Elektriskie un pneimatiskie izpildmehānismicauruļvadu vārstiem: Šķiet, ka divu veidu izpildmehānismi ir diezgan atšķirīgi, un izvēle ir jāizdara atkarībā no uzstādīšanas vietā pieejamā strāvas avota.Bet patiesībā šis viedoklis ir tendenciozs.Papildus galvenajām un acīmredzamajām atšķirībām tiem ir arī vairākas mazāk acīmredzamas unikālas iezīmes.

Elektriskie un pneimatiskie izpildmehānismi ir divi visbiežāk izmantotie piedziņas mehānismi automatizācijas sistēmās.Parasti izpildmehānisma izvēles lēmums tiek pieņemts pamata projektēšanas stadijā un tiks izmantots līdz dzīves cikla beigām pēc uzstādīšanas.

Izvēloties izpildmehānisma jaudas veidu, cilvēki bieži vien neņem vērā procesa vides parametrus cauruļvadā, bet pievērš uzmanību tikai projektētāja iekšējiem atsauces materiāliem, strāvas padeves situācijai vai tam, vai objektā var nodrošināt lielu saliekamās gāzes daudzums.

Tomēr ekspluatācijas gaitā bieži tiek konstatēts, ka daži vārsti ir jāaprīko ar izpildmehānismiem, vai arī mainīsies procesa vides parametri atsevišķos vārstos.Tad rodas jautājums: vai man vajadzētu saglabāt sākotnējo izpildmehānismu vai aizstāt to ar citu izpildmehānismu, lai uzlabotu veiktspēju?

Ilgāks kalpošanas laiks

Šajā rakstā tiks iepazīstināti un salīdzināti elektrisko un pneimatisko izpildmehānismu galvenie darbības raksturlielumi.

Normālos apstākļos ražotāji garantēs 10 000 darbības ciklus elektriskajiem izpildmehānismiem un 100 000 darbības ciklu pneimatiskajiem izpildmehānismiem.Acīmredzot, ņemot vērā darbības ciklu skaitu, pneimatiskajam izpildmehānismam ir ilgāks mūžs, jo ir vienkāršāka struktūra.Turklāt pneimatiskā izpildmehānisma berzes kontaktvirsma ir izgatavota no elastomēra vai polimēra, un nolietotos O veida gredzenus un plastmasas virzošos elementus ir viegli nomainīt.

Kā elektriskais izpildmehānisms parasti ir reduktora pārnesumkārba no motora uz izejas vārpstu.Ir daudz zobratu, kas savienojas viens ar otru, un tie darbības laikā nolietojas.Ir arī vērts atzīmēt, ka visā pneimatiskās izpildmehānisma dzīves cikla laikā nav jāmaina eļļošanas smērviela.

Griezes moments

Viens no svarīgākajiem cauruļvadu vārstu izpildmehānismu darbības parametriem ir griezes moments.Elektriskā izpildmehānisma griezes moments ir atkarīgs no konstrukcijas (pastāvīga sastāvdaļa) un statoram pievadītā sprieguma.Pneimatiskā izpildmehānisma griezes moments ir atkarīgs no konstrukcijas (pastāvīga sastāvdaļa) un pneimatiskajam izpildmehānismam pievadītā gaisa padeves spiediena.

Parasti izpildmehānisma griezes momentam ir jābūt lielākam par vārsta maksimālo griezes momentu vai lielākam par griezes momentu, kas nepieciešams slēgelementa pārvietošanai.Faktiskā lietošanā vārsta faktiskais griezes moments var būt lielāks par maksimālo griezes momentu, kas norādīts ražotāja preču zīmē, kā arī lielāks par izpildmehānisma maksimālo griezes momentu.Šī neapšaubāmi ir ārkārtas situācija.

Ja turpināsit darbināt izpildmehānismu, tas var sabojāt izpildmehānismu un vārstu.Ja vārsta griezes moments palielinās, motors pakāpeniski palielinās griezes momentu, līdz tas sasniegs izvilkšanas vērtību (izvilkšanas vērtību).Tas nozīmē, ka mehāniskā konstrukcija ir spiesta darboties un izturēt pārmērīgu griezes momentu ārpus projektēšanas diapazona.

