บทนำ

การเลือกแอคทูเอเตอร์แบบนิวแมติกส์นั้นเกี่ยวข้องมากกว่าแค่การจับคู่ส่วนต่อประสานการติดตั้งกับวาล์ว แอคทูเอเตอร์ต้องให้แรงบิดเพียงพอตลอดระยะการเคลื่อนที่ที่ต้องการ ทำงานด้วยแหล่งจ่ายลมอัดที่มีอยู่ และตอบสนองอย่างถูกต้องเมื่อสูญเสียแรงดันลม

การกำหนดค่าทั่วไปสองแบบคือแอคทูเอเตอร์แบบนิวแมติกส์แบบสปริงคืนตัวและแบบสองทาง ทั้งสองแบบใช้ลมอัดในการทำงานวาล์ว แต่มีความแตกต่างกันในวิธีสร้างการเคลื่อนที่และสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อแหล่งจ่ายลมล้มเหลว

การทำความเข้าใจความแตกต่างเหล่านี้ช่วยให้วิศวกรสามารถเลือกชุดแอคทูเอเตอร์ที่เหมาะสมสำหรับวาล์วเปิด-ปิด การแยกกระบวนการ การปิดฉุกเฉิน และการใช้งานวาล์วอัตโนมัติอื่นๆ

1. แอคทูเอเตอร์แบบสปริงคืนตัวทำงานอย่างไร?

แอคทูเอเตอร์แบบสปริงคืนตัวใช้ลมอัดเพื่อขับเคลื่อนการเคลื่อนที่ในทิศทางเดียวและสปริงภายในเพื่อสร้างการเคลื่อนที่กลับ

เมื่อใช้แรงดันลม แอคทูเอเตอร์จะเคลื่อนวาล์วขณะที่อัดสปริง เมื่อแรงดันลมที่เกี่ยวข้องถูกปล่อยหรือสูญเสียไป สปริงจะขับเคลื่อนแอคทูเอเตอร์กลับไปยังตำแหน่งที่กำหนด

ขึ้นอยู่กับการจัดเรียงแอคทูเอเตอร์และวาล์ว สิ่งนี้สามารถให้การทำงานแบบเปิดเมื่อล้มเหลวหรือปิดเมื่อล้มเหลว

แอคทูเอเตอร์แบบสปริงคืนตัวมักจะพิจารณาในกรณีที่วาล์วต้องเคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งที่กำหนดหลังจากสูญเสียลมอัด ตัวอย่างเช่น วาล์วปิดฉุกเฉินบางประเภทและวาล์วแยกกระบวนการ

อย่างไรก็ตาม การคืนตัวด้วยสปริงไม่ได้หมายถึงการปิดเมื่อล้มเหลวโดยอัตโนมัติ ตำแหน่งที่ล้มเหลวที่ต้องการขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าแอคทูเอเตอร์ การติดตั้งวาล์ว ทิศทางการเคลื่อนที่ และข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของกระบวนการ

2. แอคทูเอเตอร์แบบสองทางทำงานอย่างไร?

แอคทูเอเตอร์แบบนิวแมติกส์แบบสองทางใช้ลมอัดเพื่อขับเคลื่อนการเคลื่อนที่ทั้งสองทิศทาง ลมจะถูกส่งไปยังด้านหนึ่งของลูกสูบหรือกลไกแอคทูเอเตอร์เพื่อเคลื่อนวาล์วไปทางหนึ่ง จากนั้นไปยังอีกด้านหนึ่งเพื่อย้อนกลับการเคลื่อนที่

เนื่องจากทั้งสองทิศทางใช้พลังงานจากลม การออกแบบแบบสองทางจึงสามารถให้แรงขับที่มากโดยไม่ต้องพึ่งพาสปริงคืนตัว มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในกรณีที่ต้องการการเคลื่อนที่ด้วยพลังงานทั้งสองทิศทาง

ข้อแตกต่างที่สำคัญประการหนึ่งคือพฤติกรรมระหว่างการสูญเสียแหล่งจ่ายลม แอคทูเอเตอร์แบบสองทางไม่ได้ให้ตำแหน่งเปิดเมื่อล้มเหลวหรือปิดเมื่อล้มเหลวโดยเนื้อแท้ ขึ้นอยู่กับการจัดเรียง ลมที่ค้างอยู่ การรั่วไหล แรงของกระบวนการ และแรงเสียดทานเชิงกล วาล์วอาจยังคงอยู่ที่ตำแหน่งสุดท้ายหรือเคลื่อนที่โดยไม่คาดคิด

