Elektrické a pneumatické pohonyPro potrubní ventily: Zdá se, že se tyto dva typy pohonů značně liší a výběr je třeba provést podle zdroje napájení dostupného na místě instalace. Ve skutečnosti je však tento názor zkreslený. Kromě hlavních a zjevných rozdílů mají také řadu méně zjevných jedinečných vlastností.

Elektrické a pneumatické pohony jsou dva nejčastěji používané pohonné mechanismy v automatizačních systémech. Obvykle se rozhodnutí o výběru pohonu provádí ve fázi základního návrhu a bude používán až do konce životního cyklu po instalaci.

Při výběru typu pohonu se často nezohledňují parametry procesního média v potrubí, ale pouze interní referenční materiály projektanta, situace s napájením nebo to, zda je dané místo schopno dodat velké množství prefabrikovaného plynu.

Během provozu se však často zjistí, že některé ventily je nutné vybavit pohony nebo se u některých ventilů změní parametry procesního média. Vyvstává tedy otázka: Mám si původní pohon ponechat, nebo jej pro zlepšení výkonu nahradit jiným pohonem?

Delší životnost

Tento článek představí a porovná hlavní výkonnostní charakteristiky elektrických a pneumatických pohonů.

Za normálních okolností výrobci garantují 10 000 provozních cyklů u elektrických pohonů a 100 000 provozních cyklů u pneumatických pohonů. Je zřejmé, že z hlediska počtu provozních cyklů má pneumatický pohon díky své jednodušší konstrukci delší životnost. Třecí plocha pneumatického pohonu je navíc vyrobena z elastomeru nebo polymeru a opotřebované O-kroužky a plastové vodicí prvky lze snadno vyměnit.

U elektrického pohonu je obvykle mezi motorem a výstupní hřídelí redukční převodovka. Existuje mnoho ozubených kol, která do sebe zabírají a během provozu se opotřebovávají. Za zmínku také stojí, že po celou dobu životnosti pneumatického pohonu není nutné měnit mazací tuk.

Točivý moment

Jedním z nejdůležitějších výkonnostních parametrů pohonů potrubních ventilů je točivý moment. Točivý moment elektrického pohonu závisí na konstrukci (konstantní složka) a napětí přiváděném na stator. Točivý moment pneumatického pohonu závisí na konstrukci (konstantní složka) a tlaku vzduchu přiváděného do pneumatického pohonu.

Obecně platí, že krouticí moment pohonu musí být větší než maximální krouticí moment ventilu nebo větší než krouticí moment potřebný k pohybu uzavíracího orgánu. Ve skutečném provozu může být skutečný krouticí moment ventilu větší než maximální krouticí moment uvedený výrobcem v ochranné známce a také větší než maximální krouticí moment pohonu. Jedná se nepochybně o nouzovou situaci.

Pokud budete pokračovat v provozu pohonu, může to způsobit poškození pohonu a ventilu. Pokud se krouticí moment ventilu zvýší, motor bude postupně zvyšovat krouticí moment, dokud nedosáhne mezní hodnoty (hodnoty vytažení). To znamená, že mechanická konstrukce je nucena vydávat a odolávat nadměrnému krouticímu momentu mimo konstrukční rozsah.

Ochrana proti překročení točivého momentu

Aby se zabránilo poškození zařízení za výše uvedených podmínek, může být elektrický pohon vybaven některými speciálními zařízeními. Nejběžnějším je momentový spínač, který může být mechanický (běžným principem práce je, že se šnekové kolo ve stavu přetížení pohybuje axiálně lineárně); může být také elektronický (běžným principem je měření statorového proudu nebo Hallův jev). Když moment překročí navrženou maximální hodnotu, momentový spínač může odpojit napětí statoru a zastavit motor pohonu. U pneumatických pohonů není nutná ochrana proti přetížení. Pokud moment aplikovaný na ventil překročí specifikovaný limit, fyzikální vlastnosti stlačeného vzduchu způsobí zastavení pneumatického pohonu. Na rozdíl od elektrických pohonů výstupní moment pneumatických pohonů nepřekročí konstrukční limit. Lze předpokládat, že pokud je potrubní ventil vybaven pneumatickým pohonem, je eliminováno riziko selhání zařízení v důsledku překročení specifikovaného momentu.

Provedení odolné proti výbuchu

Pokud se v prostředí použití nacházejí nebezpečné věci, může elektrické zařízení způsobit výbuch. Pokud jde o úrovně ochrany a metody ochrany v nebezpečném prostředí, nejsou v tomto článku z důvodu omezeného prostoru uvedeny.

Přesto je stále nutné zdůraznit, že v prostředí s nebezpečnými materiály musí být používána zařízení v nevýbušném provedení.

Ve srovnání s konvenčními průmyslovými standardními elektrickými pohony jsou elektrické pohony v nevýbušném provedení pro potrubní ventily dražší a mají složitější konstrukci. I když je pneumatický pohon používán v nebezpečném prostředí, neexistuje žádné potenciální riziko výbuchu. U pneumatických pohonů je speciální provedení pro nebezpečné prostředí omezeno na polohovací regulátory, solenoidové ventily a koncové spínače (obrázek 1-3). Pokud se k ovládání potrubního ventilu použije pneumatický pohon s příslušenstvím v nevýbušném provedení, budou náklady výrazně nižší než u elektrického pohonu v nevýbušném provedení se stejnou funkcí.

Polohování

Pneumatické pohony mají jeden z nejvýznamnějších nedostatků. Když pohon dosáhne poloviny zdvihu, je jeho polohování složitější, což znamená, že je obtížnější umístit šoupátko regulačního ventilu.

Vzhledem k fyzikálním vlastnostem vzduchu je přesnost polohování pneumatických pohonů několikanásobně nižší než u elektrických pohonů. Pokud elektrický pohon využívá krokový motor, je jeho přesnost polohování o několik řádů vyšší než u pneumatického pohonu vybaveného polohovadlem. Ten lze použít pouze pro systémy, které nevyžadují vysokou přesnost polohování nebo regulace. Pneumatické pohony používané v potrubních ventilech mají své vlastní konstrukční charakteristiky: všechny komponenty řídicího systému jsou instalovány na vnějším povrchu pohonu nebo vně hlavní konstrukce. Pokud potřebujete přepnout provozní režim z vypnuto na regulace, je nutné vyměnit solenoidový ventil za polohovadlo. Protože tyto dvě komponenty jsou instalovány na vnější straně pneumatického pohonu a konstrukce dosedací plochy je stejná, je pohodlnější odstranit rozdělovač a nainstalovat polohovadlo. Jinými slovy, stejný pneumatický pohon lze použít jak pro vypnutí, tak pro regulaci, a to výměnou odpovídajícího příslušenství (obrázek 1-2).