Aktuatoren wandeln Signale in mechanische Bewegung um und ermöglichen es, Ventile zu öffnen oder zu schließen und so den Flüssigkeitsfluss zu steuern. Diese Geräte sind in verschiedenen Designs und Größen erhältlich und helfen verschiedenen Pipeline -Systemen, Automatisierung zu erreichen. Aktuatoren verbessern die Prozessgenauigkeit und Präzision, um einen reibungslosen Ventilbetrieb zu gewährleisten, unabhängig von den Zyklusanforderungen. Bei der Auswahl eines Ventils für eine bestimmte Anwendung ist es wichtig, seine Betätigungsmethode zu berücksichtigen. Zu den in industriellen Pipeline -Systemen verwendeten Ventilanträge gehören elektrische, pneumatische und hydraulische Aktuatoren.
Pneumatische und hydraulische Aktuatoren verlassen sich auf Luft- oder Flüssigkeitsdruck zur Steuerung der Ventil. Diese Aktuatoren werden entweder als Frühlingspunkt- oder Doppelwirkungsarten eingestuft. Ein Aktuator für die Frühlingsrückkehr ist ein Einzelantrieb. Daher bezieht sich jeder in diesem Artikel erwähnte Einzelantrieb auf einen Aktuator für den Frühlingsrückgang. Wie wirkt sich das Design dieser Aktuatoren auf ihre Effizienz aus?
Ein Aktuator für die Frühlingsrückkehr hat eine Feder auf einer Seite des Kolbens, um das Ventil in einer gewünschten Position zu halten. Diese Aktuatoren können als normalerweise geschlossen oder normalerweise geöffnet konfiguriert werden. In einer normalerweise geschlossenen Konfiguration (allgemein als Ausfallverkleidung bezeichnet) wird der Druck aus Druckluft oder Hydrauliköl (in Hydrauliksystemen) auf die entladene Seite des Kolbens angewendet. Die durch das komprimierte Flüssigkeit erzeugte Kraft überwindet die Federkraft und komprimiert die Feder, um das Ventil zu öffnen. Durch das Abschneiden der komprimierten Flüssigkeitsversorgung wird die Feder zurückgezogen und das Ventil in die geschlossene Position zurückgegeben. Die entgegengesetzte Konfiguration hält das Ventil in einem normalerweise offenen Zustand, in dem die Lieferung komprimierter Flüssigkeit das Ventil schließt, während der Flüssigkeitsdruck abschneidet.
Im Gegensatz dazu verfügt ein doppelt wirkender Aktuator für zwei Kammern zum Halten von Druckflüssigkeiten. Eine Kammer dient als komprimierter Fluideinlass, während die andere als Auslass fungiert. Durch die Lieferung des Zylinderabschnitts komprimiertes Flüssigkeit verändert die Kolbenposition, wodurch die Position des Ventils verändert wird. Doppelwirkende Aktuatoren bieten eine bessere Kontrolle über die Durchflussrate des Ventils.
Der Hauptvorteil von Stellanträgen für die Federrückkehr ist ihre Fähigkeit, das Ventil schnell zurückzuziehen und in seine anfängliche Position zurückzugeben, wenn der Flüssigkeitsdruck oder die Stromversorgung verloren geht. Sie haben jedoch auch einige Nachteile und machen doppelte Wirkstätten für viele Prozesse eine bevorzugte Alternative.
Im Folgenden finden Sie verschiedene Aspekte, in denen sich doppelte Wirkstätiger in Pipeline-Systemen als vorteilhaft erweisen:
1.. Höhere Schubfestigkeit
Im Allgemeinen erfordern Pipeline-Systeme mit Rohren mit großem Durchmesser große Ventile, die eine hohe treibende Kraft erfordern. Die Minimierung der Resistenz im Betätigungsmechanismus ist entscheidend für die Verbesserung der Zuverlässigkeit und Reaktionsfähigkeit der Klappe. Technisch gesehen verringert der Feder in einem Einzelantrieb die Schubfestigkeit des Aktuators. Ein Einkleber-Ventilantrieb muss größer sein, da er sowohl das Ventildrehmoment als auch die Federkraft überwinden muss. Dies bedeutet, dass einzeln wirkende Aktuatoren übergroß sind und mehr Materialien für die Herstellung benötigen und letztendlich zu höheren Kosten führen. Die Feder trägt auch zur Gesamtgröße der Aktuator bei, was sie merklich schwerer macht als doppelte Aktuatoren.
Doppelwirkende Aktuatoren liefern in beide Richtungen eine maximale Antriebskraft (siehe Abbildung 1). Die Schubanforderung für doppelwirkende Aktuatoren ist niedriger als die von Einzelwirkungsaktuatoren. Ihre hohe Schubfestigkeit und die kompakte Größe machen sie besser für die anspruchsvollen industriellen Pipelines geeignet.
