих приводах, является пружинный возврат, который возвращает клапан в исходное положение при сбросе давления воздуха. Например, в системах аварийного отключения эта функция помогает избежать риска при закрытии или открытии клапанов.
Пневматические приводы более выгодны, чем электрические, в местах, где существует опасность взрыва, поскольку они не используют электричество и, следовательно, не искрят. Они используются в нефтегазовой, химической и энергетической промышленности благодаря высокому крутящему моменту, быстрому отклику и высокой производительности. Благодаря прочной конструкции они необходимы для безопасного и эффективного управления технологическими процессами.
Распространенные типы пневматических приводов клапанов
Пневматические приводы клапанов бывают нескольких основных типов, и каждый из них подходит для определенных применений благодаря своим преимуществам. К таким типам относятся мембранные пневматические приводы, поршневые пневматические приводы, реечные приводы, приводы лопастного типа и приводы типа "скотч иго". Каждый тип приводов обладает определенными эксплуатационными характеристиками, которые отвечают различным требованиям к автоматизации арматуры.
| Тип генератора | Основные характеристики | Преимущества | Типовые применения |
| Мембранный привод | Гибкая диафрагма, компактная конструкция | Низкая стоимость обслуживания, точное управление | Регулирующие клапаны (например, шаровые, плунжерные) |
| Поршневой привод | Поршень в цилиндрической камере | Высокий крутящий момент, долговечность | Задвижки, шары, поворотные затворы |
| Реечный привод | Система зубчатых передач для линейно-вращательного движения | Постоянный крутящий момент, компактная конструкция | Шаровые, поворотные клапаны |
| Флюгерный привод | Ротор с лопастной конструкцией | Компактный, экономичный | Легкие задачи, поворотные затворы |
| Скотчевый привод | Механизм коромысла для высокого крутящего момента | Высокий крутящий момент, прочная конструкция | Задвижки, тяжелые условия эксплуатации |
Мембранные пневматические приводы
Мембранные пневматические приводы - это приводы, использующие гибкую мембрану в закрытой камере для преобразования давления воздуха в линейное перемещение. При подаче давления мембрана сгибается и поворачивает шток или клапан с высокой точностью. Такая конструкция подходит для регулирующих клапанов, таких как шаровые и плунжерные, где требуется точное и тщательное управление.
Мембранные приводы менее громоздки и менее сложны по конструкции, чем поршневые, и идеально подходят для использования в замкнутых пространствах и применениях с низким крутящим моментом. Благодаря своей гибкости они также менее подвержены износу и поэтому требуют минимального обслуживания в течение длительного времени. Однако они обычно рассчитаны на работу в более низких диапазонах давления и не подходят для применения в системах с высоким крутящим моментом или в тяжелых клапанах, где используются поршневые или роторные приводы.
Мембранные приводы используются в отраслях, где требуется точное управление технологическими процессами, благодаря балансу точности, надежности и размеров.
Поршневые пневматические приводы
Поршневые пневматические приводы рассчитаны на большое усилие и поэтому подходят для использования с крупногабаритной арматурой, такой как задвижки, шаровые и поворотные затворы. Их конструктивная особенность - поршень, помещенный в цилиндр и приводимый в действие сжатым воздухом. Это позволяет им создавать большее усилие и быть эффективными при более длинных ходах, чем мембранные приводы, что делает их идеальными для использования в промышленности.
В отличие от мембранных, поршневые приводы способны работать под высоким давлением, которое может превышать 10 бар, и подходят для точного управления большими клапанами. Они также обладают высокой гибкостью и могут работать в экстремальных условиях и при экстремальных режимах эксплуатации. Однако они могут быть крупнее и иметь более сложную конструкцию, что может потребовать больше места и ухода. Поршневые приводы широко используются в нефтегазовой, водоочистной и обрабатывающей промышленности, где требуются надежные и мощные приводы.
Реечные и шестеренчатые приводы
Реечные приводы - это поворотные приводы, в которых используется винтовой механизм для преобразования линейного движения во вращательное. Стойка - это прямая шестерня, которая перемещается по линейной траектории при подаче сжатого воздуха, а шестерня - круглая шестерня, которая вращается для управления клапаном. Эта конструкция отличается аккуратностью, эффективностью и способна создавать постоянный крутящий момент, который подходит для шаровых и дроссельных клапанов.
