Электр клапан жетектеріне арналған түпкілікті нұсқаулық: анықтамасы, жұмыс істеу принциптері, түрлері және компоненттері

Электр клапан жетектері - клапанды жылжыту немесе басқару үшін электр қуатымен жұмыс істейтін құрылғылар.

Сығылған ауаға тәуелді пневматикалық жетектерден (және осылайша қысымның ауытқуына бейім) айырмашылығы, электр жетектері тұрақты және дәл басқаруды ұсынатын электр қуатына сүйенеді.

Бұл оларды дәл орналастыруды қажет ететін немесе шағын ағынның маңыздылығын өзгертетін (химиялық процестердегі мөлшерлеу сияқты) қолданбалар үшін өте қолайлы етеді.

1. Қалай Электр клапан жетектері Жұмыс

Егер сіз жетектер туралы ешқашан естімеген болсаңыз және жетектер қалай жұмыс істейді деген сұрақ туындаса, олар жай ғана энергияны механикалық қозғалысқа айналдыратын құрылғылар.

Электр клапан жетектері, әсіресе, қозғалысты бастау және клапанды орналастыру үшін электр энергиясын түрлендіреді. 

Процесс сандық (қосу/өшіру) немесе аналогтық (мысалы, 4-20мА сияқты диапазон) болуы мүмкін кіріс сигналынан басталады. Бұл сигнал жетекке клапанды қанша ашу немесе жабу керектігін айтады

Сигнал қабылданғаннан кейін жетек ішіндегі электр қозғалтқышы қозғалысты тудыратын қуат береді.

Енді бұл қозғалыс әдетте жылдам, бірақ үлкен, ауыр өнеркәсіптік клапандарды тікелей жылжыту үшін жеткілікті күшті емес. The беріліс механизмі пайда болған механикалық көйлекті сіңіреді және таратады, қозғалтқыш жылдамдығын бәсеңдетеді және айналдыру моментін арттырады.

Соңында, қозғалыс клапанның орнын реттеу үшін айналатын немесе сызықты қозғалатын клапан діңіне қолданылады:

1. Айналмалы қозғалыс: Клапан діңін әдетте 90° немесе 180° бұруды қамтиды және әдетте шар, көбелек және тығынды клапандармен қолданылады.
2. Сызықтық қозғалыс: Ағынды реттеу үшін жоғары-төмен қозғалысты қажет ететін қақпа немесе глобус клапандары үшін клапан діңін түзу сызықпен жылжытуды қамтиды.

Жетілдірілген электр жетектері кейде бұл қозғалыстарды біріктіре алатынын немесе түрлендіретінін ескеріңіз айналмалы қозғалыстан сызықтық қозғалысқа арнайы беріліс жүйелерін қолдану.

2. Электр вентильді жетектердің түрлері

Сызықтық электр жетектері

Бұл жетектер түзу сызықты қозғалыс жасайды (жоғары-төмен немесе кіріс-шығыс). Бірақ сызықтық жетек қалай жұмыс істейді?

Бұл қозғалыс әдетте жетекші бұранда немесе шарикті бұрандалы механизм арқылы жасалады, мұнда қозғалтқыш бұранданы бұрап, діңді жоғары немесе төмен жылжытады. Әрине, итеру күші (яғни сызықтық күштің шамасы) жетекті шамадан тыс жүктеместен, клапанның өзегін тиімді жылжыту үшін жеткілікті жоғары болуы керек.

Талқыланғандай, А желілік клапан жетек глобус клапандары және ауыр қақпа клапандары сияқты сызықтық қозғалысты қажет ететін клапандар үшін өте қолайлы.

Олар келесі салаларда жақсы жұмыс істейді:

1. Дәл ағынды басқару: Кішкентай, қадамдық қадамдармен қозғалу қабілетіне байланысты сызықтық жетектер клапанның орнын жақсы басқаруды ұсынады.
2. Ауыр жүкті қолданбалар: Олар ашу және жабу үшін айтарлықтай күшті қажет ететін үлкенірек клапандар үшін өте қолайлы (мысалы, ағынды реттеуге және реттеуге арналған глобус клапандары).
3. Дәлдігі жоғары өнеркәсіптік қолданбалар: Олар су тазарту қондырғылары немесе химиялық өңдеу сияқты қондырғыларда кең таралған.