Aizsardzība pret griezes momentu

Lai nepieļautu iekārtas bojājumus augstākminētajos apstākļos, elektrisko izpildmehānismu var aprīkot ar dažām īpašām ierīcēm.Visizplatītākais ir griezes momenta slēdzis, kas var būt mehānisks (vispārpieņemtais darbības princips ir tāds, ka tārpu zobrats pārvietojas aksiāli lineāri pārmērīga griezes momenta stāvoklī);tas var būt arī elektronisks (vispārpieņemtais princips ir mērīt statora strāvu jeb Hola efektu.).Kad griezes moments pārsniedz paredzēto maksimālo vērtību, griezes momenta slēdzis var atslēgt statora spriegumu un apturēt izpildmehānisma motoru.Pneimatiskajos izpildmehānismos nav nepieciešama aizsardzība pret pārmērīgu griezes momentu.Ja vārstam pieliktais griezes moments pārsniedz noteikto robežu, saspiestā gaisa fizikālās īpašības liks pneimatiskajam izpildmehānismam pārtraukt braukšanu.Atšķirībā no elektriskajiem izpildmehānismiem, pneimatisko izpildmehānismu izejas griezes moments nepārsniegs projektētās robežas.Var uzskatīt, ka, ja cauruļvada vārsts ir aprīkots ar pneimatisko izpildmehānismu, tiek novērsts iekārtas atteices risks, ja griezes moments pārsniedz noteikto vērtību.

Sprādziendrošs dizains

Ja lietošanas vidē atrodas bīstamas preces, elektriskā iekārta var izraisīt sprādzienu.Attiecībā uz aizsardzības līmeņiem un aizsardzības metodēm bīstamā vidē tie nav iekļauti šajā rakstā vietas ierobežojumu dēļ.

Tomēr joprojām ir jāuzsver, ka sprādziendrošas iekārtas ir jāizmanto vidē ar bīstamiem materiāliem.

Salīdzinājumā ar parastajiem industriālajiem standarta elektriskajiem izpildmehānismiem, sprādziendrošie elektriskie pievadi cauruļvadu vārstiem ir dārgāki un sarežģītāki pēc konstrukcijas.Pat ja pneimatisko izpildmehānismu izmanto bīstamā vidē, nav iespējama sprādziena riska.Pneimatiskajiem izpildmehānismiem īpašais dizains bīstamai videi attiecas arī uz pozicionieriem, solenoīda vārstiem un gala slēdžiem (1.-3. attēls).Attiecīgi, ja cauruļvada vārsta darbināšanai izmanto pneimatisko izpildmehānismu ar sprādziendrošu piederumu, izmaksas būs ievērojami zemākas nekā sprādziendroša elektriskā izpildmehānisma ar tādu pašu funkciju.

Pozicionēšana

Pneimatiskajiem izpildmehānismiem ir viens no būtiskākajiem trūkumiem.Kad izpildmehānisms sasniedz gājiena vidu, pozicionēšana ir sarežģītāka, kas nozīmē, ka vadības vārsta spoles pozicionēšana ir grūtāka.

Gaisa fizisko īpašību dēļ pneimatisko izpildmehānismu pozicionēšanas precizitāte ir vairākas reizes zemāka nekā elektriskajiem izpildmehānismiem.Ja elektriskajam izpildmehānismam ir pakāpju motors, tā pozicionēšanas precizitāte ir par vairākām kārtām augstāka nekā pneimatiskajam izpildmehānismam, kas aprīkots ar pozicionētāju.Pēdējo var izmantot tikai sistēmām, kurām nav nepieciešama augsta pozicionēšanas precizitāte vai vadības precizitāte.Cauruļvadu vārstos izmantotajiem pneimatiskajiem izpildmehānismiem ir savas konstrukcijas īpatnības: visas vadības sistēmas sastāvdaļas ir uzstādītas uz izpildmehānisma ārējās virsmas vai ārpus galvenās konstrukcijas.Ja nepieciešams pārslēgt darbības režīmu no izslēgta uz vadību, elektromagnētiskais vārsts ir jānomaina pret pozicionētāju.Tā kā šīs divas sastāvdaļas ir uzstādītas pneimatiskā izpildmehānisma ārpusē un savienojuma virsmas dizains ir vienāds, ērtāk ir noņemt sadalītāju un uzstādīt pozicionētāju.Citiem vārdiem sakot, vienu un to pašu pneimatisko izpildmehānismu var izmantot gan izslēgšanai, gan kontrolei, nomainot atbilstošos piederumus (1-2. attēls).