หากต้องการการตอบสนองเมื่อล้มเหลวที่กำหนด ระบบที่สมบูรณ์อาจต้องการอุปกรณ์เพิ่มเติม เช่น ถังเก็บลมที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสม วาล์วโซลินอยด์ หรืออุปกรณ์ควบคุมนิวแมติกส์อื่นๆ

3. ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการออกแบบทั้งสองแบบ

นี่คือความแตกต่างทั่วไป แรงบิด การใช้ลม ขนาด และเวลาตอบสนองจริงขึ้นอยู่กับการออกแบบแอคทูเอเตอร์และสภาวะการทำงาน

4. วิธีการคำนวณขนาดแอคทูเอเตอร์แบบนิวแมติกส์

การคำนวณขนาดที่ถูกต้องมีความสำคัญต่อการทำงานของวาล์วที่เชื่อถือได้ แอคทูเอเตอร์ที่เล็กเกินไปอาจไม่สามารถเคลื่อนที่จนสุดได้ ในขณะที่การเลือกขนาดที่ใหญ่เกินไปอาจเพิ่มต้นทุนและสร้างปัญหาในการรวมระบบอื่นๆ

ขั้นตอนที่ 1: กำหนดความต้องการแรงบิดของวาล์ว

รับข้อมูลแรงบิดจากผู้ผลิตวาล์วสำหรับสภาวะการทำงานจริง สำหรับวาล์วแบบหมุนหนึ่งรอบ อาจรวมถึงแรงบิดเริ่มต้น แรงบิดขณะทำงาน และแรงบิดในการปิดผนึกหรือปลายระยะการเคลื่อนที่

แรงบิดที่ต้องการอาจเปลี่ยนแปลงตามความดันแตกต่าง สื่อ อุณหภูมิ วัสดุซีล และสภาพวาล์ว

ขั้นตอนที่ 2: ใช้แรงดันลมขั้นต่ำที่มี

แรงขับของแอคทูเอเตอร์ขึ้นอยู่กับแรงดันที่มีที่แอคทูเอเตอร์ ไม่ใช่แค่แรงดันปกติที่หัวจ่ายลมของโรงงาน

พิจารณาการสูญเสียแรงดันผ่านท่อ ข้อต่อ ตัวกรอง ตัวควบคุม วาล์วโซลินอยด์ และอุปกรณ์เสริมอื่นๆ คำนวณขนาดแอคทูเอเตอร์เทียบกับแรงดันใช้งานขั้นต่ำที่รับประกัน

ขั้นตอนที่ 3: เปรียบเทียบแรงบิดที่ได้ตลอดระยะการเคลื่อนที่เต็มที่

สำหรับแอคทูเอเตอร์แบบสองทาง ตรวจสอบว่าแรงบิดที่มีอยู่ตรงตามข้อกำหนดของวาล์วทั้งสองทิศทาง

สำหรับแอคทูเอเตอร์แบบสปริงคืนตัว ให้ตรวจสอบทั้งช่วงการทำงานด้วยลมและช่วงการคืนตัวด้วยสปริง แรงสปริงเปลี่ยนแปลงตามระยะการเคลื่อนที่ ดังนั้นแอคทูเอเตอร์ต้องให้แรงบิดเพียงพอที่ตำแหน่งวิกฤต ไม่ใช่แค่ที่ปลายด้านหนึ่ง

ขั้นตอนที่ 4: ใช้เกณฑ์การคำนวณขนาดของผู้ผลิต

ใช้วิธีการคำนวณขนาดของวาล์วและผู้ผลิตแอคทูเอเตอร์ รวมถึงตัวประกอบบริการที่ระบุไว้หากมี อย่าพึ่งพาเปอร์เซ็นต์การเลือกขนาดที่ใหญ่เกินไปสำหรับวาล์วทุกประเภทและทุกบริการ

ขั้นตอนที่ 5: ตรวจสอบชุดอุปกรณ์ที่สมบูรณ์

ตรวจสอบขนาดการติดตั้ง ความเข้ากันได้ของเพลาหรือข้อต่อ ระยะการเคลื่อนที่ที่ต้องการ อุปกรณ์เสริม และเวลาทำงาน ยืนยันว่าแอคทูเอเตอร์สามารถทำการเคลื่อนที่ที่ต้องการภายใต้สภาวะกระบวนการจริงได้

5. ความต้องการลมอัดและอุปกรณ์เสริม

คุณภาพและแรงดันลมอัดส่งผลโดยตรงต่อความน่าเชื่อถือของแอคทูเอเตอร์ ก่อนเลือกแอคทูเอเตอร์ ให้ยืนยันช่วงแรงดันที่มีอยู่ ข้อกำหนดคุณภาพอากาศ และความต้องการที่คาดหวังระหว่างการทำงาน