Дегенмен, олар сізді төмендегілер алаңдатқан жағдайда жарамсыз болуы мүмкін:

1. Жылдамдық: Сызықтық жетектер айналмалы жетектермен салыстырғанда баяу жұмыс істейді және сіздің жүйеңіз клапанның жылдам айналуын қажет ететін болса, мінсіз болмауы мүмкін.
2. Өлшем және кеңістікке қойылатын талаптар: Өте үлкен клапандар үшін жетек айтарлықтай берік болуы керек, ол көбірек орын алып, ауыр болуы мүмкін.

Айналмалы клапан жетектері

Атауынан көрініп тұрғандай, айналмалы клапан жетекі клапанды ашатын немесе жабатын клапан бағанасын (әдетте белгілі бір бұрышпен) айналдыратын айналмалы қозғалысты жасайды.

Сызықтық жетектер итеру күшінің орнына айналмалы жетектер шығару моментін қажет етеді. Бұл жай ғана жетектің клапан діңін бұру үшін көрсететін айналу күшін білдіреді.

Сонымен, олар қай жерде ең қолайлы?

1. Жоғары жылдамдықты жүйелер: Айналмалы жетектер вентильдерді ашу/жабу тұрғысынан әдетте сызықты жетектерге қарағанда жылдамырақ, бұл мұнай және газ құбырларында тамаша.
2. Шағын дизайн: Бұл жетектер әдетте ықшам және жеңіл болады, бұл үлкенірек жетектер мүмкін болмайтын тар кеңістіктерде тиімді.
3. Жалпы мақсаттағы қолданбалар: Олар қозғалыстың шектелген диапазоны (әдетте 90°) қажет болған жағдайда кеңінен қолданылады, әдетте шар клапандары немесе көбелек клапандары бар қолданбалар.

«Арнайы бұрыштар бойынша бұрылу» дегенге орала отырып, айналмалы жетектер екі санатқа бөлінеді: көп айналымды жетектер және ширек айналымды жетектер.

Көп айналымды жетектер

А көп айналымды электр жетек толық жабық күйден толық ашыққа ауысу үшін бірнеше толық айналымды қажет ететін клапандармен жұмыс істеуге арналған. Айтпақшы, ол әдетте қақпа клапандарымен және глобус клапандарымен қолданылады.

Көп айналымды жетектердің негізгі артықшылықтары мыналарды қамтиды:

1. Жоғары айналу моментінің сыйымдылығы: Олар үлкенірек, ауыррақ клапан сабақтарын бұру үшін үлкен күш тудыруы мүмкін.
2. Қалың сұйықтықтар мен жоғары қысымды құбырлар үшін қолайлы: Жоғары қысымның немесе тұтқыр ортаның әсерінен клапан діңін айналдыру қиынға соққанда, бұл жетектер сенімді жұмысты қамтамасыз етеді.
3. Кезекшілік операцияларын модуляциялау үшін өте қолайлы: Олар клапан позицияларын нақты қадамдық реттеуге мүмкіндік береді, дәл ағын жылдамдығын немесе қысымды бақылауды шектен асып кету қаупінсіз қамтамасыз етеді.

Дегенмен, олардың кемшіліктері де бар, соның ішінде:

1. Көп айналымды жетектер әдетте ширек айналымды жетектерге қарағанда үлкенірек және ауыррақ болады, бұл кеңістік шектеулі орталарда қолайсыз болуы мүмкін.
2. Олардың дизайнына байланысты көп айналымдар ең жылдам емес. Олар әдетте баяу қарқынмен жұмыс істейді, бұл оларды уақытты қажет ететін операцияларға немесе апаттық жүйелерге жарамсыз етеді.

Ширек айналымды жетектер

Үздіксіз айналуға мүмкіндік беретін көп айналымды жетектерден айырмашылығы, ширек айналымды жетектер механикалық түрде 90°-қа дейін шектеледі, бұл шар клапандары, көбелек клапандары және тығынды клапандарды қамтитын қолданбалар үшін қолайлы клапанның жылдам іске қосылуына мүмкіндік береді.