В отличие от других поворотных приводов, реечные системы обеспечивают постоянный крутящий момент в широком диапазоне давлений. Они бывают двух типов: одинарного действия, когда клапан возвращается в исходное положение при потере давления воздуха, и двойного действия, когда давление воздуха используется для открытия и закрытия клапана. Распространенные в технологических отраслях, эти приводы ценятся за их надежность, точность и способность к высокому циклу использования.
Приводы лопастного типа
Лопастные приводы - это вращательные приводы, в которых используется лопатка, соединенная с ротором для создания вращательного движения. Когда сжатый воздух подается на одну сторону лопатки, она вращает выходной вал, чтобы отрегулировать положение клапана. Такая конструкция отличается компактностью, аккуратностью и эффективностью, поэтому лопастные приводы идеально подходят для использования в местах, где пространство ограничено и где требуется умеренный крутящий момент.
Хотя лопастные приводы менее компактны, чем приводы с зубчатой рейкой, они создают меньший крутящий момент и поэтому подходят для таких применений, как поворотные заслонки. Однако они не идеальны для высоких крутящих моментов или жестких условий эксплуатации, поскольку уплотнения лопастей могут со временем изнашиваться. Лопастные приводы лучше всего подходят для небольших систем, где пространство и стоимость являются критическими вопросами, особенно в тех отраслях, где требуется надежная работа при легком вращательном движении.
Приводы со скотчем
Приводы Scotch yoke предназначены для работы с высокими крутящими моментами и используют механизм скотч-игл для преобразования линейного движения во вращательное. Этот механизм обеспечивает высокий и мощный крутящий момент на выходе, что делает эти приводы пригодными для управления крупной арматурой, такой как задвижки и регулирующие клапаны в тяжелых промышленных условиях. Это делает их уникальными по сравнению с другими типами приводов, поскольку они способны генерировать более высокий крутящий момент в начале и в конце хода.
Еще одним преимуществом приводов Scotch yoke является функция пружинного возврата, которая гарантирует безопасное положение клапана в случае потери давления воздуха во время важных операций. Они обеспечивают более высокое соотношение крутящего момента и веса, чем приводы с зубчатой рейкой, но, как правило, имеют большие размеры. Эти приводы обычно применяются в нефтегазовой и нефтехимической промышленности, где ценится надежность, высокий крутящий момент и работа в жестких условиях.
Преимущества и области применения пневматических приводов клапанов
Пневматические приводы клапанов высоко ценятся за свои особенности и универсальность использования. Их преимущества можно разделить на три основные области: безопасность, производительность и гибкость.
Безопасность
Первое важное преимущество - использование сжатого воздуха вместо электричества, что является большим плюсом в современном мире. Это снижает вероятность возникновения искр и делает их пригодными для использования в зонах повышенного риска, таких как нефтегазовая, химическая и горнодобывающая промышленность. Например, в опасных зонах, таких как взрывоопасные, пневматические приводы более эффективны, чем электрические, поскольку они гарантируют безопасную и эффективную работу без необходимости использования дополнительных средств защиты.
Производительность
Пневматические приводы обеспечивают высокий крутящий момент и поэтому идеально подходят для использования в крупногабаритной арматуре, такой как задвижки или шаровые краны. Они обеспечивают короткое время отклика, что важно для процессов, требующих точного и быстрого управления арматурой. Например, пневматические приводы могут обеспечивать скорость работы в три раза выше, чем электрические, обеспечивая тем самым точное управление процессом. Они также хорошо сконструированы, чтобы выдерживать другие неблагоприятные условия эксплуатации, такие как высокие температуры и коррозионная среда, что обуславливает их долговечность.
Универсальность
Пневматические приводы универсальны и могут использоваться с различными типами клапанов, такими как шаровые, бабочки, глобусы и задвижки, поэтому подходят для многих отраслей промышленности. Они широко применяются в системах управления жидкостями, на электростанциях и водоочистных сооружениях. Благодаря этому они способны работать при низком давлении до 3 бар и высоком давлении более 10 бар, что делает их пригодными для систем как низкого, так и высокого давления.
Благодаря безопасности, высокой производительности и гибкости пневматические приводы незаменимы в отраслях, где требуются точность, надежность и скорость. Тот факт, что они используются практически во всех важных отраслях, говорит о важности современной автоматизации арматуры.
