اعتبارات أساسية لاختيار المشغلات الهوائية في التطبيقات الصناعية

تخيل هذا: لقد اخترت بعناية مشغلًا هوائيًا، لتكتشف أنه إما يطبق قوة كبيرة جدًا - مما يؤدي إلى كسر ساق الصمام - أو قليلة جدًا، مما يجعل الصمام بطيئًا أو عالقًا في المنتصف. يسلط هذا السيناريو المحبط الضوء على سبب أهمية اختيار المشغل المناسب لتشغيل الصمام.

في جوهره، تتمثل الوظيفة الأساسية للمشغل الهوائي في تشغيل الصمامات. للتشغيل السلس، يجب على المشغل التغلب على المقاومات المختلفة، مما يجعل عزم الدوران - القوة الدورانية - هو الاعتبار الأكثر أهمية في الاختيار.

• عزم الدوران عند البدء: القوة الأولية المطلوبة لتحريك صمام ثابت من وضعه المغلق، على غرار الجهد اللازم لدفع سيارة ثابتة.
• عزم الدوران أثناء التشغيل: القوة المستمرة اللازمة للحفاظ على حركة الصمام أثناء الفتح أو الإغلاق، على غرار الحفاظ على سرعة السيارة.
• عزم الدوران عند الإغلاق: القوة النهائية المطلوبة لإغلاق الصمام بالكامل وضغط أسطح الإغلاق، على غرار تطبيق المكابح لإيقاف السيارة.
• أقصى عزم دوران مسموح به للساق (MAST): أقصى قوة يمكن أن تتحملها ساق الصمام دون تلف، وتعمل كحد تحميل للصمام.

تُظهر أنواع الصمامات المختلفة خصائص عزم دوران مميزة. على سبيل المثال، تتطلب صمامات الفراشة ذات المقعد المعدني عزم دوران مرتفعًا عند البدء والإغلاق، ولكنها تتطلب أقل أثناء منتصف الحركة. في المقابل، تحافظ صمامات الكرة ذات المقعد المعدني على متطلبات عزم دوران عالية طوال عملية التشغيل.

لضمان التشغيل الموثوق به، يضرب المهندسون عادةً عزم الدوران المطلوب للصمام في عامل أمان (غالبًا ما يكون 25٪). تأخذ هذه الهامش في الاعتبار المتغيرات غير المتوقعة، على غرار هوامش السلامة الهندسية في تصميم السيارات.

تتطلب الصمامات ذات التحكم المتدرج تعديلًا دقيقًا ومستمرًا للتدفق، مما يتطلب مشغلات ذات خصائص أداء فائقة. تقدم صمامات التشغيل والإيقاف، المستخدمة لعمليات الفتح/الإغلاق البسيطة، متطلبات أقل تطلبًا.

تشكل بيانات عزم الدوران الدقيقة من مصنعي الصمامات أساس اختيار المشغل المناسب. يوفر معظم المصنعين قيم عزم الدوران الأدنى للفتح في ظل ظروف معينة، عادةً لخدمة المياه. ومع ذلك، تتغير هذه القيم مع الوسائط المختلفة، مما يستلزم عوامل أمان مناسبة للتطبيقات المختلفة.

• الرف والترس: يوفر عزم دوران ثابتًا طوال الشوط.
• الذراع المتصالب: يُظهر عزم دوران منخفضًا أثناء منتصف الشوط.
• العودة الزنبركية: ينخفض عزم الدوران مع تقدم الشوط بسبب انضغاط الزنبرك.

يعد فهم منحنى عزم الدوران لكل نوع - المتوفر من الشركات المصنعة - أمرًا ضروريًا للمطابقة المناسبة لمتطلبات الصمام.

غالبًا ما يختلف الضغط الفعلي عند الصمام عن خرج الضاغط بسبب فقدان النظام. يعد قياس الضغط الدقيق في نقطة التركيب أمرًا بالغ الأهمية لتحديد حجم المشغل بشكل صحيح، تمامًا مثل مراعاة مقاومة الأنابيب في الأنظمة الهيدروليكية.

• مفرد الفعل (العودة الزنبركية): يستخدم قوة الزنبرك للحركة العائدة، ومتوفر في تكوينات "فشل مفتوح" أو "فشل مغلق".
• مزدوج الفعل: يتطلب إمداد الهواء لكل من الفتح والإغلاق، مع الحفاظ على الموضع أثناء فقدان الهواء.

• بدء الهواء: عزم الدوران الأولي للحركة
• نهاية الزنبرك: عزم دوران الزنبرك في الموضع الأولي
• الحد الأدنى للهواء: أقل نقطة عزم دوران في الشوط
• نهاية الهواء: عزم الدوران الهوائي في نهاية الشوط
• بدء الزنبرك: قوة بدء شوط العودة

عند استخدام هذه الجداول، تأكد من أن متطلبات عزم دوران الصمام تمثل الحد الأدنى من القيم، بينما يجب أن يتجاوز MAST جميع قيم عزم الدوران الأخرى في كل صف.

يتطلب اختيار المشغل المناسب دراسة متأنية لعوامل متعددة. يساعد هذا النهج المنهجي على منع مشكلات التشغيل ويضمن الأداء الأمثل للصمام.