Жылдам жұмыс істеуден басқа, ширек айналымды жетектердің басқа артықшылықтары мыналарды қамтиды:

1. Шағын дизайн: Көп айналымды немесе сызықты жетектермен салыстырғанда олардың кішірек өлшемдері оларды шектеулі аумақтарға біріктіруді жеңілдетеді.
2. Шығындық тиімділік: Олар қарапайым дизайнға және шектеулі қозғалыс ауқымына байланысты, әдетте, қол жетімді.
3. Техникалық қызмет көрсетусіз: Аз қозғалатын бөлшектер мен өздігінен майланатын механизмдер бар болса, олар жиі қызмет көрсетусіз ұзақ уақыт бойы ең жоғары деңгейде жұмыс істей алады.

Дегенмен, оларды дроссельдік қолданбалар үшін (олар жақсы реттеулері нашар) немесе жоғары қысымды немесе үлкен ағын көлемін қабылдайтын үлкен өлшемді клапандармен жұмыс істейтін жерлерде пайдаланбауыңыз керек.

3. Электр клапан жетектерінің құрамдас бөліктері

Электр қозғалтқышы

Электр қозғалтқыштары жетектің негізгі құрамдас бөліктері болып табылады, өйткені олар клапандарды жылжыту үшін қажетті механикалық күшті (айналмалы немесе сызықтық қозғалыс) жасайды. Олар келесі түрлердің бірі болуы мүмкін:

1. айнымалы ток қозғалтқышы: Тұрақты өнімділікті қажет ететін ауыр жүкті қолданбалар үшін қолайлы.
2. Тұрақты ток қозғалтқышы: Ықшам немесе төмен қуатты қолданбаларда кең таралған
3. Сервомотор: Жетілдірілген жетектерде қолданылады

The тиін торлы қозғалтқыш, айнымалы ток қозғалтқышының бір түрі, оның ұзақ мерзімділігі мен техникалық қызмет көрсетудің ең аз қажеттілігіне байланысты әдетте өнеркәсіптік жағдайларда қолданылады. Ол тиін торы тәрізді ротордан тұрады, бұл оны қарапайым және үздіксіз жұмыс істеу үшін тиімді етеді.

Жарылыс қаупі бар қауіпті орталар үшін жарылыстан қорғалған қозғалтқыштар қолданылады.

Қозғалтқыштың қуат көрсеткіші (әдетте HP немесе кВт-пен көрсетіледі) жетектің әртүрлі клапан өлшемдері мен ауыр жүктемені өңдеу қабілетін анықтайды.

Беріліс қорабы

Беріліс қорабы қозғалысты қозғалтқыштан клапанға ауыстырып, жоғары жылдамдықты, төмен айналу моменті қозғалтқыштың шығысын клапанды басқару үшін қажетті төмен жылдамдықты, жоғары айналу моменті қозғалысына түрлендіреді.

Түрлердің ең көп тарағаны – бұрандалы құрылымы бар, тісті доңғалақпен (тісті беріліспен) түйісетін спиральды жіпі бар червякты беріліс қорабы. Бұл өздігінен құлыптау, яғни жетек қозғалтқышы өшірілгенде клапан қосымша құлыптау механизмдерін қажет етпей орнында қалады.

Басқа түрі конустық редуктор болып табылады, оның пішіні конустық және тісті доңғалақтардың 90 градус бұрышпен түйісуі үшін бұрышпен кесілген тістері бар. Бұл беріліс қораптары әдетте құрт редукторларына қарағанда үлкенірек, бірақ белгілі бір қолданбалар үшін тиімдірек қуат беруді ұсынады.

Ақырында, планеталық беріліс қораптары айналасында айналатын бірнеше «планеталық» берілістермен және айналасындағы «сақина» беріліспен біріктірілген орталық «күн» берілісінен тұрады. Олар туралы ең жақсы нәрсе? Олар ықшам, бірақ бәрібір жоғары айналу моментін шығара алады (яғни жоғары момент-өлшем қатынасы).

Кері байланыс механизмі

Көбінесе сенсорларды пайдаланатын кері байланыс механизмі клапанның қозғалысы кезінде оның орнын бақылайды. Ол жетектің орнын оған жіберілген басқару сигналымен салыстырады және клапанның дұрыс күйде болуын қамтамасыз ету үшін басқару блогына нақты уақытта жаңартуларды береді.