Выбор подходящего пневматического привода клапана для ваших нужд
Выбор правильного пневматического привода клапана включает в себя некоторые факторы, которые следует учитывать, чтобы получить правильный привод, который подойдет для клапана и будет хорошо работать. Ключевые аспекты, которые необходимо оценить, включают следующее:
Тип клапана и совместимость с приводом
Тип управляемой арматуры является ключом к выбору типа привода. К арматуре с вращательным движением относятся шаровые или дроссельные клапаны, и для них требуются реечные или лопастные приводы. Например, реечные приводы обеспечивают стабильный крутящий момент и подходят для точных вращательных операций, а лопастные приводы имеют небольшие размеры и эффективны для операций с низким крутящим моментом. Шаровые и шиберные клапаны, которые относятся к линейным клапанам, обычно управляются мембранными или поршневыми приводами. Мембранные приводы лучше всего подходят для работы с низким крутящим моментом, а поршневые - для работы с большим усилием.
Требования к крутящему моменту
Привод должен создавать достаточный крутящий момент, чтобы открывать и закрывать клапан в соответствии с требованиями, особенно под давлением. Приводы со скобовидным коромыслом особенно надежны для приложений с высоким крутящим моментом, поскольку они обеспечивают больший крутящий момент в начале и конце хода, чем реечные системы. Для работы с малыми нагрузками могут подойти лопастные приводы, но из-за низкого крутящего момента их нельзя использовать для больших или высоконагруженных клапанов.
Условия окружающей среды
Условия эксплуатации играют важную роль в определении типа используемых приводов. Во взрывоопасных зонах пневматические приводы более предпочтительны, чем электрические, поскольку они не вызывают искр. Например, поршневые приводы идеально подходят для высоких или низких температур или коррозионной атмосферы благодаря своей прочной конструкции, в то время как лопастные приводы могут быть не столь долговечны.
Режим действия
Приводы одностороннего действия с пружинным возвратом - это отказоустойчивые приводы, которые возвращают клапан в исходное положение при прекращении подачи воздуха. Эта функция очень важна в таких приложениях, как системы аварийного отключения. Приводы двойного действия, в которых давление воздуха используется как для открытия, так и для закрытия клапана, обеспечивают лучшее управление, но не имеют встроенной функции отказоустойчивости.
Условия подачи воздуха
Приводы должны соответствовать давлению и расходу воздуха. Мембранные приводы используются для низкого давления, например, 3-6 бар, в то время как поршневые приводы и приводы со скотчем используются для высокого давления, более 10 бар, и поэтому подходят для тяжелых режимов работы.
Если эти факторы сопоставить с определенными эксплуатационными требованиями, такими как крутящий момент, тип клапана и условия окружающей среды, промышленность может выбрать подходящий пневматический привод, который обеспечит наилучшую производительность и безопасность.
Почему компания Vincer выбирает пневматические приводы клапанов?
Являясь экспертом в области производства приводов, Vincer предлагает надежные, точные и высокопроизводительные электрические и пневматические приводы для ответственных применений, с квалификационными показателями более 95%, гарантирующие высокую надежность и длительный срок службы. Компания Vincer выполнила более 800 проектов и получила более 30 сертификатов и патентов. Наши приводы созданы для высокопроизводительных отраслей промышленности и имеют время отклика менее 1 секунды, что делает их идеальными для применений, где скорость имеет решающее значение. Серия AT предназначена для применения в системах с высоким крутящим моментом, серия AW - для компактной интеграции, а приводы Scotch Yoke - для плавного управления и точного позиционирования. Уделяя особое внимание инновациям, точности и безопасности, Vincer гарантирует оптимальную работу и максимальную надежность ваших систем.
Заключение
Пневматические приводы клапанов - важнейшие компоненты современных систем промышленной автоматизации, обеспечивающие точное, надежное и энергоэффективное управление различными процессами. Мембранные, поршневые, реечные, лопастные и скотч-иго приводы обладают различными преимуществами в зависимости от сферы применения оборудования. Выбор привода зависит от необходимого крутящего момента, типа движения, окружающей среды и наличия воздуха. Эти факторы позволяют промышленности повысить производительность системы, безопасность и стоимость системы. Пневматические приводы по-прежнему остаются одним из самых популярных типов оборудования для управления технологическими процессами благодаря своей гибкости, износостойкости и способности работать в самых суровых условиях.
Russian 
English 
French 
Spanish 
Italian 
German 
Dutch 
Portuguese 
Korean 
Chinese 
Finnish