Веб-меню

Поиск продукта

Язык

Делиться

Дом / Новости / Новости отрасли / Что такое привод и как выбрать правильный тип для вашего клапана?

Что такое привод и как выбрать правильный тип для вашего клапана?

Определение приводов: что это такое и что они делают

Почти на каждом технологическом заводе, водоочистном сооружении или подземном горнодобывающем предприятии имеется оборудование, тихо выполняющее физическую работу, обеспечивающую работу системы: привод. Определение приводов становится простым, если отбросить жаргон: привод — это механическое устройство, которое преобразует источник энергии, обычно электрический, пневматический или гидравлический, в контролируемое физическое движение. Это движение затем используется для открытия, закрытия или дросселирования клапана, демпфера или другого конечного элемента управления.

Краткое определение: Привод – это мышца, лежащая в основе автоматического управления клапаном. Он получает управляющий сигнал, преобразует накопленную или подаваемую энергию во вращательное или линейное движение и перемещает шток клапана или шар в заданное положение.

Так для чего же на практике используется привод? Приводы используются везде, где клапаном, воротами или механическими соединениями необходимо управлять дистанционно, многократно или с точностью, с которой человек, вращающий маховик, просто не может справиться. Типичные области применения включают регулирование потока в трубопроводе, изолирование секции системы во время аварийного отключения, регулировку положения заслонки в воздуховоде HVAC и управление подземным вентиляционным оборудованием в угледобывающей промышленности. Без приводов операторам предприятий пришлось бы вручную подходить к каждому клапану и регулировать его вручную, что медленно, непоследовательно и во многих случаях небезопасно.

Типы приводов: объяснение 4 основных категорий

Когда люди спрашивают о различных типах приводов, большинство промышленных каталогов группируют их в четыре широкие категории в зависимости от источника энергии. Понимание этих четырех типов приводов является первым шагом к выбору подходящего оборудования для конкретного применения.

Тип привода Источник энергии Типичное движение Общее приложение
Электрический Электрический motor and gearbox Поворотное или линейное, точное позиционирование Технологическая арматура, дистанционная автоматизация
Пневматический Сжатый воздух Быстрый четвертьоборот или линейный ход Двухпозиционные и быстродействующие клапаны
Гидравлический Жидкость под давлением Высокая сила, скорость от медленной до умеренной. Клапаны большого диаметра, тяжелая техника
Ручной или механический Человеческое усилие или сила пружины Маховик или рычаг с приводом Резервный режим, малые клапаны

Каждая категория имеет свои сильные стороны. Электрические и пневматические приводы доминируют в современной промышленной автоматизации, поскольку они легко взаимодействуют с системами управления, тогда как гидравлические агрегаты предназначены для применений, где исходная сила перевешивает необходимость компактных размеров. Ручные приводы остаются актуальными в качестве резервной системы в случае прерывания подачи электроэнергии или воздуха.

Электрические приводы: основа современной автоматизации клапанов


Electric Actuators for industrial valve automation

электрические приводы используйте встроенный двигатель, редуктор и модуль управления для перемещения штока клапана или шара в заданное положение. Поскольку они потребляют энергию только при движении, они хорошо подходят для объектов, где инфраструктура сжатого воздуха дорогая или недоступна. Современные агрегаты обычно включают в себя местную станцию ​​управления, обратную связь по положению, ограничение крутящего момента и интерфейсы связи для интеграции в общезаводскую систему управления.

К основным преимуществам электропривода в автоматизации промышленной арматуры относятся:

  • Точное, повторяемое позиционирование, подходящее для плавного управления, а не только для режима открытия-закрытия.
  • Нет необходимости в сети сжатого воздуха, что снижает затраты на установку в удаленных местах.
  • Встроенная диагностика, такая как контроль крутящего момента и тепловая защита.
  • Совместимость со стандартными протоколами промышленной связи для удаленного мониторинга.

Электрические приводы обычно используются для задвижек, шаровых, дроссельных и пробковых клапанов в водоподготовке, электроэнергетике, нефтегазовой и химической перерабатывающей промышленности.

Многооборотные и четвертьоборотные электрические приводы: подбор привода к клапану

Не все клапаны движутся одинаково, и именно здесь различие между многооборотными и четвертьоборотными приводами становится важным для правильной спецификации.

