Hãy tưởng tượng các van công nghiệp hiện đại không có động cơ: chúng sẽ chỉ là các thiết bị kim loại không được kiểm soát.Động lực đóng một vai trò quan trọng như các thành phần quan trọng cho phép van mởTrong số các loại thiết bị điều khiển khác nhau, thiết bị điều khiển khí nén nổi bật với độ tin cậy, hiệu quả chi phí và dễ sử dụng.Scotch Yoke và Rack & Pinion động cơ khí nén đại diện cho hai thiết kế được sử dụng rộng rãi nhất trong các ứng dụng công nghiệp.
I. Máy điều khiển khí: Cốt lõi của tự động hóa van
Máy điều khiển, như tên của chúng cho thấy, là các thiết bị thực hiện các lệnh.hoặc chức năng điều chỉnh dòng chảy. Máy điều khiển khí nén sử dụng không khí nén làm nguồn năng lượng của chúng, chuyển đổi áp suất khí nén thành chuyển động cơ học để điều khiển hoạt động van.hoặc các thiết bị điều khiển điện, các thiết bị điều khiển khí nén cung cấp một số lợi thế rõ ràng:
- Độ tin cậy cao:Cấu trúc đơn giản với bảo trì dễ dàng và tỷ lệ thất bại thấp
- Hiệu quả chi phí:Không khí nén có sẵn với chi phí vận hành thấp
- Điều khiển dễ dàng:Có thể được điều khiển từ xa và tự động thông qua van điện tử
- An toàn:Không tạo ra tia lửa, làm cho chúng phù hợp với môi trường dễ cháy
II. Scotch Yoke Pneumatic Actuators: Sức mạnh và độ chính xác kết hợp
Máy điều khiển khí nén Scotch Yoke, còn được gọi là cơ chế liên kết khối trượt, bao gồm các thành phần chính bao gồm xi lanh, pít, yoke Scotch và trục đầu ra.Nguyên tắc hoạt động của nó theo ba bước:
- Khả năng điều khiển khí nén:Không khí đi vào xi lanh để thúc đẩy chuyển động piston
- Chuyển đổi ách:Piston kết nối với gậy Scotch, biến chuyển động tuyến tính thành chuyển động xoay
- Động trục đầu ra:Yoke kết nối với trục đầu ra, xoay nó để điều khiển hoạt động van
Ưu điểm của Scotch Yoke Actuators:
- Điện lực xoắn lớn:Cung cấp mô-men xoắn lớn hơn ở đầu và cuối đột quỵ để vượt qua kháng van
- Cấu trúc nhỏ gọn:Đạt được dấu chân nhỏ hơn so với các loại động cơ khác
- Thích hợp cho hoạt động tần số cao:Thiết kế đơn giản với ít bộ phận chuyển động chịu được khởi động / dừng thường xuyên
Nhược điểm của Scotch Yoke Actuators:
- Động lực không tuyến tính:Mô-men xoắn thay đổi trong suốt đợt thay vì vẫn ổn định
- Sự phức tạp của bảo trì cao hơn:Cấu trúc nội bộ là tương đối phức tạp để dịch vụ
- Chi phí cao hơn:Cần sản xuất chính xác với chi phí sản xuất cao hơn
III. Máy điều khiển khí nén rack & pinion: Hệ thống truyền tải chính xác
Máy điều khiển khí nén Rack & Pinion bao gồm bốn thành phần chính: xi lanh, piston, rack và bánh răng pinion.
- Khả năng điều khiển khí nén:Không khí đi vào xi lanh để thúc đẩy chuyển động piston
- Đường truyền rack:Các piston kết nối với giá đỡ, chuyển đổi chuyển động tuyến tính
- Chuyển động của bánh xe:Các giá đỡ lưới với bánh răng pinion, tạo ra chuyển động xoay
- Động trục đầu ra:Các pinion kết nối với trục đầu ra để điều khiển hoạt động van
Ưu điểm của Rack & Pinion Actuators:
- Điện bốc đồng cố định:Duy trì mô-men xoắn nhất quán trong suốt toàn bộ đột quỵ
- Cấu trúc đơn giản:Ít phức tạp hơn so với các thiết kế ách Scotch
- Bảo trì dễ dàng hơn:Cấu trúc nội bộ đơn giản đơn giản hóa dịch vụ
Nhược điểm của Rack & Pinion Actuators:
- Động lực thấp hơn:Tạo ra mô-men xoắn ít hơn so với thiết kế ách Scotch
- Kích thước lớn hơn:Cần các xi lanh lớn hơn và bánh răng cho mô-men xoắn đủ
- Không phù hợp với hoạt động tần số cao:Giới hạn hao mòn bánh răng nhanh hơn bắt đầu/ngừng thường xuyên
IV. Scotch Yoke so với Rack & Pinion: So sánh hiệu suất
| Đặc điểm |
Máy điều khiển Yoke Scotch |
Máy điều khiển rack & pinion |
| Tốc xoắn đầu ra |
Không tuyến tính, cao hơn ở các bước cực đoan |
Thường xuyên trong suốt đập |
| Cấu trúc |
Khối hợp nhưng phức tạp bên trong |
Đơn giản hơn, dễ bảo trì hơn |
| Chi phí |
cao hơn |
Hạ |
| Các ứng dụng lý tưởng |
Máy van mô-men xoắn cao (bướm, van bóng) |
Các van điều khiển chính xác (định chế, van cầu) |
| Bảo trì |
Thách thức hơn |
Đơn giản hơn |
| Tuổi thọ hoạt động |
Điều khiển xe đạp thường xuyên nhưng cần thay thế bộ phận |
Giới hạn hao mòn thiết bị đi xe đạp thường xuyên |
V. Hướng dẫn khớp loại van
- Ventil bướm và van quả bóng:Các thiết bị điều khiển vạt vít được ưa thích do khả năng cung cấp mô-men xoắn ban đầu và cuối cùng cao hơn cần thiết cho các loại van này.
- Máy điều chỉnh và van cầu:Máy điều khiển rack & pinion phù hợp hơn với các ứng dụng này đòi hỏi điều khiển dòng chảy và định vị chính xác.
- Các van đặc biệt:Nhiệt độ, áp suất hoặc môi trường ăn mòn cực cao có thể yêu cầu vật liệu và thiết kế thiết bị đặc biệt.
VI. Các cân nhắc lựa chọn bổ sung
Ngoài các thông số kỹ thuật, việc lựa chọn đúng bộ điều khiển phải tính đến:
- Điều kiện môi trường:Nhiệt độ, độ ẩm và các yếu tố ăn mòn ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ
- Yêu cầu kiểm soát:Nhu cầu điều khiển bật/tắt so với điều chỉnh ảnh hưởng đến lựa chọn
- Không gian lắp đặt:Các hạn chế vật lý có thể quyết định kích thước và cấu hình
- Chi phí vòng đời:Yêu cầu bảo trì ảnh hưởng đến kinh tế hoạt động dài hạn
VII. Kết luận
Cả Yoke Scotch và rack & pinion actuators khí nén cung cấp lợi thế rõ ràng phù hợp với các ứng dụng van khác nhau.điều kiện hoạt động, nhu cầu kiểm soát, tham số lắp đặt và các cân nhắc bảo trì.Phân tích so sánh này cung cấp cho các chuyên gia công nghiệp hướng dẫn thiết yếu để thực hiện lựa chọn thiết bị điều khiển thông tin đảm bảo hiệu suất van đáng tin cậy và hiệu quả hoạt động.
>
>
