فناوری محرک های سوپاپ و کاربرد آن در صنایع
به روز رسانی شده در ۱۴۰۳/۳/۱۹ زمان مطالعه 20 دقیقه
نمایش تمام تامین کنندگان محرک سوپاپ
محرکهای سوپاپ بر روی سوپاپها نصب میشوند و در پاسخ به یک سیگنال، یک سوپاپ را با استفاده از یک منبع تغذیه خارجی به موقعیت مورد نظر منتقل میکنند. انتخاب صحیح محرک سوپاپ باعث افزایش زمان کارکرد، کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری و افزایش ایمنی کارخانه می شود. بیشتر محرکهای سوپاپ بهصورت دائمی روانکاری میشوند و با هوای با کیفیت دستگاه بهترین عملکرد را خواهند داشت. آنها همچنین می توانند با تجهیزات سنجش موقعیت، ظرفیت ارتباط دیجیتال و حفاظت موتور بسته بندی شوند.
روش کنترل و عملکرد سوپاپ
حرکت سوپاپ و سبک عملکرد مشخصات مهمی هستند که باید در هنگام انتخاب محرکهای سوپاپ مورد توجه قرار گیرند.
روش کنترل سوپاپ
سوپاپهای حرکتی چرخشی (سوپاپهای چرخشی) مانند دریچه های توپی، پلاگین و پروانه ای یک چهارم چرخش یا بیشتر از باز به بسته می چرخند.
سوپاپهای حرکت خطی (سوپاپهای خطی) مانند سوپاپهای دروازه، گلوب، دیافراگم، پینچ و سوپاپهای زاویه دار دارای طراحی ساقه کشویی هستند که عنصر بسته را باز یا بسته می کند. میل سوپاپ ممکن است در حین چرخش بالا بیاید، یا ممکن است بدون چرخش بالا بیاید.
عملکرد سوپاپ
دو سبک عملیاتی اساسی برای محرکهای سوپاپ وجود دارد.
دریچههای استارت/استاپ که به عنوان دستگاههای روشن/خاموش یا جداکننده نیز شناخته میشوند، حرکت محرک را به موقعیتهای باز و بسته از پیش تعیینشده محدود میکنند.
دستگاههای دریچه گاز یا کنترل حرکت قابل کنترلی را ارائه میدهند تا دریچهها را بتوان در صورت لزوم گاز داد. این نوع محرک با یک پوزیشنر جفت می شود تا محرک بتواند با دقت به موقعیت مورد نیاز حرکت کند.
روش فعال سازی
چندین نوع اصلی از محرک سوپاپ وجود دارد: دستی، الکتریکی، پنوماتیکی و هیدرولیک.
محرک های سوپاپ دستی نیازی به منبع تغذیه خارجی ندارند. آنها از یک چرخ دستی یا اهرم برای به حرکت درآوردن یک سری دنده استفاده می کنند که نسبت آنها منجر به گشتاور خروجی بالاتر در مقایسه با گشتاور ورودی (دستی) می شود.
محرک های سوپاپ الکتریکی از یک موتور جریان متناوب تک فاز یا سه فاز (AC) یا جریان مستقیم (DC) برای به حرکت درآوردن ترکیبی از چرخ دنده ها برای تولید سطح گشتاور مورد نظر استفاده می کنند.
محرکهای سوپاپ پنوماتیکی موقعیت سوپاپ را با تبدیل فشار هوا به حرکت خطی یا چرخشی تنظیم میکنند.
به طور مشابه، محرکهای سوپاپ الکتروهیدرولیک و محرکهای سوپاپ هیدرولیک، منبع فشار سیال را به حرکت خطی یا چرخشی تبدیل میکنند.
مشخصات محرک
در زیر مشخصات محرک های سوپاپ دوار و خطی آورده شده است.
مشخصات محرک چرخشی
محرک های چرخشی حرکت چرخشی یا گشتاور تولید می کنند. دستگاه مکانیکی حرکتی را در یک جهت ایجاد می کند تا باعث چرخش شود. نسخه های الکتریکی محرک دوار دارای چرخش مداوم هستند، در حالی که موتورهای سروو یا پله ای برای حرکت محرک به موقعیت زاویه ای ثابت استفاده می شوند.
محرک های قفسه و پینیون از محفظه ای برای پشتیبانی از یک پینیون تشکیل شده است که توسط یک قفسه با پیستون های سیلندر در انتهای آن به حرکت در می آید. قفسه ها در طرح های تک، دوتایی یا چندتایی موجود هستند. راندمان کلی محرک های رک و پینیون به طور متوسط 85-90٪ است. آنها می توانند طیف گسترده ای از گشتاور خروجی و چرخش را از چند درجه تا پنج دور یا بیشتر پوشش دهند.
محرک های چرخشی را می توان در فشارهای کاری تا 18 بار برای محرک های پنوماتیک و 210 برای محرک های هیدرولیک با چرخش های 90 درجه، 180 درجه یا 360 درجه استفاده کرد.
