1. ภาพรวมของตัวกระตุ้นแบบนิวแมติก
ตัวกระตุ้นแบบนิวเมติกคือตัวกระตุ้นที่ใช้แรงดันอากาศเพื่อขับเคลื่อนการเปิดและปิดหรือปรับวาล์ว พวกเขาจะเรียกว่าตัวกระตุ้นนิวเมติกหรืออุปกรณ์นิวเมติก แต่โดยทั่วไปจะเรียกว่าหัวลม ตัวกระตุ้นและกลไกการปรับของตัวกระตุ้นแบบนิวแมติกเป็นแบบรวมเป็นหนึ่งเดียว และตัวกระตุ้นมีแบบเมมเบรน แบบลูกสูบ แบบส้อม และแบบแร็คแอนด์พิเนียน
ประเภทลูกสูบมีระยะชักยาวและเหมาะสำหรับโอกาสที่ต้องการแรงขับมากกว่า ในขณะที่ประเภทเมมเบรนมีจังหวะเล็ก ๆ และสามารถขับเคลื่อนก้านวาล์วได้โดยตรงเท่านั้น ตัวกระตุ้นนิวแมติกชนิดส้อมมีลักษณะของแรงบิดขนาดใหญ่ พื้นที่ขนาดเล็ก และเส้นโค้งแรงบิดสอดคล้องกับเส้นโค้งแรงบิดของวาล์วมากขึ้น แต่ก็ไม่ได้สวยงามมาก มักใช้กับวาล์วที่มีแรงบิดสูง แอคชูเอเตอร์นิวเมติกแบบแร็คแอนด์พีเนียนมีข้อดีของโครงสร้างที่เรียบง่าย การทำงานที่มั่นคงและเชื่อถือได้ รวมถึงความปลอดภัยและป้องกันการระเบิด มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการผลิตที่มีข้อกำหนดด้านความปลอดภัยสูง เช่น โรงไฟฟ้า อุตสาหกรรมเคมี และการกลั่นน้ำมัน
2. หลักการทำงานของตัวกระตุ้นนิวเมติก
1. แผนภาพหลักการทำงานของตัวกระตุ้นแบบนิวแมติกแบบ double-acting
เมื่อแรงดันจากแหล่งอากาศเข้าสู่ช่องระหว่างลูกสูบสองตัวของกระบอกสูบจากช่องลม (2) ลูกสูบทั้งสองจะถูกแยกออกและเคลื่อนไปที่ปลายกระบอกสูบ และอากาศในห้องอากาศที่ปลายทั้งสองจะถูกระบายออก ช่องอากาศ (4) และชั้นวางลูกสูบทั้งสองจะซิงโครไนซ์พร้อมกัน ขับเพลาส่งออก (เกียร์) เพื่อหมุนทวนเข็มนาฬิกา ในทางกลับกัน เมื่อแรงดันจากแหล่งอากาศเข้าสู่ช่องลมที่ปลายทั้งสองของกระบอกสูบจากช่องลม (4) ลูกสูบทั้งสองจะเคลื่อนไปทางตรงกลางของกระบอกสูบ อากาศในห้องกลางอากาศจะถูกระบายออกทางช่องลม (2) และชั้นวางลูกสูบสองอันจะขับเคลื่อนเพลาส่งออก (เกียร์) ไปพร้อม ๆ กัน ) หมุนตามเข็มนาฬิกา. (หากติดตั้งลูกสูบในทิศทางตรงกันข้าม เพลาส่งออกจะหมุนกลับด้าน)
2. แผนภาพหลักการทำงานของตัวกระตุ้นแบบนิวแมติกที่ออกฤทธิ์เดียว