Multi Turn Electric Actuator for gate and globe valves

Многооборотный электрический привод

A многооборотный электрический привод разработан для обеспечения большого количества полных оборотов выходного крутящего момента, соответствующего ходу резьбового штока шиберных и проходных клапанов. Эти приводы идеальны там, где клапану требуются десятки или даже сотни оборотов, чтобы перейти из полностью закрытого положения в полностью открытое.

Quarter Turn Electric Actuator for ball and butterfly valves

Четвертьоборотный электрический привод

A четвертьоборотный электропривод обеспечивает выходной ход на 90 градусов, что соответствует рабочему диапазону шаровых и дроссельных клапанов. Поскольку полный ход короткий, эти приводы обычно работают быстрее, чем многооборотные приводы с аналогичным номинальным крутящим моментом.

Особенность Многооборотный Четверть поворота
Типичный тип клапана Ворота, глобус, вилка Шарик, бабочка, демпфер
Выходное движение Несколько вращений вращение на 90 градусов
Скорость цикла Медленнее, постепенно Быстрее, почти мгновенно
Лучше всего подходит для Дроссельное регулирование и изоляция на клапанах с длинным штоком Быстрое отключение и перенаправление потока

Линейные электроприводы для управления прямолинейным движением

Liner Electric Actuator for straight line valve stem travel

Некоторые клапаны и механические узлы вообще не вращаются; вместо этого они полагаются на двухтактный шток, который движется по прямой. А электропривод лайнера предназначен для преобразования вращательной мощности внутреннего двигателя в линейную тягу с помощью ходового винта или аналогичного механизма. Такая конструкция часто встречается в регулирующих клапанах, заслонках со шиберными задвижками и некоторых линейных запорных клапанах, в которых вращательное движение не может быть приложено непосредственно к штоку.

Ключевые факторы при выборе линейного электрического привода включают максимальную длину хода, силу тяги, необходимую для преодоления трения штока и нагрузки давлением, а также необходимость ручного управления в случае потери мощности.

Пневматические приводы: быстрый цикл с собственными функциями безопасности

Pneumatic Actuators with fail safe spring return

пневматические приводы используйте сжатый воздух, воздействующий на поршень или диафрагму для создания вращательной или линейной силы. Поскольку сжатый воздух хранит энергию, пневматические приводы естественным образом подходят для отказоустойчивых приводных систем: конструкция с пружинным возвратом автоматически переводит клапан в заданное безопасное положение в случае потери подачи воздуха, вообще не полагаясь на электроэнергию.

Типичные преимущества пневматического привода включают в себя:

  1. Очень быстрое время цикла, часто менее секунды для меньших четвертьоборотных агрегатов.
  2. Простая и прочная конструкция с небольшим количеством вышедших из строя электронных компонентов.
  3. Неотъемлемая совместимость с опасными зонами, поскольку на самом приводе не возникает электрическая искра.
  4. Более низкая себестоимость единицы продукции, если на объекте уже имеется сеть сжатого воздуха

Компромисс заключается в том, что пневматическим системам требуется надежная и бесперебойная подача воздуха, а добиться точного модулирующего управления обычно сложнее, чем при электрическом приводе.

Электропривод для угольной шахты: разработан для экстремальных подземных условий

Coal Mine Electric Actuator for underground mining valve control

Подземные горные работы представляют собой одну из самых суровых условий эксплуатации для любого оборудования автоматизации. Горючий газ, угольная пыль, высокая влажность и постоянная вибрация предъявляют дополнительные требования к срабатыванию клапана. А электрический привод угольной шахты имеет усиленный взрывонепроницаемый корпус, предназначенный для сдерживания любой внутренней искры или дуги и не допускающий воспламенения взрывоопасной атмосферы за пределами корпуса.

При выборе подходящего привода для горнодобывающей промышленности несколько факторов выходят за рамки стандартного контрольного списка для наземных установок:

  • Сертифицированный взрывозащищенный или огнестойкий корпус, соответствующий классификации шахты по газу и пыли.
  • Коррозионностойкие покрытия и уплотнения, устойчивые к воздействию постоянной влаги и угольной пыли.
  • Усиленные кабели и разъемы, устойчивые к механическим воздействиям движущегося оборудования.
  • Локальное ручное управление, позволяющее вентиляционным или водоотливным клапанам продолжать работать даже при отключении электроэнергии.

Эти требования делают электроприводы для угольных шахт отдельной категорией продукции, а не простым вариантом стандартного промышленного агрегата.