ชุดนิวแมติกส์ที่สมบูรณ์อาจรวมถึง:

• ตัวกรอง-เรกูเลเตอร์สำหรับแหล่งจ่ายลมที่เหมาะสม

• วาล์วโซลินอยด์สำหรับฟังก์ชันควบคุมทิศทางหรือการปิดระบบ

• โพซิชันเนอร์สำหรับการใช้งานแบบปรับค่าได้

• สวิตช์จำกัดหรืออุปกรณ์ป้อนกลับตำแหน่ง

• อุปกรณ์ล็อคนิวแมติกส์หรือถังเก็บลมตามที่ระบุ

• ท่อและข้อต่อที่คำนวณขนาดสำหรับการตอบสนองที่ต้องการ

การกำหนดค่าอุปกรณ์เสริมแตกต่างกันระหว่างการจัดเรียงแบบสปริงคืนตัวและแบบสองทาง ตัวอย่างเช่น ฟังก์ชันวาล์วโซลินอยด์และพอร์ตที่ต้องการขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าแอคทูเอเตอร์และระบบควบคุม

ผลิตภัณฑ์จากผู้ผลิตเช่น Rotork, AUMA และซัพพลายเออร์ระบบอัตโนมัติวาล์วอื่นๆ อาจได้รับการพิจารณาขึ้นอยู่กับประเภทวาล์ว ความต้องการแรงบิด และการจัดเรียงการควบคุมที่ต้องการ ยืนยันการกำหนดค่าผลิตภัณฑ์ที่เฉพาะเจาะจงก่อนระบุชุดอุปกรณ์ที่สมบูรณ์

6. ข้อผิดพลาดทั่วไปในการคำนวณขนาด

การใช้แรงดันหัวจ่ายลมปกติ: แอคทูเอเตอร์อาจได้รับแรงดันน้อยกว่ามากหลังจากอุปกรณ์เสริมและการสูญเสียท่อ

การตรวจสอบแรงบิดที่ตำแหน่งเดียวเท่านั้น: สิ่งนี้อาจมองข้ามแรงบิดสปริงที่ไม่เพียงพอระหว่างช่วงการคืนตัว หรือแรงขับที่ไม่เพียงพอใกล้จุดเริ่มต้นของวาล์ว

การเพิกเฉยต่อสภาวะการทำงานจริงของวาล์ว: แรงบิดอาจแตกต่างกันไปตามความดันแตกต่าง การออกแบบซีล อุณหภูมิ และประวัติการใช้งาน

การสันนิษฐานว่าแอคทูเอเตอร์แบบสองทางจะคงตำแหน่งไว้ได้ตลอดไป: การรั่วไหลของอากาศและแรงของกระบวนการอาจทำให้เกิดการเคลื่อนที่หลังจากสูญเสียแหล่งจ่าย

การเลือกอุปกรณ์เสริมหลังจากแอคทูเอเตอร์: วาล์วโซลินอยด์ โพซิชันเนอร์ และท่อสามารถส่งผลต่อการส่งแรงดัน การตอบสนอง และพฤติกรรมการล้มเหลว

สรุป

แอคทูเอเตอร์แบบนิวแมติกส์แบบสปริงคืนตัวและแบบสองทางมีวัตถุประสงค์การใช้งานที่แตกต่างกัน การออกแบบแบบสปริงคืนตัวสามารถให้ตำแหน่งที่ล้มเหลวที่กำหนดได้ ในขณะที่การออกแบบแบบสองทางใช้แรงดันลมสำหรับการเคลื่อนที่ด้วยพลังงานทั้งสองทิศทาง

การเลือกที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับการทำงานของวาล์วที่ต้องการ แรงบิดตลอดระยะการเคลื่อนที่ แรงดันลมขั้นต่ำที่มี สภาวะกระบวนการ และสถานการณ์การล้มเหลว

การเลือกที่สมบูรณ์ควรถือว่าวาล์ว แอคทูเอเตอร์ ลมอัด อุปกรณ์เสริม และข้อกำหนดด้านความปลอดภัยเป็นระบบเดียว สิ่งนี้ช่วยลดปัญหาในการติดตั้งและปรับปรุงความน่าเชื่อถือของการทำงานวาล์วอัตโนมัติ

ต้องการความช่วยเหลือในการเลือกแอคทูเอเตอร์แบบนิวแมติกส์? ระบุรุ่นวาล์ว แรงบิดที่ต้องการหรือข้อมูลการทำงานของวาล์ว แรงดันลมที่มี และการทำงานเมื่อล้มเหลวที่ต้องการเพื่อสนับสนุนการเลือกที่แม่นยำยิ่งขึ้น