Електричні та пневматичні приводидля трубопровідної арматури: здається, що два типи приводів досить різні, і вибір потрібно робити відповідно до джерела живлення, доступного на місці встановлення.Але насправді ця точка зору упереджена.Крім основних і очевидних відмінностей, вони також мають ряд менш очевидних унікальних особливостей.

Електричні та пневматичні приводи є двома найбільш часто використовуваними приводними механізмами в системах автоматизації.Зазвичай рішення про вибір приводу приймається на базовій стадії проектування та буде використовуватися до кінця життєвого циклу після встановлення.

Вибираючи тип потужності приводу, люди часто не враховують параметри технологічного середовища в трубопроводі, а лише звертають увагу на внутрішні довідкові матеріали розробника, ситуацію з електропостачанням або те, чи може об’єкт забезпечити велику потужність. кількість збірного газу.

Однак в процесі експлуатації часто виявляється, що деякі клапани необхідно оснастити приводами, або параметри технологічного середовища в деяких клапанах будуть змінюватися.Тоді виникає запитання: чи варто мені залишити оригінальний привод чи замінити його іншим приводом для покращення продуктивності?

Більш тривалий термін служби

У цій статті будуть представлені та порівняні основні робочі характеристики електричних і пневматичних приводів.

За нормальних умов виробники гарантують 10 000 робочих циклів для електричних приводів і 100 000 робочих циклів для пневматичних приводів.Очевидно, що з точки зору кількості робочих циклів, пневматичний привід має довший термін служби через його простішу структуру.Крім того, фрикційна контактна поверхня пневмоприводу виконана з еластомеру або полімеру, а зношені ущільнювальні кільця та пластикові напрямні елементи легко замінити.

В якості електричного приводу зазвичай є редуктор від двигуна до вихідного вала.Є багато шестерень, які зачіпаються одна з одною, які зношуються під час роботи.Також варто відзначити, що немає необхідності міняти мастило протягом усього життєвого циклу пневмоприводу.

Крутний момент

Одним з найважливіших параметрів роботи приводів трубопровідної арматури є крутний момент.Крутний момент електричного приводу залежить від конструкції (постійна складова) і напруги, що прикладається до статора.Крутний момент пневматичного приводу залежить від конструкції (постійна складова) і тиску повітря, що подається на пневматичний привод.

Як правило, крутний момент приводу повинен бути більшим, ніж максимальний крутний момент клапана, або більше, ніж крутний момент, необхідний для переміщення запірного елемента.Під час фактичного використання фактичний крутний момент клапана може бути більшим, ніж максимальний крутний момент, зазначений торговою маркою виробника, а також більшим, ніж максимальний крутний момент приводу.Це, безсумнівно, надзвичайна ситуація.

Якщо ви продовжите роботу приводу, це може призвести до пошкодження приводу та клапана.Якщо крутний момент клапана збільшується, двигун поступово збільшуватиме крутний момент, доки не досягне значення витягування (значення витягування).Це означає, що механічна конструкція змушена видавати і витримувати надмірний крутний момент, що перевищує проектний діапазон.

Захист від надмірного крутного моменту

Щоб запобігти пошкодженню обладнання за вищезазначених умов, електричний привод може бути оснащений деякими спеціальними пристроями.Найбільш поширеним є перемикач крутного моменту, який може бути механічним (загальний принцип роботи полягає в тому, що черв'ячна передача рухається аксіально-лінійно в стані перевищення крутного моменту);він також може бути електронним (загальним принципом є вимірювання струму статора або ефекту Холла).Коли крутний момент перевищує проектне максимальне значення, перемикач крутного моменту може відключити напругу статора та зупинити двигун приводу.У пневматичних приводах немає необхідності в захисті від надмірного крутного моменту.Якщо крутний момент, прикладений до клапана, перевищує вказану межу, фізичні властивості стисненого повітря призведуть до припинення руху пневматичного приводу.На відміну від електричних приводів, вихідний крутний момент пневматичних приводів не перевищуватиме проектну межу.Можна вважати, що якщо трубопровідна арматура оснащена пневматичним приводом, ризик виходу з ладу обладнання через перевищення крутного моменту над заданим значенням зникає.

Вибухозахищене виконання

Якщо в середовищі використання є небезпечні вантажі, електрообладнання може спричинити вибух.Що стосується рівнів захисту та методів захисту у небезпечному середовищі, вони не включені в цю статтю через обмеження простору.

Тим не менш, необхідно підкреслити, що вибухозахищене обладнання повинно використовуватися в середовищах з небезпечними матеріалами.

У порівнянні зі звичайними промисловими стандартними електроприводами вибухозахищені електроприводи для трубопровідної арматури дорожчі та складніші за конструкцією.Навіть якщо пневматичний привід використовується у небезпечному середовищі, потенційного ризику вибуху немає.Для пневматичних приводів спеціальна конструкція для небезпечного середовища також обмежена позиціонерами, електромагнітними клапанами та кінцевими вимикачами (Малюнок 1-3).Відповідно, якщо для керування трубопровідною арматурою використовується пневматичний привод із вибухозахищеним аксесуаром, вартість буде значно нижчою, ніж вибухозахищений електричний привод з такою ж функцією.

Позиціонування

Пневмоприводи мають один з найбільш істотних недоліків.Коли привід досягає середини ходу, позиціонування стає більш складним, а це означає, що позиціонування золотника регулюючого клапана є більш складним.

Через фізичні властивості повітря точність позиціонування пневматичних приводів у кілька разів нижча, ніж у електричних.Якщо в електричному приводі використовується кроковий двигун, його точність позиціонування на кілька порядків вище, ніж у пневматичного приводу, оснащеного позиціонером.Останній можна використовувати тільки для систем, які не вимагають високої точності позиціонування або точності керування.Пневматичні приводи, що використовуються в трубопровідній арматурі, мають свої конструктивні особливості: усі компоненти системи керування встановлені на зовнішній поверхні приводу або поза основною конструкцією.Якщо потрібно перемкнути режим роботи з вимкненого на контрольний, необхідно замінити електромагнітний клапан на позиціонер.Оскільки ці два компоненти встановлені на зовнішній стороні пневматичного приводу, а конструкція сполучної поверхні однакова, зручніше зняти розподільник і встановити позиціонер.Іншими словами, той самий пневматичний привод можна використовувати як для відключення, так і для керування шляхом заміни відповідних аксесуарів (Малюнок 1-2).