Hướng dẫn chọn lựa giữa bộ truyền động van xoay một phần tư và bộ truyền động van đa vòng

Hãy hình dung một tình huống trong đó một đường ống dẫn dầu cần được đóng khẩn cấp trong trường hợp khẩn cấp, hoặc nơi một lò phản ứng hóa học chính xác đòi hỏi sự điều chỉnh chậm, tỉ mỉ về dòng vật liệu. Các hoạt động quan trọng này dựa vào bộ truyền động - những cỗ máy chủ chốt của hệ thống điều khiển tự động, chuyển đổi tín hiệu điều khiển thành chuyển động cơ học để vận hành van và các cơ chế khác.

Trong số các loại bộ truyền động khác nhau, bộ truyền động góc (quay một phần) và bộ truyền động đa vòng đại diện cho hai thiết kế cơ bản với các đặc điểm, chức năng và ứng dụng riêng biệt. Bài viết này xem xét các thuộc tính kỹ thuật, nguyên tắc hoạt động và tiêu chí lựa chọn của chúng để giúp các chuyên gia lựa chọn các giải pháp phù hợp.

Bộ truyền động góc, như tên gọi của chúng, cung cấp chuyển động quay giới hạn ở 90 độ (một phần tư vòng). Các thiết bị này vượt trội trong các ứng dụng yêu cầu hoạt động nhanh hoặc điều khiển tỷ lệ, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các van đóng/mở nhanh hoặc điều chỉnh lưu lượng chính xác.

• Hoạt động nhanh: Có khả năng hoàn thành hành trình đầy đủ trong vài giây, các bộ truyền động này tăng cường hiệu quả quy trình, giảm thiểu tổn thất vật liệu và đảm bảo an toàn trong trường hợp khẩn cấp.
• Quay giới hạn: Phạm vi hoạt động 90 độ đơn giản hóa thiết kế cơ học và các yêu cầu điều khiển.
• Cấu trúc đơn giản: So với các biến thể đa vòng, bộ truyền động góc có các cơ chế đơn giản hơn, giảm chi phí sản xuất và đơn giản hóa việc bảo trì.
• Mô-men xoắn khởi động cao: Các bộ truyền động này tạo ra mô-men xoắn khởi động đủ để khắc phục lực cản ban đầu trong van hoặc cơ chế.

Bộ truyền động góc sử dụng ba công nghệ truyền động chính:

• Khí nén: Sử dụng khí nén, các bộ truyền động này chuyển đổi chuyển động pít-tông tuyến tính thành chuyển động quay thông qua các cơ chế liên kết. Chúng mang lại sự đơn giản và hiệu quả về chi phí nhưng phụ thuộc vào áp suất cung cấp khí ổn định.
• Điện: Các bộ phận chạy bằng động cơ sử dụng giảm tốc bánh răng để chuyển đổi đầu vào tốc độ cao, mô-men xoắn thấp thành đầu ra quay được kiểm soát. Chúng cung cấp độ chính xác vượt trội và khả năng vận hành từ xa với độ phức tạp và chi phí cao hơn.
• Thủy lực: Sử dụng chất lỏng có áp suất, các bộ truyền động này cung cấp mô-men xoắn đặc biệt trong các gói nhỏ gọn, phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi khắt khe, mặc dù yêu cầu bảo trì phức tạp hơn.

• Vận hành van bi, van bướm và van nút trong các ngành công nghiệp chế biến
• Điều khiển van tiết lưu trong hệ thống HVAC và thông gió
• Điều chỉnh lưu lượng trong các nhà máy chế biến hóa chất
• Hệ thống điều khiển tự động cho các quy trình sản xuất

Bộ truyền động đa vòng hoàn thành nhiều vòng quay đầy đủ để vận hành van hoặc cơ chế, cung cấp phạm vi hành trình mở rộng và độ chính xác định vị vượt trội cho các ứng dụng yêu cầu điều chỉnh tinh tế.

• Khả năng quay mở rộng: Nhiều vòng quay hoàn chỉnh cho phép kiểm soát chính xác các cơ chế hành trình dài.
• Độ chính xác định vị nâng cao: Độ phân giải điều khiển vượt trội hỗ trợ điều chỉnh chính xác lưu lượng, áp suất hoặc nhiệt độ.
• Hoạt động chậm hơn: Yêu cầu đa vòng dẫn đến thời gian truyền động lâu hơn so với các mẫu góc.
• Cấu trúc phức tạp: Các cơ chế phức tạp hơn làm tăng độ phức tạp sản xuất và yêu cầu bảo trì.

Bộ truyền động đa vòng chủ yếu sử dụng hai hệ thống truyền động:

• Điện: Các bộ phận chạy bằng động cơ với giảm tốc bánh răng và phản hồi vị trí cung cấp khả năng định vị đa vòng chính xác, thường tích hợp các cảm biến vị trí để điều khiển vòng kín.
• Thủy lực: Các phiên bản chạy bằng chất lỏng cung cấp đầu ra mô-men xoắn cao với giám sát vị trí, phù hợp với các ứng dụng hạng nặng.

• Vận hành van cổng và van cầu trong các cơ sở xử lý nước
• Van điều khiển chính xác trong đường ống dẫn dầu và khí đốt
• Hệ thống điều khiển quy trình công nghiệp yêu cầu điều chỉnh lưu lượng chính xác
• Hệ thống điều khiển nhà máy phát điện

• Yêu cầu vận hành: Đánh giá nhu cầu về tốc độ, độ chính xác và phạm vi hành trình. Bộ truyền động góc phù hợp với hoạt động nhanh chóng trong khi bộ truyền động đa vòng cho phép điều chỉnh chính xác.
• Khả năng tương thích của van: Kết hợp loại bộ truyền động với thiết kế van - bộ truyền động góc cho van bi/van bướm, bộ truyền động đa vòng cho van cổng/van cầu.
• Điều kiện môi trường: Xem xét nhiệt độ khắc nghiệt, khu vực nguy hiểm hoặc môi trường ăn mòn khi chọn vật liệu và thiết kế.
• Các yếu tố vòng đời: Đánh giá nhu cầu bảo trì và tuổi thọ dự kiến ​​liên quan đến mức độ quan trọng của ứng dụng.
• Các yếu tố kinh tế: Cân bằng các yêu cầu về hiệu suất với các ràng buộc về ngân sách, xem xét tổng chi phí sở hữu.

Bộ truyền động góc và đa vòng phục vụ các mục đích riêng biệt trong tự động hóa công nghiệp. Loại trước vượt trội trong các ứng dụng quay nhanh, giới hạn trong khi loại sau cung cấp khả năng định vị đa vòng chính xác. Việc lựa chọn phù hợp đòi hỏi phải phân tích kỹ lưỡng các yêu cầu kỹ thuật, điều kiện vận hành và các yếu tố kinh tế để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống tối ưu.