2. Fähigkeit, hohen Drehmomentlasten standzuhalten
Einzelwirkungsaktuatoren sind in mäßigen Zyklusanwendungen und Pipelines mit kleinem Durchmesser beliebt, wodurch sie für Anwendungen mit niedrigem Torque geeignet sind. Hochleistungsindustrieanwendungen erfordern robuste Ventile und Aktuatoren, um die Durchflussraten effektiv zu steuern. Diese Pipeline -Systeme haben hohe Drehmomentanforderungen, was zu einem erheblichen Energieverbrauch führt. Wie bereits erwähnt, hängt das Drehmoment, das ein Aktuator für die Federrückgabe bereitstellt, von der Steifheit der Feder ab. Ein kleinerer doppelt wirkender Aktuator kann ein besseres Drehmoment liefern als ein Einzelaktuator. Da sie für den Betrieb des Bidirektionalventils einen geringeren Flüssigkeitsdruck benötigen, verringern sie die Energie, die zum Druck des Stellantriebs erforderlich ist. Doppelwirkende Aktuatoren werden häufig in hochleitenden industriellen und chemischen Verarbeitungsventilen eingesetzt.
3. stabile Kontrolle
In einigen Rohrleitungssystemen schwanken Flüssigkeitseigenschaften wie Druck und Temperatur schnell und häufig, was die Zuverlässigkeit und Effizienz der Systeme beeinflusst. Zusätzlich zu diesen Variationen, die die für das Ventil erforderliche Kraft beeinflussen, müssen Systeme mit Federrückgang-Aktuatoren ständig der entgegengesetzten Kraft der Feder entgegenwirken, was sich auf die Betriebseffizienz auswirkt. Ventile mit Federrückgang-Mechanismen sind typischerweise darauf beschränkt, das Ventil vollständig zu öffnen oder zu schließen.
Doppelwirkende Aktuatoren haben eine treibende Kraft, die von der linearen Position des Kolbens kontrolliert wird und eine bessere Stabilität bietet. Die Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern des Stellantriebs bestimmt den Bewegungsabstand des Kolbens. Während dieses Prozesses steuert es den Grad, in dem das Ventil öffnet oder schließt. Mit dieser Funktion können die Systemflussraten einfach so eingestellt werden, dass die Prozessanforderungen erfüllt werden. Für häufig Fahrradventilanwendungen ist die Feder in einem einwirkenden Aktuator anfällig für Müdigkeit. Dies reduziert die Genauigkeit und Stabilität der Aktuator. Im Laufe der Zeit erweisen sich doppelte Aktuatoren zuverlässiger, da die meisten Systeme und Ventilanwendungen für den langfristigen Gebrauch ausgelegt sind.
V.
Bei routinemäßigen Pipeline -Operationen kann es Fälle geben, in denen die Fahrleistung verloren geht. Die Aufrechterhaltung einer ausfallsicheren Position ist für sichere Prozessstillstände von entscheidender Bedeutung. In der Öl- und Gasindustrie müssen erstmals die Produktion der Produktion ihre Position behalten, um die Durchflussraten fest zu halten. Bei den Aktuatoren der Spring-Return ist die sofortige Maßnahme der Frühlingsverlängerung, die das Ventil schnell schließt. Dies kann zu einem plötzlichen Druckanbau in einem Abschnitt der Pipeline führen, der möglicherweise zu Rohrbruch führt. Solche kritischen Anwendungen erfordern doppelte Aktuatoren. Der Flüssigkeitsdruck innerhalb der Aktuatorkammer hält das Ventil in Position, bis die Stromversorgung wiederhergestellt ist. Sie tragen dazu bei, die Abschaltungen zu stabilisieren, um die Grundursache für den Stromverlust anzugehen.
5. Sicherheitsniveaus
Die Zuverlässigkeit eines Aktuators liegt in seiner mechanischen Struktur. Erstens wissen wir, dass Quellen nach mehreren Betriebszyklen ihre Zugfestigkeit verlieren. Darüber hinaus erfordern einige Anwendungen eine kontinuierliche Entladung von Arbeitsflüssigkeiten. Solange das Ventil seine letzte Ausfallposition beibehält, wird die Entladung fortgesetzt. Normalerweise werden offene Ventile, die Federrückgang-Aktuatoren verwenden, nach Verlust des Anstiegsdrucks in die offene Position zurückkehren, wodurch die Entladung von Flüssigkeiten verhindert wird.
Im Gegensatz dazu hält ein doppelt wirkender Aktuator die Mitte des Schlaganfalls an, wenn die Stromversorgung verloren geht. Diese Einstellung ermöglicht es der Arbeitsflüssigkeit, weiter zu entladen und alle Sicherheitsrisiken zu beseitigen. Doppelwirkende Aktuatoren bieten im Laufe der Zeit zuverlässigeren Ventilbetrieb im Vergleich zu Aktuatoren für die Federreste.
Richtige Größe, richtiger Typ
In vielen Anwendungen überwiegen die Vorteile von doppelt wirkenden Aktuatoren die von den Frühlingsrückgang-Aktuatoren. Bei der Bestimmung der Pipeline -Größen sorgt die Auswahl des entsprechenden Typs und der entsprechenden Größe des Aktuators angemessene Durchflussraten, Lebensdauer, Zuverlässigkeit und Prozesssicherheit. Doppelwirkende Aktuatoren eignen sich eher für hochstörende Ventilanwendungen in der petrochemischen Industrie.
Von Diana
