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1. Descripción general de los actuadores neumáticos
Los actuadores neumáticos son actuadores que utilizan presión de aire para impulsar la apertura y el cierre o el ajuste de válvulas. También se les llama actuadores neumáticos o dispositivos neumáticos, pero generalmente se les llama cabezales neumáticos. El actuador y el mecanismo de ajuste del actuador neumático son un todo unificado, y el actuador tiene un tipo de membrana, un tipo de pistón, un tipo de horquilla y un tipo de cremallera y piñón.
El tipo pistón tiene carrera larga y es adecuado para ocasiones que requieren mayor empuje; mientras que el tipo de membrana tiene una carrera pequeña y solo puede impulsar directamente el vástago de la válvula. El actuador neumático tipo horquilla tiene las características de par grande, espacio pequeño y la curva de par está más en línea con la curva de par de la válvula, pero no es muy hermosa; se utiliza a menudo en válvulas con un par elevado. El actuador neumático de piñón y cremallera tiene las ventajas de estructura simple, acción estable y confiable, seguridad y a prueba de explosiones. Es ampliamente utilizado en procesos de producción con altos requisitos de seguridad, como plantas de energía, industrias químicas y refinación de petróleo.
2. Principio de funcionamiento del actuador neumático.
1. Diagrama de principio de funcionamiento del actuador neumático de doble efecto
Cuando la presión de la fuente de aire ingresa a la cavidad entre los dos pistones del cilindro desde el puerto de aire (2), los dos pistones se separan y se mueven hacia los extremos del cilindro, y el aire en las cámaras de aire en ambos extremos se descarga a través de el puerto de aire (4) y los dos bastidores de pistón están sincronizados al mismo tiempo. Accione el eje de salida (engranaje) para que gire en sentido antihorario. Por el contrario, cuando la presión de la fuente de aire ingresa a las cámaras de aire en ambos extremos del cilindro desde el puerto de aire (4), los dos pistones se mueven hacia el centro del cilindro. El aire en la cámara de aire del medio se descarga a través del puerto de aire (2), y las dos cremalleras de pistón accionan simultáneamente el eje de salida (engranaje). ) Rotar las agujas del reloj. (Si el pistón se instala en la dirección opuesta, el eje de salida se convertirá en rotación inversa)
2. Diagrama de principio de funcionamiento del actuador neumático de efecto simple
Cuando la presión de la fuente de aire ingresa a la cavidad entre los dos pistones del cilindro desde el puerto de aire (2), los dos pistones se separan y se mueven hacia los extremos del cilindro, lo que obliga a los resortes en ambos extremos a comprimirse, y el aire en las cámaras de aire en ambos extremos se descargan a través del puerto de aire (4). Sincronice las dos cremalleras de pistón para impulsar el eje de salida (engranaje) para que gire en sentido antihorario. Después de que la válvula solenoide invierte la presión de la fuente de aire, los dos pistones del cilindro se mueven en la dirección media bajo la fuerza elástica del resorte, el aire de la cavidad central se descarga desde el puerto de aire (2) y los dos Las cremalleras de pistón accionan simultáneamente el eje de salida (engranaje) Gire en el sentido de las agujas del reloj. (Si el pistón se instala en la dirección opuesta, el eje de salida girará para invertir la rotación cuando se restablezca el resorte).
En tercer lugar, la clasificación de los actuadores neumáticos.
1. Actuador de membrana
El actuador de tipo membrana es el más utilizado. Puede usarse como un dispositivo de empuje de válvula de control general para formar un actuador de tipo membrana neumática. La presión de señal p del actuador de diafragma neumático actúa sobre el diafragma para deformarlo, e impulsa la varilla de empuje en el diafragma para que se mueva, de modo que el núcleo de la válvula se desplaza, cambiando así la apertura de la válvula. Tiene una estructura simple, un precio bajo, un mantenimiento conveniente y una amplia aplicación.
Los actuadores de membrana neumáticos tienen dos formas de acción directa y acción inversa.
Cuando aumenta la presión de la señal del controlador o del posicionador de la válvula, el movimiento hacia abajo del vástago de la válvula se denomina actuador de acción positiva; cuando la presión de la señal aumenta, el movimiento hacia arriba del vástago de la válvula se denomina actuador contrarrestante. La presión de señal del actuador de acción positiva pasa a la cámara de aire de la membrana por encima del diafragma corrugado; la presión de señal del actuador contrarrestante pasa a la cámara de aire de la membrana debajo del diafragma corrugado. Al reemplazar las piezas individuales, los dos se pueden reequipar entre sí.
