Электрические и пневматические приводыдля трубопроводной арматуры: Кажется, что два типа приводов совершенно разные, и выбор нужно делать в зависимости от источника питания, имеющегося на месте установки.Но на самом деле эта точка зрения предвзята.Помимо основных и очевидных отличий, они имеют и ряд менее очевидных уникальных особенностей.

Электрические и пневматические приводы являются двумя наиболее часто используемыми приводными механизмами в системах автоматизации.Обычно решение о выборе привода принимается на этапе базового проектирования и будет использоваться до конца жизненного цикла после установки.

При выборе типа мощности привода люди часто не учитывают параметры технологической среды в трубопроводе, а обращают внимание только на внутренние справочные материалы проектировщика, ситуацию с электроснабжением или возможность установки на объекте большой мощности. количество сборного газа.

Однако в процессе эксплуатации часто обнаруживается, что некоторые клапаны необходимо оборудовать приводами, либо параметры технологической среды в некоторых клапанах изменятся.Тогда возникает вопрос: следует ли мне сохранить оригинальный привод или заменить его другим приводом для повышения производительности?

Более длительный срок службы

В этой статье будут представлены и сравнены основные рабочие характеристики электрических и пневматических приводов.

При нормальных обстоятельствах производители гарантируют 10 000 рабочих циклов для электрических приводов и 100 000 рабочих циклов для пневматических приводов.Очевидно, что по количеству рабочих циклов пневмопривод имеет более длительный срок службы из-за более простой конструкции.Кроме того, фрикционная контактная поверхность пневмопривода выполнена из эластомера или полимера, а изношенные уплотнительные кольца и пластиковые направляющие элементы легко заменить.

В качестве электропривода обычно используется редуктор от двигателя к выходному валу.Существует множество шестерен, которые зацепляются друг с другом, которые изнашиваются в процессе работы.Также стоит отметить, что нет необходимости менять смазку в течение всего срока службы пневмопривода.

Крутящий момент

Одним из наиболее важных рабочих параметров приводов трубопроводной арматуры является крутящий момент.Крутящий момент электропривода зависит от конструкции (постоянная составляющая) и напряжения, приложенного к статору.Крутящий момент пневмопривода зависит от конструкции (постоянная составляющая) и давления подаваемого в пневмопривод воздуха.

Как правило, крутящий момент привода должен превышать максимальный крутящий момент клапана или превышать крутящий момент, необходимый для перемещения запорного элемента.При фактическом использовании фактический крутящий момент клапана может превышать максимальный крутящий момент, указанный в товарном знаке производителя, а также максимальный крутящий момент привода.Это, несомненно, чрезвычайная ситуация.

Если вы продолжите эксплуатировать привод, это может привести к повреждению привода и клапана.Если крутящий момент клапана увеличивается, двигатель будет постепенно увеличивать крутящий момент, пока он не достигнет значения вытягивания (значения вытягивания).Это означает, что механическая конструкция вынуждена выдавать и выдерживать чрезмерный крутящий момент, выходящий за пределы расчетного диапазона.

Защита от превышения крутящего момента

Чтобы предотвратить повреждение оборудования в вышеупомянутых условиях, электропривод может быть оснащен специальными устройствами.Наиболее распространенным является моментный переключатель, который может быть механическим (общий принцип работы заключается в том, что червячная передача движется аксиально линейно в состоянии превышения крутящего момента);он также может быть электронным (общим принципом является измерение тока статора или эффект Холла).Когда крутящий момент превышает расчетное максимальное значение, моментный выключатель может отключить напряжение статора и остановить двигатель привода.В пневматических приводах нет необходимости в защите от превышения крутящего момента.Если крутящий момент, приложенный к клапану, превышает указанный предел, физические свойства сжатого воздуха приведут к остановке движения пневматического привода.В отличие от электрических приводов, выходной крутящий момент пневматических приводов не превышает расчетный предел.Можно считать, что если трубопроводная арматура оснащена пневмоприводом, то риск выхода оборудования из строя из-за превышения крутящего момента заданного значения исключается.

Взрывозащищенная конструкция

Если в среде использования находятся опасные грузы, электрооборудование может вызвать взрыв.Что касается уровней защиты и методов защиты в опасной среде, они не включены в эту статью из-за ограничений по объему.

Тем не менее, все же необходимо подчеркнуть, что взрывозащищенное оборудование необходимо использовать в средах с опасными материалами.

По сравнению с обычными электроприводами промышленного образца взрывозащищенные электроприводы для трубопроводной арматуры дороже и сложнее по конструкции.Даже если пневматический привод используется в опасной среде, потенциальный риск взрыва отсутствует.Для пневматических приводов специальная конструкция для опасных сред также ограничивается позиционерами, электромагнитными клапанами и концевыми выключателями (рис. 1-3).Соответственно, если для управления трубопроводной арматурой используется пневмопривод со взрывозащищенной арматурой, стоимость будет существенно ниже, чем у взрывозащищенного электропривода с той же функцией.

Позиционирование

Пневматические приводы имеют один из наиболее существенных недостатков.Когда привод достигает середины хода, позиционирование усложняется, а это означает, что позиционирование золотника регулирующего клапана становится более трудным.

Из-за физических характеристик воздуха точность позиционирования пневмоприводов в несколько раз ниже, чем у электроприводов.Если в электроприводе используется шаговый двигатель, точность его позиционирования на несколько порядков выше, чем у пневмопривода, оснащенного позиционером.Последнее можно использовать только для систем, не требующих высокой точности позиционирования или точности управления.Пневмоприводы, используемые в трубопроводной арматуре, имеют свои особенности конструктивного исполнения: все компоненты системы управления устанавливаются на внешней поверхности привода, либо вне основной конструкции.При необходимости переключения режима работы с выключенного на контрольный необходимо заменить электромагнитный клапан на позиционер.Поскольку эти два компонента установлены снаружи пневмопривода, а конструкция сопрягаемой поверхности одинакова, удобнее снять трамблер и установить позиционер.Другими словами, один и тот же пневмопривод можно использовать и для отключения, и для управления, заменив соответствующие аксессуары (Рисунок 1-2).