Thiết bị truyền động điện và khí nénđối với van đường ống: Có vẻ như hai loại thiết bị truyền động khá khác nhau và cần phải lựa chọn tùy theo nguồn điện có sẵn tại nơi lắp đặt.Nhưng trên thực tế quan điểm này có tính thiên vị.Ngoài những khác biệt chính và rõ ràng, chúng còn có một số tính năng độc đáo ít rõ ràng hơn.

Bộ truyền động điện và khí nén là hai cơ cấu truyền động được sử dụng phổ biến nhất trong các hệ thống tự động hóa.Thông thường, quyết định lựa chọn bộ truyền động được đưa ra ở giai đoạn thiết kế cơ bản và sẽ được sử dụng cho đến hết vòng đời sau khi lắp đặt.

Khi chọn loại nguồn của bộ truyền động, mọi người thường không xem xét các thông số của môi trường xử lý trong đường ống mà chỉ chú ý đến tài liệu tham khảo bên trong của nhà thiết kế, tình hình cung cấp điện hoặc liệu địa điểm có thể cung cấp lượng lớn hay không lượng khí đúc sẵn.

Tuy nhiên, trong quá trình vận hành, người ta thường thấy rằng một số van cần được trang bị bộ truyền động, nếu không các thông số của môi trường xử lý trong một số van sẽ thay đổi.Khi đó câu hỏi được đặt ra: Tôi nên giữ lại bộ truyền động ban đầu hay thay thế nó bằng bộ truyền động khác để cải thiện hiệu suất?

Tuổi thọ dài hơn

Bài viết này sẽ giới thiệu và so sánh các đặc tính hoạt động chính của bộ truyền động điện và khí nén.

Trong trường hợp bình thường, nhà sản xuất sẽ đảm bảo 10.000 chu kỳ vận hành đối với bộ truyền động điện và 100.000 chu kỳ vận hành đối với bộ truyền động khí nén.Rõ ràng xét về số chu kỳ vận hành thì bộ truyền động khí nén có tuổi thọ cao hơn do cấu tạo đơn giản hơn.Ngoài ra, bề mặt tiếp xúc ma sát của bộ truyền động khí nén được làm bằng chất đàn hồi hoặc polymer, và các vòng chữ O bị mòn và các bộ phận dẫn hướng bằng nhựa rất dễ thay thế.

Là thiết bị truyền động điện thường có hộp số giảm tốc từ động cơ đến trục đầu ra.Có nhiều bánh răng ăn khớp với nhau sẽ bị mòn trong quá trình vận hành.Cũng cần lưu ý rằng không cần thay mỡ bôi trơn trong toàn bộ vòng đời của bộ truyền động khí nén.

mô-men xoắn

Một trong những thông số hiệu suất quan trọng nhất của bộ truyền động van đường ống là mô-men xoắn.Mô-men xoắn của bộ truyền động điện phụ thuộc vào thiết kế (thành phần không đổi) và điện áp đặt vào stato.Mô-men xoắn của bộ truyền động khí nén phụ thuộc vào thiết kế (thành phần không đổi) và áp suất của nguồn cung cấp không khí cung cấp cho bộ truyền động khí nén.

Nói chung, mô-men xoắn của bộ truyền động cần phải lớn hơn mô-men xoắn cực đại của van hoặc lớn hơn mô-men xoắn cần thiết để di chuyển bộ phận ngắt.Trong sử dụng thực tế, mô-men xoắn thực tế của van có thể lớn hơn mô-men xoắn cực đại được ghi trên nhãn hiệu của nhà sản xuất và cũng lớn hơn mô-men xoắn cực đại của bộ truyền động.Đây chắc chắn là một trường hợp khẩn cấp.

Nếu bạn tiếp tục chạy bộ truyền động, nó có thể gây hư hỏng cho bộ truyền động và van.Nếu mô-men xoắn của van tăng thì động cơ sẽ tăng dần mô-men xoắn cho đến khi đạt giá trị kéo ra (giá trị kéo ra).Điều này có nghĩa là kết cấu cơ khí buộc phải xuất ra và chịu được mô men xoắn vượt quá phạm vi thiết kế.