2. Actuador de pistón
El actuador de pistón neumático hace que el pistón se mueva en el cilindro para generar empuje. Evidentemente, la fuerza de salida del tipo de pistón es mucho mayor que la del tipo de película. Por lo tanto, el tipo de membrana es adecuado para ocasiones con poco rendimiento y alta precisión; El tipo de pistón es adecuado para ocasiones con gran rendimiento, como dispositivos de presión de control de caída de presión de gran diámetro o válvulas de mariposa. Además del tipo de membrana y el tipo de pistón, también hay un actuador de carrera larga, que tiene una carrera larga y un gran par, que es adecuado para ocasiones en las que se produce un desplazamiento angular y un par elevado.
La señal estándar recibida por el actuador neumático es de 0.02 a 0.1MPa.
Los componentes principales de los actuadores de pistón neumáticos son cilindros, pistones y varillas de empuje. El pistón del cilindro se mueve con la diferencia de presión entre los dos lados del cilindro. Según las características, se divide en dos tipos: tipo proporcional y tipo de dos posiciones. Según el tipo de dos posiciones, según la magnitud de la presión de funcionamiento en ambos lados del pistón de entrada, el pistón se empuja desde el lado de alta presión hacia el lado de baja presión. El tipo proporcional es agregar un posicionador de válvula en base al tipo de dos posiciones, de modo que el desplazamiento de la varilla de empuje sea proporcional a la presión de la señal.
3. Actuador de piñón y cremallera
El actuador neumático de tipo cremallera y piñón (tipo cremallera de doble pistón) tiene las características de estructura compacta, apariencia hermosa, respuesta rápida, operación estable y larga vida útil. Todos los accesorios adoptan la tecnología de tratamiento anticorrosión más avanzada, que puede adaptarse a diversas condiciones de trabajo duras. Sus actuadores de alta y baja temperatura y varios de carrera especial tienen un buen rendimiento en varios campos de aplicación.
Cuarto, la selección de actuadores neumáticos.
Antes de seleccionar un actuador neumático, confirme el par de la válvula. Y aumente el valor de seguridad en el par, el valor de seguridad del vapor de agua o el medio líquido no lubricante aumenta en un 25%; el valor de seguridad del medio líquido en suspensión no lubricante aumenta en un 30%.
Cuando el par de la válvula es 210NM, la presión de la fuente de aire es solo 5bar y el medio es vapor de agua no lubricado, teniendo en cuenta los factores de seguridad, aumente el valor de seguridad en un 25%, que es 262NM. Encuentre el par correspondiente cuando la presión de la fuente de aire sea de 5 bar de acuerdo con la tabla de par de salida de doble acción. valor. Debe elegir 277NM, el modelo es POADA300.
Cinco, las características de rendimiento de los actuadores neumáticos.
1. La fuerza de salida nominal o el par de torsión del dispositivo neumático debe cumplir con los requisitos de GB / T12222 y GB / T12223. El anterior es un actuador de tipo membrana;
2. En condiciones sin carga, introduzca la presión de aire especificada en el cilindro, y su acción debe ser estable, sin atascos ni arrastres;
3. Bajo la presión de aire de 0.6MPa, el valor del torque de salida o empuje del dispositivo neumático en las direcciones de apertura y cierre no debe ser menor que el valor indicado en la etiqueta del dispositivo neumático, y la acción debe ser flexible, y no se permite deformación permanente o deformación permanente de cada parte. Otras anomalías;
4. Cuando se usa la presión máxima de trabajo para la prueba de sellado, la cantidad de aire que se escapa del lado de contrapresión respectivo no debe exceder (3 0.15D) cm3 / min (estado estándar); fuga de la tapa del extremo y del eje de salida. No se permite que el volumen de aire exceda (3 0.15d) cm3 / min;
5. La prueba de resistencia se realiza con 1,5 veces la presión máxima de trabajo. Después de que la presión de prueba se mantiene durante 3 minutos, no se permiten fugas ni deformaciones estructurales en la tapa del extremo y el sello estático del cilindro;
6. Los tiempos de vida útil, el dispositivo neumático simula la acción de la válvula neumática, y los tiempos de apertura y cierre de la operación de apertura y cierre no deben ser inferiores a 50000 veces (el ciclo de apertura y cierre es uno) mientras se mantiene la salida. capacidad de torsión o empuje en ambas direcciones;
7. Dispositivo neumático con mecanismo de amortiguación, cuando el pistón se mueve a la posición final de carrera, no se permite ningún fenómeno de impacto.