Лимиттік қосқыштар жетек толық ашық немесе жабық күйіне жеткенде физикалық сигнал беру арқылы маңызды рөл атқарады.

Кері байланыс әртүрлі формаларда болуы мүмкін – талап етілетін күрделілік пен дәлдікке байланысты аналогтық (мысалы, потенциометрлер арқылы) немесе сандық (мысалы, кодерлер арқылы).

Кейбір жетілдірілген жүйелерде кері байланыс механизмі кіруі мүмкін өзін-өзі калибрлеу қолмен араласуды азайта отырып, жүйе өзін автоматты түрде реттей және туралай алатын мүмкіндіктер.

Крутящий және итеру сенсорлары

Бұл сенсорлар клапанға түсетін айналу күшін (моментті) немесе сызықтық күшті (итеру) бақылайды, клапанның немесе жетек компоненттерінің шамадан тыс жүктелуін немесе зақымдануын болдырмау үшін жетек қозғалысын реттейді.

Бұған қоса, жұмыс циклі осы сенсорлардың үздіксіз жұмысын бақылауда маңызды фактор болып табылады. Ол салқындату кезеңін талап етпес бұрын жетектің толық жүктемеде қанша уақыт жұмыс істей алатынын білдіреді.

Басқару блогы

The жетекті басқару жүйесі немесе құрылғы кіріс сигналын өңдейді және клапанды қажетті орынға жылжыту үшін жетек қозғалтқышын тиісінше бағыттайды. Қарапайым сөзбен айтқанда, ол жетектің миы ретінде әрекет етеді.

Қарапайым жүйелер үшін басқару блогы жетекке қарапайым қосу/өшіру пәрмендері үшін негізгі қосқыштармен жұмыс істеуге арналған болуы мүмкін.

Неғұрлым күрделі жүйелерде басқару блогы бағдарламаланатын логикалық контроллерлермен (PLC) қосыла алады. PLC бір уақытта бірнеше жетекті басқаруға, күрделірек тапсырмаларды орындауға және біркелкі жалпы басқару үшін жетек жүйесін қондырғының басқа бөліктеріне қосуға мүмкіндік береді.

PLC көмегімен өнімділікті бақылау, ақауларды қашықтан жою және жоспарлы техникалық қызмет көрсету, сондай-ақ IoT экожүйелеріне біріктіру сияқты смарт мүмкіндіктерге қол жеткізуге болады. 

Дегенмен, жергілікті басқару маңызды болып қала береді, себебі ол операторларға жетек параметрлерін тікелей орнында қолмен реттеуге мүмкіндік береді.

Қолмен қайта анықтау механизмі

Бұл ақаулық жағдайында (яғни нашар жетек белгілері бар кезде) немесе автоматтандырылған басқару қолжетімсіз болғанда жетекті қолмен өңдеуге мүмкіндік беретін резервтік басқару әдісі. Нәтижесінде, автоматтандырылған жүйе сәтсіз болса да, операциялар жалғаса алады.

Қауіпсіз механизм

Бұл қуат жоғалуы немесе құрамдастардың дұрыс жұмыс істемеуі сияқты ақаулық орын алған жағдайда жүйені автоматты түрде қауіпсіз күйге келтіруге арналған қауіпсіздік мүмкіндігі. 

Қуат көзі істен шыққан кезде аккумулятордың резервтік жүйелері жетекке қуат береді серіппелерді қайтару механизмдері клапанды толығымен ашық немесе толық жабық сияқты әдепкі немесе қауіпсіз күйге автоматты түрде жылжытыңыз.

Қорытынды

Дәл клапан, бақылау және ең бастысы, екі жұмыс үшін де, жұмыс ортасындағы барлық адамдар үшін қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін қазір электр клапан жетектерінің келіссөздерге жатпайтынын көре аласыз.
Электр жетектері және олардың ағымдағы жобаңызға қалай сәйкес келетіні туралы көбірек білгіңіз келсе, қымсынбаңыз бізге қоңырау шалыңыз және сарапшыларымыздың бірімен сөйлесіңіз.

Анықтама

Электрлік жетек

Электр клапан жетектері – олар қалай жұмыс істейді