Ключевые соображения при выборе пневматических приводов в промышленных применениях

Представьте себе: вы тщательно выбрали пневматический привод, и вдруг обнаруживаете, что он либо прикладывает слишком много усилия — ломая шток клапана — либо слишком мало, из-за чего клапан работает вяло или застревает на полпути. Этот неприятный сценарий подчеркивает, почему правильный выбор привода имеет решающее значение для работы клапана.

По своей сути, основная функция пневматического привода — приводить в действие клапаны. Для плавной работы привод должен преодолевать различные сопротивления, что делает крутящий момент — вращательное усилие — наиболее важным фактором при выборе.

• Крутящий момент трогания: Первоначальное усилие, необходимое для перемещения неподвижного клапана из закрытого положения, аналогично усилию, необходимому для толкания неподвижного автомобиля.
• Рабочий крутящий момент: Непрерывное усилие, необходимое для поддержания движения клапана во время открытия или закрытия, аналогично поддержанию скорости автомобиля.
• Крутящий момент посадки: Конечное усилие, необходимое для полного закрытия клапана и сжатия уплотнительных поверхностей, сопоставимо с применением тормозов для остановки транспортного средства.
• Максимально допустимый крутящий момент штока (MAST): Максимальное усилие, которое может выдержать шток клапана без повреждений, служащее пределом нагрузки клапана.

Различные типы клапанов демонстрируют различные характеристики крутящего момента. Например, поворотные затворы с металлическим уплотнением требуют высокого крутящего момента трогания и посадки, но требуют меньше во время среднего хода. Напротив, шаровые клапаны с металлическим уплотнением сохраняют высокие требования к крутящему моменту на протяжении всей своей работы.

Для обеспечения надежной работы инженеры обычно умножают требуемый крутящий момент клапана на коэффициент безопасности (часто 25%). Этот запас учитывает непредвиденные переменные, аналогично инженерным запасам прочности в автомобилестроении.

Регулирующие клапаны требуют точной, непрерывной регулировки потока, требуя приводов с превосходными эксплуатационными характеристиками. Клапаны включения/выключения, используемые для простых операций открытия/закрытия, предъявляют менее строгие требования.

Точные данные о крутящем моменте от производителей клапанов составляют основу правильного выбора привода. Большинство производителей предоставляют минимальные значения крутящего момента открытия в определенных условиях, как правило, для работы с водой. Однако эти значения меняются в зависимости от среды, что требует соответствующих коэффициентов безопасности для различных применений.

• Реечный: Обеспечивает постоянный крутящий момент на протяжении всего хода.
• Шотландский рычаг: Демонстрирует уменьшенный крутящий момент во время среднего хода.
• Пружинный возврат: Крутящий момент уменьшается по мере продвижения хода из-за сжатия пружины.

Понимание кривой крутящего момента каждого типа — доступной у производителей — необходимо для правильного соответствия требованиям клапана.

Фактическое давление на клапане часто отличается от выходного давления компрессора из-за потерь в системе. Точное измерение давления в точке установки имеет решающее значение для правильного выбора размера привода, подобно учету сопротивления трубопровода в гидравлических системах.

• Одностороннее действие (пружинный возврат): Использует усилие пружины для возвратного движения, доступно в конфигурациях «отказ-открыт» или «отказ-закрыт».
• Двустороннее действие: Требует подачи воздуха как для открытия, так и для закрытия, сохраняя положение при потере воздуха.

• Начало воздуха: крутящий момент начального движения
• Конец пружины: крутящий момент пружины в исходном положении
• Минимальный воздух: самая низкая точка крутящего момента хода
• Конец воздуха: пневматический крутящий момент конца хода
• Начало пружины: усилие начала возвратного хода

При использовании этих таблиц убедитесь, что требования к крутящему моменту клапана представляют собой минимальные значения, а MAST должно превышать все другие значения крутящего момента в каждой строке.

Правильный выбор привода требует тщательного рассмотрения нескольких факторов. Этот систематический подход помогает предотвратить проблемы с эксплуатацией и обеспечивает оптимальную производительность клапана.