เมื่อแรงดันจากแหล่งอากาศเข้าสู่ช่องระหว่างลูกสูบสองตัวของกระบอกสูบจากช่องลม (2) ลูกสูบทั้งสองจะถูกแยกออกและเคลื่อนไปที่ปลายกระบอกสูบ บังคับให้สปริงที่ปลายทั้งสองบีบอัดและอากาศเข้า ช่องระบายอากาศที่ปลายทั้งสองข้างถูกระบายออกทางช่องลม (4) ซิงโครไนซ์แร็คลูกสูบสองตัวเพื่อขับเคลื่อนเพลาส่งออก (เกียร์) เพื่อหมุนทวนเข็มนาฬิกา หลังจากที่แรงดันของแหล่งอากาศถูกย้อนกลับโดยโซลินอยด์วาล์ว ลูกสูบสองตัวของกระบอกสูบจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกลางภายใต้แรงยืดหยุ่นของสปริง อากาศในช่องกลางจะถูกปล่อยออกจากช่องอากาศ (2) และทั้งสอง ชั้นวางลูกสูบขับเพลาส่งออก (เกียร์) พร้อมกันหมุนตามเข็มนาฬิกา (หากติดตั้งลูกสูบในทิศทางตรงกันข้าม เพลาส่งออกจะหมุนถอยหลังเมื่อสปริงถูกรีเซ็ต)
ประการที่สาม การจำแนกประเภทของตัวกระตุ้นนิวเมติก
1. ตัวกระตุ้นเมมเบรน
แอคชูเอเตอร์ประเภทเมมเบรนมักใช้กันมากที่สุด สามารถใช้เป็นอุปกรณ์ดันวาล์วควบคุมทั่วไปเพื่อสร้างตัวกระตุ้นชนิดเมมเบรนแบบนิวเมติก แรงดันสัญญาณ p ของตัวกระตุ้นไดอะแฟรมแบบนิวแมติกทำหน้าที่กับไดอะแฟรมเพื่อทำให้เสียรูป และขับเคลื่อนก้านสูบบนไดอะแฟรมให้เคลื่อนที่ เพื่อให้แกนวาล์วเคลื่อนตัว ดังนั้นการเปิดวาล์วจึงเป็นการเปลี่ยน มีโครงสร้างเรียบง่าย ราคาต่ำ บำรุงรักษาสะดวก และประยุกต์กว้าง
ตัวกระตุ้นเมมเบรนแบบนิวเมติกมีรูปแบบการทำงานโดยตรงและแบบย้อนกลับสองรูปแบบ
เมื่อความดันสัญญาณจากตัวควบคุมหรือตัวกำหนดตำแหน่งวาล์วเพิ่มขึ้น การเคลื่อนลงของก้านวาล์วจะเรียกว่าตัวกระตุ้นการทำงานเชิงบวก เมื่อความดันสัญญาณเพิ่มขึ้น การเคลื่อนขึ้นของก้านวาล์วจะเรียกว่าตัวกระตุ้นการตอบโต้ แรงดันสัญญาณของตัวกระตุ้นการทำงานเชิงบวกจะถูกส่งไปยังช่องอากาศเมมเบรนเหนือไดอะแฟรมลูกฟูก แรงดันสัญญาณของตัวกระตุ้นการตอบโต้จะถูกส่งผ่านไปยังช่องอากาศเมมเบรนด้านล่างไดอะแฟรมลูกฟูก การเปลี่ยนชิ้นส่วนแต่ละชิ้นจะทำให้ทั้งสองชิ้นสามารถดัดแปลงเข้าหากันได้
2. ตัวกระตุ้นแบบลูกสูบ
ตัวกระตุ้นลูกสูบแบบนิวแมติกทำให้ลูกสูบเคลื่อนที่ในกระบอกสูบเพื่อสร้างแรงขับ เห็นได้ชัดว่ากำลังส่งออกของประเภทลูกสูบมากกว่าประเภทฟิล์มมาก ดังนั้นประเภทเมมเบรนจึงเหมาะสำหรับงานที่มีเอาต์พุตขนาดเล็กและมีความแม่นยำสูง ชนิดลูกสูบเหมาะสำหรับโอกาสที่มีกำลังส่งสูง เช่น อุปกรณ์ควบคุมการตกแรงดันสูงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ หรืออุปกรณ์ดันวาล์วปีกผีเสื้อ นอกจากประเภทเมมเบรนและประเภทลูกสูบแล้ว ยังมีแอคทูเอเตอร์ระยะชักยาวซึ่งมีช่วงชักยาวและแรงบิดขนาดใหญ่ ซึ่งเหมาะสำหรับโอกาสที่มีการเคลื่อนตัวเชิงมุมและแรงบิดสูง
