[Pegatinas científicas] ¿Qué es un actuador neumático? ¡El principio, la clasificación y la selección se realizan en un solo artículo!

1. Descripción general de los actuadores neumáticos

Los actuadores neumáticos son actuadores que utilizan presión de aire para accionar válvulas de apertura y cierre o ajuste. 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 una carrera larga y es adecuado para ocasiones que requieren mayor empuje; mientras que el tipo membrana tiene una carrera pequeña y sólo puede accionar directamente el vástago de la válvula. El actuador neumático tipo horquilla tiene las características de gran torque, espacio pequeño y la curva de torque está más en línea con la curva de torque de la válvula, pero no es muy hermosa; se utiliza a menudo en válvulas con alto torque. El actuador neumático de piñón y cremallera tiene las ventajas de una estructura simple, una acción estable y confiable, y seguridad y a prueba de explosiones. Se utiliza ampliamente en procesos de producción con altos requisitos de seguridad, como centrales eléctricas, industrias químicas y refinación de petróleo.

2. Principio de funcionamiento del actuador neumático

1. Diagrama del 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 del 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 de la cámara de aire central se descarga a través del puerto de aire (2) y las dos cremalleras del pistón accionan simultáneamente el eje de salida (engranaje). ) Girar en el sentido de las agujas del reloj. (Si el pistón se instala en la dirección opuesta, el eje de salida tendrá rotación inversa)

2. Diagrama del principio de funcionamiento del actuador neumático de acción 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, forzando a los resortes en ambos extremos a comprimirse, y el aire en las cámaras de aire en ambos extremos se descarga a través del puerto de aire (4). Sincronice las dos cremalleras del 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 en la cavidad media se descarga desde el puerto de aire (2) y las dos cremalleras del pistón impulsan simultáneamente el eje de salida (engranaje). Gire en el sentido de las agujas del reloj. (Si el pistón está instalado 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 tipo membrana es el más utilizado. Se puede utilizar como dispositivo de empuje de válvula de control general para formar un actuador neumático de tipo membrana. La presión de señal p del actuador neumático del diafragma actúa sobre el diafragma para deformarlo e impulsa la varilla de empuje del 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, bajo precio, mantenimiento conveniente y 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 posicionador de la válvula, el movimiento hacia abajo del vástago de la válvula se denomina actuador de acción positiva; cuando aumenta la presión de la señal, el movimiento hacia arriba del vástago de la válvula se denomina actuador de contraacción. La presión de señal del actuador de acción positiva pasa a la cámara de aire de membrana por encima del diafragma corrugado; la presión de señal del actuador de contraacción pasa a la cámara de aire de membrana por debajo del diafragma corrugado. Reemplazando piezas individuales, ambos se pueden adaptar entre sí.

2. Actuador tipo pistón

El actuador neumático del pistón hace que el pistón se mueva en el cilindro para generar empuje. Obviamente, la fuerza de salida del tipo pistón es mucho mayor que la del tipo película. Por lo tanto, el tipo de membrana es adecuado para ocasiones con pequeño rendimiento y alta precisión; el tipo de pistón es adecuado para ocasiones con gran rendimiento, como dispositivos de control de caída de alta presión de gran diámetro o de empuje de válvula de mariposa. Además del tipo membrana y el tipo pistón, también hay un actuador de carrera larga, que tiene una carrera larga y un par grande, que es adecuado para ocasiones en las que se generan desplazamientos angulares y un par alto.

El estándar de señal recibido por el actuador neumático es de 0,02 a 0,1 MPa.

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 es empujado desde el lado de alta presión al lado de baja presión. El tipo proporcional consiste en añadir un posicionador de válvula basado en el 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 tipo cremallera y piñón (tipo cremallera de doble pistón) tiene las características de estructura compacta, hermosa apariencia, 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 actuadores 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 para aumentar el valor de seguridad en el torque, el valor de seguridad del vapor de agua o del medio líquido no lubricante se incrementa en un 25%; el valor de seguridad del medio líquido en suspensión no lubricante se incrementa en un 30%.

Cuando el torque de la válvula es de 210 NM, la presión de la fuente de aire es de solo 5 bar y el medio es vapor de agua no lubricado, teniendo en cuenta los factores de seguridad, aumenta el valor de seguridad en un 25%, que es de 262 NM. Encuentre el par correspondiente cuando la presión de la fuente de aire sea de 5 bar de acuerdo con el valor de la tabla de par de salida de doble acción. Se debe elegir 277NM, el modelo es POADA300.

Cinco, las características de rendimiento de los actuadores neumáticos

1. La fuerza o par de salida nominal del dispositivo neumático debe cumplir los requisitos de GB/T12222 y GB/T12223. Lo 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 atascarse ni arrastrarse;

3. Bajo una presión de aire de 0,6 MPa, el valor del par 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 ninguna deformación permanente o deformación permanente de cada pieza. Otras anomalías;

4. Cuando se utiliza la presión máxima de trabajo para la prueba de sellado, no se permite que la cantidad de aire que se escapa del lado de contrapresión respectivo exceda (3 0,15D) cm3/min (estado estándar); fuga de la cubierta 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 mantener la presión de prueba durante 3 minutos, no se permiten fugas ni deformaciones estructurales en la tapa del extremo ni en 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) manteniendo el par de salida o capacidad de empuje en ambas direcciones;

7. Dispositivo neumático con mecanismo amortiguador, cuando el pistón se mueve a la posición final de la carrera, no se permite ningún fenómeno de impacto.