Bảo vệ quá mô-men xoắn

Để ngăn chặn thiết bị bị hư hỏng trong các điều kiện nêu trên, bộ truyền động điện có thể được trang bị một số thiết bị đặc biệt.Phổ biến nhất là công tắc mô-men xoắn, có thể là cơ khí (nguyên lý làm việc chung là bánh răng sâu chuyển động tuyến tính theo trục trong trạng thái quá mô-men xoắn);nó cũng có thể là điện tử (nguyên tắc chung là đo dòng điện stato hoặc hiệu ứng Hall.).Khi mô-men xoắn vượt quá giá trị tối đa được thiết kế, công tắc mô-men xoắn có thể cắt điện áp của stato và dừng động cơ truyền động.Không cần thiết phải bảo vệ quá mô-men xoắn trong bộ truyền động khí nén.Nếu mô-men xoắn tác dụng lên van vượt quá giới hạn quy định, các đặc tính vật lý của khí nén sẽ khiến bộ truyền động khí nén ngừng dẫn động.Không giống như bộ truyền động điện, mô-men xoắn đầu ra của bộ truyền động khí nén sẽ không vượt quá giới hạn thiết kế.Có thể coi rằng nếu van đường ống được trang bị bộ truyền động khí nén thì nguy cơ hỏng hóc thiết bị do mô-men xoắn vượt quá giá trị quy định sẽ được loại bỏ.

Thiết kế chống cháy nổ

Nếu trong môi trường sử dụng có hàng hóa nguy hiểm, thiết bị điện có thể gây cháy nổ.Về mức độ bảo vệ và phương pháp bảo vệ trong môi trường nguy hiểm, chúng không được đưa vào bài viết này do hạn chế về không gian.

Tuy nhiên, vẫn cần nhấn mạnh rằng thiết bị chống cháy nổ phải được sử dụng trong môi trường có vật liệu nguy hiểm.

So với các thiết bị truyền động điện tiêu chuẩn công nghiệp thông thường, thiết bị truyền động điện chống cháy nổ cho van đường ống đắt hơn và thiết kế phức tạp hơn.Ngay cả khi bộ truyền động khí nén được sử dụng trong môi trường nguy hiểm, vẫn không có nguy cơ nổ.Đối với bộ truyền động khí nén, thiết kế đặc biệt cho môi trường nguy hiểm cũng chỉ giới hạn ở bộ định vị, van điện từ và công tắc giới hạn (Hình 1-3).Tương ứng, nếu sử dụng thiết bị truyền động khí nén có phụ kiện chống cháy nổ để vận hành van đường ống thì chi phí sẽ thấp hơn đáng kể so với thiết bị truyền động điện chống cháy nổ có cùng chức năng.

Định vị

Thiết bị truyền động khí nén có một trong những thiếu sót đáng kể nhất.Khi bộ truyền động đến giữa hành trình, việc định vị sẽ phức tạp hơn, đồng nghĩa với việc việc định vị ống van điều khiển sẽ khó khăn hơn.

Do đặc tính vật lý của không khí nên độ chính xác định vị của bộ truyền động khí nén thấp hơn nhiều lần so với bộ truyền động điện.Nếu bộ truyền động điện sử dụng động cơ bước, độ chính xác định vị của nó cao hơn vài bậc so với độ chính xác của bộ truyền động khí nén được trang bị bộ định vị.Loại thứ hai chỉ có thể được sử dụng cho các hệ thống không yêu cầu độ chính xác định vị hoặc độ chính xác điều khiển cao.Bộ truyền động khí nén sử dụng trong van đường ống có đặc điểm riêng trong thiết kế kết cấu: tất cả các bộ phận của hệ thống điều khiển đều được lắp đặt ở bề mặt ngoài của bộ truyền động, hoặc bên ngoài kết cấu chính.Nếu cần chuyển chế độ vận hành từ tắt sang điều khiển thì cần thay thế van điện từ bằng bộ định vị.Vì hai bộ phận này được lắp đặt bên ngoài bộ truyền động khí nén và thiết kế bề mặt tiếp xúc giống nhau nên việc tháo bộ phân phối và lắp đặt bộ định vị sẽ thuận tiện hơn.Nói cách khác, có thể sử dụng cùng một bộ truyền động khí nén cho cả việc tắt máy và điều khiển bằng cách thay thế các phụ kiện tương ứng (Hình 1-2).