همانطور که رسانه حرکت می کند، گشتاور دینامیکی ایجاد می کند که از توزیع فشار استاتیکی غیریکنواخت بر روی عضو بسته (دوار) یک سوپاپ یک چهارم چرخش حاصل می شود. از آنجایی که فشار به طور نابرابر توزیع می شود، برابر با نیروی حاصله است که در همان فاصله از محور ساقه عمل می کند. گشتاور دینامیکی روی میل سوپاپ عمل می کند. این مجموع حاصل ضرب هر نیروی حاصل و فاصله افست آن است. می تواند به محرک سوپاپ کمک کند یا مانع شود. اگر گشتاور اصطکاک کمتر از گشتاور دینامیکی باشد، اگر توسط محرک کنترل نشود، باعث حرکت دورانی می شود
شایع ترین علت خرابی محرک چرخشی، وارد شدن فشارهای شوک و موجی فراتر از حداکثر فشار کاری نامی واحد است. خرابی اغلب در محرک هایی رخ می دهد که دارای سرعت چرخش بیش از 10 RPM، کنترل یک جرم بزرگ در صفحه افقی یا حرکت بر روی مرکز، یا عملکرد یک بازوی اهرمی بلند هستند.
مشخصات محرک خطی
محرک خطی مجموعه ای است که حرکت و نیرو را در امتداد یک خط مستقیم ایجاد می کند. محرک های خطی از یک منبع انرژی خارجی و روش های مختلف برای رسیدن به این حرکت استفاده می کنند. محرک های مکانیکی، هیدرولیکی، پنوماتیکی و الکتریکی را می توان به صورت محرک های خطی طراحی کرد. محرک های هیدرولیک و پنوماتیک ذاتاً حرکت خطی ایجاد می کنند، در حالی که انواع دیگر حرکت خطی را از موتورهای دوار ارائه می دهند.
مشخصات عملکرد برای محرک های خطی شامل طول حرکت میل سوپاپ، زمان تحریک، تعداد چرخش و نیروی محرک یا رانش نشستن است.
طول کورس میل سوپاپ - Stroke اصطلاحی است که برای تعریف مسیر مورد نیاز سوپاپ از کاملاً باز به کاملاً بسته استفاده می شود. در صورتی که محرک انتخاب شده دارای سکته مغزی کمتر از کورس سوپاپ باشد، کورس سوپاپ فعال شده توسط محرک تعیین می شود. استفاده از یک محرک با ضربات کمتر از سوپاپ، سوپاپ را "سکته کوتاه" میکند و درجه CV کامل سوپاپ محقق نمیشود.
زمان فعال سازی: زمانی که طول می کشد تا سوپاپ حرکت خطی کاملا بسته شود.
نیروی محرک یا رانش صندلی- محرک باید نیروی کافی برای غلبه بر فشار موجود در سیستم برای بستن عنصر بسته شدن و بسته نگه داشتن آن تامین کند.
ظرفیت بار - محرک ها بارهای استاتیک و دینامیکی را مدیریت می کنند. ظرفیت بار استاتیک به میزان باری است که محرک می تواند در زمانی که دستگاه حرکت نمی کند تحمل کند. ظرفیت بار دینامیکی باری است که محرک می تواند در حین استفاده تحمل کند.
اندازه محرک
با توجه به تنوع زیاد و تنوع در سوپاپها، محرک باید به اندازه سوپاپ خاص در سیستم باشد. اندازه محرک بهتر است پس از جمع آوری اطلاعات در مورد نوع محرک مورد نظر و محاسبه گشتاور مورد نیاز انجام شود. اندازه گیری محرک معمولاً با استفاده از نمودار اندازه گیری سازنده انجام می شود. مشخصات اضافی که باید در نظر گرفته شود، سرعت مورد نیاز عملیات است زیرا سرعت رابطه مستقیمی با توان مورد نیاز دارد.
اگر محرک کمتر از اندازه باشد، نمی تواند بر نیروهای وارده بر آن غلبه کند. این باعث نوازش آهسته و نامنظم می شود. اگر محرک به اندازه کافی سفت نباشد که بتواند موقعیت بسته را حفظ کند، عنصر بسته به صندلی برخورد می کند و باعث افزایش فشار می شود. اگر محرک بزرگتر باشد، هزینه بیشتری دارد، وزن بیشتری دارد و از نظر سرعت و واکنش کندتر خواهد بود. محرک های بزرگتر نیز ممکن است نیروی رانش بالاتری را ایجاد کنند که به قطعات داخلی سوپاپ آسیب می رساند. عملگرها به دلیل فاکتورهای ایمنی بیشتر از حد معمول هستند، اما اندازههای کوچکتر زمانی که فاکتورهای ایمنی داخلی در نظر گرفته میشوند، به خوبی عمل میکنند.
منبع: globalspec.com