Как выбрать правильный привод: практические принципы принятия решений

Выбор между электрическим, пневматическим, многооборотным, четвертьоборотным или линейным приводом сводится к короткому списку инженерных вопросов. На диаграмме ниже показана общая последовательность принятия решений, используемая инженерами по автоматизации при выборе нового привода.

Схема принятия решения о выборе привода Определить тип клапана Определить потребность в крутящем моменте Оценить сайт окружающая среда Проверьте питание или подача воздуха Выбрать тип привода Требования отказобезопасности и класс опасной зоны проверяются на каждом этапе. не только при окончательном выборе.

Требования к крутящему моменту для шаровых кранов: общий справочник

Требования к крутящему моменту для шаровых кранов увеличиваются с увеличением диаметра клапана и давления в линии, поэтому производители публикуют таблицы крутящих моментов для точного определения размеров. В качестве общего ориентира только для целей планирования инженеры обычно видят следующую относительную схему:

Диапазон размеров шарового крана Относительный требуемый крутящий момент Типичный класс привода
Малый диаметр, до 2 дюймов. Низкий Компактный четвертьоборотный электрический или пневматический
Среднее отверстие, от 3 до 8 дюймов Умеренный Стандартный четвертьоборотный электрический
Большой диаметр отверстия, более 8 дюймов Высокий Четвертьоборотный или гидравлический усилитель для тяжелых условий эксплуатации

Перед окончательным выбором привода всегда сверяйте фактический требуемый крутящий момент с данными производителя клапана, включая запас прочности на трение седла и момент седла в конце хода.

Электрический и пневматический привод в опасных средах

Для проектов, связанных с горючим газом, угольной пылью или другими классифицированными опасными зонами, выбор между электрическим и пневматическим приводом в опасных средах заслуживает особого внимания.

Рассмотрение Электрический Actuator Пневматический Actuator
Отказоустойчивость при потере питания Требуется резервная батарея или механический отказоустойчивый модуль. Имеет конструкцию с пружинным возвратом.
Метод взрывозащиты Взрывозащищенный корпус или корпус повышенной безопасности Исключительно низкий риск искрообразования на корпусе привода.
Точность позиционирования Высокий, suitable for modulating duty Лучше всего подходит для работы в режиме ожидания, если не оснащен позиционером.
Зависимость от инфраструктуры Надежное электроснабжение и кабельная разводка Чистая, сухая сеть сжатого воздуха подходящего размера.

На практике на многих объектах, находящихся в опасных зонах, используется сочетание обеих технологий: применяется пневматический привод там, где важно быстрое и безопасное отключение, и электрический привод, где приоритетом является точная модуляция с дистанционным управлением.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1: Для чего используется привод на типичном технологическом предприятии?

Привод используется для автоматического открытия, закрытия или дросселирования клапана или заслонки на основе управляющего сигнала, что устраняет необходимость для оператора регулировать устройство вручную.

Вопрос 2. Какие 4 типа приводов чаще всего используются в промышленности?

Четырьмя обычно упоминаемыми категориями являются электрические, пневматические, гидравлические и ручные или механические приводы, каждая из которых определяется источником энергии.

В3: Как узнать, нужен ли мне многооборотный или четвертьоборотный электрический привод?

Это определяется типом клапана: для задвижек и проходных клапанов с резьбовыми штоками обычно требуется многооборотный электрический привод, а для шаровых и дроссельных клапанов с ходом 90 градусов требуется четвертьоборотный электрический привод.

Вопрос 4: Почему электроприводы для угольных шахт отличаются от стандартных устройств?

Электрические приводы для угольных шахт имеют взрывозащищенный корпус, усиленное уплотнение и защиту от коррозии для безопасной работы во взрывоопасных, пыльных и влажных подземных условиях.

Вопрос 5: Всегда ли пневматический привод надежен?

Не автоматически. Безопасное поведение при потере подачи воздуха зависит от того, оснащен ли привод механизмом пружинного возврата, предназначенным для перевода клапана в заданное безопасное положение.

Вопрос 6: Как определяется крутящий момент привода шарового крана?

Крутящий момент определяется на основе опубликованных данных производителя клапана на основе размера клапана, линейного давления и трения седла с дополнительным запасом прочности, а не на основе одного фиксированного значения.

Предыдущий пост Как выбрать производителей приводов, которые обеспечивают работу горнодобывающей арматуры под давлением

Сопутствующие товары

Категории
Последние сообщения
Свяжитесь с нами
СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ
Создавайте будущее продуктов вместе с нами!