Gids voor het kiezen tussen kwartslag- en meeromwentingsklepaandrijvingen

Stel je voor dat een oliepijpleiding onmiddellijk moet worden stilgelegd tijdens een noodsituatie, of dat een precisiechemische reactor een langzame, nauwkeurige aanpassing van de materiaalstroom vereist. Deze kritieke operaties zijn afhankelijk van actuatoren - de werkpaarden van geautomatiseerde besturingssystemen die besturingssignalen omzetten in mechanische beweging om kleppen en andere mechanismen te bedienen.

Onder de verschillende soorten actuatoren vertegenwoordigen kwartslag (hoek) en multi-turn actuatoren twee fundamentele ontwerpen met verschillende kenmerken, functies en toepassingen. Dit artikel onderzoekt hun technische eigenschappen, operationele principes en selectiecriteria om professionals te helpen bij het kiezen van geschikte oplossingen.

Kwartslag actuatoren, zoals de naam al aangeeft, zorgen voor een rotatiebeweging die beperkt is tot 90 graden (een kwartslag). Deze apparaten blinken uit in toepassingen die snelle werking of proportionele besturing vereisen, waardoor ze ideaal zijn voor snel openende/sluitende kleppen of precieze stroomregeling.

• Snelle werking: Deze actuatoren kunnen de volledige slag binnen enkele seconden voltooien, waardoor de procesefficiëntie wordt verhoogd, materiaalverlies wordt geminimaliseerd en de veiligheid tijdens noodsituaties wordt gewaarborgd.
• Beperkte rotatie: Het operationele bereik van 90 graden vereenvoudigt het mechanische ontwerp en de besturingsvereisten.
• Vereenvoudigde constructie: In vergelijking met multi-turn varianten hebben kwartslag actuatoren eenvoudigere mechanismen, waardoor de productiekosten worden verlaagd en het onderhoud wordt vereenvoudigd.
• Hoge aanloopkoppel: Deze actuatoren genereren voldoende startkoppel om de initiële weerstand in kleppen of mechanismen te overwinnen.

Kwartslag actuatoren gebruiken drie primaire aandrijftechnologieën:

• Pneumatisch: Deze actuatoren gebruiken perslucht en zetten lineaire zuigerbeweging om in rotatie via koppelingsmechanismen. Ze bieden eenvoud en kosteneffectiviteit, maar zijn afhankelijk van een consistente luchtdruk.
• Elektrisch: Door motoren aangedreven eenheden gebruiken tandwielreductie om een hoge snelheid, laag koppel input om te zetten in een gecontroleerde rotatie-output. Ze bieden superieure precisie en mogelijkheden voor bediening op afstand tegen hogere complexiteit en kosten.
• Hydraulisch: Deze actuatoren gebruiken vloeistof onder druk en leveren een uitzonderlijk koppel in compacte pakketten, geschikt voor veeleisende toepassingen, hoewel ze complexer onderhoud vereisen.

• Kogel-, vlinder- en plugklepbediening in procesindustrieën
• Demperbesturing in HVAC- en ventilatiesystemen
• Stroomregeling in chemische verwerkingsfabrieken
• Geautomatiseerde besturingssystemen voor productieprocessen

Multi-turn actuatoren voltooien meerdere volledige rotaties om kleppen of mechanismen te bedienen, en bieden uitgebreide slagbereiken en superieure positioneringsnauwkeurigheid voor toepassingen die fijne afstelling vereisen.

• Uitgebreide rotatiemogelijkheid: Meerdere volledige slagen maken precieze controle over lange-slag mechanismen mogelijk.
• Verbeterde positioneringsnauwkeurigheid: Superieure controleresolutie ondersteunt exacte stroom-, druk- of temperatuurregeling.
• Langzamere werking: De multi-turn vereiste resulteert in langere bedieningstijden in vergelijking met kwartslagmodellen.
• Complexe constructie: Meer geavanceerde mechanismen verhogen de productiecomplexiteit en de onderhoudsvereisten.

Multi-turn actuatoren gebruiken voornamelijk twee aandrijfsystemen:

• Elektrisch: Door motoren aangedreven eenheden met tandwielreductie en positiefeedback zorgen voor nauwkeurige multi-turn positionering, en integreren vaak positiesensoren voor closed-loop besturing.
• Hydraulisch: Door vloeistof aangedreven versies leveren een hoge koppeloutput met positiebewaking, geschikt voor zware toepassingen.

• Schuif- en globe-klepbediening in waterzuiveringsinstallaties
• Precisie regelkleppen in olie- en gaspijpleidingen
• Industriële procesbesturingssystemen die exacte stroomregeling vereisen
• Besturingssystemen voor energiecentrales

• Operationele vereisten: Beoordeel de behoeften op het gebied van snelheid, precisie en slagbereik. Kwartslag is geschikt voor snelle werking, terwijl multi-turn precieze afstelling mogelijk maakt.
• Klepcompatibiliteit: Stem het type actuator af op het klepontwerp - kwartslag voor kogel-/vlinderkleppen, multi-turn voor schuif-/globe-kleppen.
• Omgevingsomstandigheden: Houd rekening met extreme temperaturen, gevaarlijke gebieden of corrosieve atmosferen bij het selecteren van materialen en ontwerpen.
• Levenscyclusfactoren: Evalueer de onderhoudsbehoeften en de verwachte levensduur in relatie tot de kritieke aard van de toepassing.
• Economische factoren: Breng de prestatie-eisen in evenwicht met de budgettaire beperkingen, rekening houdend met de totale eigendomskosten.

Kwartslag- en multi-turn actuatoren dienen verschillende doelen in industriële automatisering. De eerste blinkt uit in snelle toepassingen met beperkte rotatie, terwijl de laatste precieze multi-turn positioneringsmogelijkheden biedt. De juiste selectie vereist een grondige analyse van de technische vereisten, operationele omstandigheden en economische factoren om optimale systeemprestaties en betrouwbaarheid te garanderen.