Actuadores eléctricos y neumáticos.Para válvulas de tubería: Parece que los dos tipos de actuadores son bastante diferentes y la elección debe realizarse según la fuente de energía disponible en el lugar de instalación.Pero en realidad esta visión es parcial.Además de las diferencias principales y obvias, también tienen una serie de características únicas menos obvias.

Los actuadores eléctricos y neumáticos son los dos mecanismos de accionamiento más utilizados en los sistemas de automatización.Normalmente, la decisión de selección del actuador se toma en la etapa de diseño básico y se utilizará hasta el final del ciclo de vida después de la instalación.

Al elegir el tipo de potencia del actuador, las personas a menudo no consideran los parámetros del medio de proceso en la tubería, sino que solo prestan atención a los materiales de referencia internos del diseñador, la situación del suministro de energía o si el sitio puede suministrar una gran cantidad de energía. cantidad de gas prefabricado.

Sin embargo, durante el funcionamiento, a menudo se encuentra que algunas válvulas necesitan estar equipadas con actuadores, o los parámetros del medio de proceso en algunas válvulas cambiarán.Entonces surge la pregunta: ¿Debo conservar el actuador original o reemplazarlo por otro actuador para mejorar el rendimiento?

Vida útil más larga

Este artículo presentará y comparará las principales características de rendimiento de los actuadores eléctricos y neumáticos.

En circunstancias normales, los fabricantes garantizarán 10.000 ciclos de operación para actuadores eléctricos y 100.000 ciclos de operación para actuadores neumáticos.Evidentemente, en cuanto al número de ciclos de funcionamiento, el actuador neumático tiene una vida más larga debido a su estructura más sencilla.Además, la superficie de contacto de fricción del actuador neumático está hecha de elastómero o polímero, y las juntas tóricas desgastadas y los elementos guía de plástico son fáciles de reemplazar.

Como actuador eléctrico, suele haber una caja reductora desde el motor hasta el eje de salida.Hay muchos engranajes que engranan entre sí y que se desgastarán durante el funcionamiento.También vale la pena señalar que no es necesario cambiar la grasa lubricante durante todo el ciclo de vida del actuador neumático.

Esfuerzo de torsión

Uno de los parámetros de rendimiento más importantes de los actuadores de válvulas para tuberías es el par.El par de un actuador eléctrico depende del diseño (componente constante) y del voltaje aplicado al estator.El par de un actuador neumático depende del diseño (componente constante) y de la presión del suministro de aire suministrado al actuador neumático.

Generalmente, el par del actuador debe ser mayor que el par máximo de la válvula, o mayor que el par requerido para mover el elemento de cierre.En uso real, el par real de la válvula puede ser mayor que el par máximo indicado por la marca registrada del fabricante, y también mayor que el par máximo del actuador.Esta es sin duda una emergencia.

Si continúa haciendo funcionar el actuador, puede causar daños al actuador y a la válvula.Si el par de la válvula aumenta, el motor aumentará gradualmente el par hasta alcanzar el valor de extracción (el valor de extracción).Esto significa que la estructura mecánica se ve obligada a generar y soportar un par excesivo más allá del rango de diseño.

Protección contra exceso de torsión

Para evitar que el equipo se dañe en las condiciones mencionadas anteriormente, el actuador eléctrico puede equiparse con algunos dispositivos especiales.El más común es el interruptor de par, que puede ser mecánico (el principio de funcionamiento común es que el engranaje helicoidal se mueve axialmente linealmente en el estado de sobrepar);también puede ser electrónico (el principio común es medir la corriente del estator o el efecto Hall).Cuando el par excede el valor máximo diseñado, el interruptor de par puede cortar el voltaje del estator y detener el motor del actuador.No hay necesidad de protección contra exceso de torsión en los actuadores neumáticos.Si el par aplicado a la válvula excede el límite especificado, las propiedades físicas del aire comprimido harán que el actuador neumático deje de funcionar.A diferencia de los actuadores eléctricos, el par de salida de los actuadores neumáticos no excederá el límite de diseño.Se puede considerar que si la válvula de la tubería está equipada con un actuador neumático, se elimina el riesgo de falla del equipo debido a que el par excede el valor especificado.

Diseño a prueba de explosiones

Si hay mercancías peligrosas en el entorno de uso, los equipos eléctricos pueden provocar una explosión.En cuanto a los niveles de protección y métodos de protección en el ambiente peligroso, no se incluyen en este artículo por limitaciones de espacio.

Sin embargo, aún es necesario enfatizar que se deben utilizar equipos a prueba de explosiones en ambientes con materiales peligrosos.

En comparación con los actuadores eléctricos estándar industriales convencionales, los actuadores eléctricos a prueba de explosiones para válvulas de tuberías son más caros y de diseño más complicado.Incluso si el actuador neumático se utiliza en un entorno peligroso, no existe riesgo potencial de explosión.Para los actuadores neumáticos, el diseño especial para entornos peligrosos también se limita a posicionadores, válvulas de solenoide e interruptores de límite (Figura 1-3).En consecuencia, si se utiliza un actuador neumático con un accesorio a prueba de explosiones para operar una válvula de tubería, el costo será significativamente menor que el de un actuador eléctrico a prueba de explosiones con la misma función.

Posicionamiento

Los actuadores neumáticos tienen una de las deficiencias más importantes.Cuando el actuador llega a la mitad de la carrera, el posicionamiento es más complicado, lo que significa que el posicionamiento del carrete de la válvula de control es más difícil.

Debido a las características físicas del aire, la precisión de posicionamiento de los actuadores neumáticos es varias veces menor que la de los actuadores eléctricos.Si el actuador eléctrico adopta un motor paso a paso, su precisión de posicionamiento es varios órdenes de magnitud mayor que la de un actuador neumático equipado con un posicionador.Este último solo se puede utilizar para sistemas que no requieren alta precisión de posicionamiento o control.Los actuadores neumáticos utilizados en válvulas de tuberías tienen sus propias características de diseño estructural: todos los componentes del sistema de control están instalados en la superficie exterior del actuador o fuera de la estructura principal.Si necesita cambiar el modo de funcionamiento de apagado a control, debe reemplazar la válvula solenoide con un posicionador.Dado que estos dos componentes están instalados en el exterior del actuador neumático y el diseño de la superficie de contacto es el mismo, es más conveniente quitar el distribuidor e instalar el posicionador.En otras palabras, se puede utilizar el mismo actuador neumático tanto para apagado como para control reemplazando los accesorios correspondientes (Figura 1-2).