มาตรฐานสัญญาณที่ได้รับจากตัวกระตุ้นแบบนิวแมติกคือ 0.02 ถึง 0.1MPa
ส่วนประกอบหลักของตัวกระตุ้นลูกสูบแบบนิวแมติกคือกระบอกสูบ ลูกสูบ และก้านสูบ ลูกสูบในกระบอกสูบเคลื่อนที่โดยมีความแตกต่างของแรงดันระหว่างสองด้านของกระบอกสูบ ตามลักษณะจะแบ่งออกเป็นสองประเภท: ประเภทตามสัดส่วนและประเภทสองตำแหน่ง ตามประเภทสองตำแหน่ง ตามขนาดของแรงดันใช้งานที่ทั้งสองด้านของลูกสูบอินพุต ลูกสูบถูกผลักจากด้านแรงดันสูงไปยังด้านแรงดันต่ำ ประเภทตามสัดส่วนคือการเพิ่มตัวกำหนดตำแหน่งวาล์วตามประเภทสองตำแหน่ง เพื่อให้การกระจัดของก้านสูบเป็นสัดส่วนกับแรงดันสัญญาณ
3. ตัวกระตุ้นแบบแร็คแอนด์พิเนียน
ตัวกระตุ้นแบบนิวแมติกชนิดแร็คแอนด์พิเนียน (ชนิดแร็คลูกสูบคู่) มีลักษณะของโครงสร้างที่กะทัดรัด รูปลักษณ์ที่สวยงาม การตอบสนองที่รวดเร็ว การทำงานที่มั่นคง และอายุการใช้งานที่ยาวนาน อุปกรณ์เสริมทั้งหมดใช้เทคโนโลยีการป้องกันการกัดกร่อนขั้นสูงสุด ซึ่งสามารถปรับให้เข้ากับสภาพการทำงานที่รุนแรงต่างๆ อุณหภูมิสูงและต่ำและตัวกระตุ้นจังหวะพิเศษต่างๆ มีประสิทธิภาพที่ดีในการใช้งานที่หลากหลาย
ประการที่สี่ การเลือกตัวกระตุ้นแบบนิวแมติก
ก่อนเลือกตัวกระตุ้นแบบนิวแมติก โปรดยืนยันแรงบิดของวาล์ว และเพิ่มค่าความปลอดภัยในแรงบิด ค่าความปลอดภัยของไอน้ำหรือของเหลวที่ไม่หล่อลื่นตัวกลางเพิ่มขึ้น 25%; ค่าความปลอดภัยของตัวกลางของเหลวที่ไม่หล่อลื่นเพิ่มขึ้น 30%
เมื่อแรงบิดของวาล์วอยู่ที่ 210NM แรงดันแหล่งอากาศเพียง 5bar และสื่อเป็นไอน้ำที่ไม่หล่อลื่น โดยคำนึงถึงปัจจัยด้านความปลอดภัย เพิ่มค่าความปลอดภัย 25% ซึ่งเป็น 262NM ค้นหาแรงบิดที่สอดคล้องกันเมื่อแรงดันแหล่งอากาศเท่ากับ 5 บาร์ตามตารางแรงบิดเอาต์พุตแบบดับเบิล ค่า. ควรเลือก 277NM รุ่นคือ POADA300
ห้า ลักษณะการทำงานของตัวกระตุ้นนิวเมติก
1. แรงขับที่กำหนดหรือแรงบิดของอุปกรณ์นิวแมติกควรเป็นไปตามข้อกำหนดของ GB/T12222 และ GB/T12223 ด้านบนเป็นตัวกระตุ้นชนิดเมมเบรน
2. ภายใต้สภาวะที่ไม่มีโหลด ให้ป้อนความดันอากาศที่ระบุลงในกระบอกสูบ และการทำงานของมันควรจะมีเสถียรภาพ โดยไม่ติดขัดและคลาน
3. ภายใต้ความดันอากาศ 0.6MPa ค่าของแรงบิดเอาต์พุตหรือแรงขับของอุปกรณ์นิวแมติกในทิศทางการเปิดและปิดไม่ควรน้อยกว่าค่าที่ระบุบนฉลากอุปกรณ์นิวเมติก และการดำเนินการควรมีความยืดหยุ่น และ ไม่อนุญาตให้เปลี่ยนรูปถาวรหรือเปลี่ยนรูปถาวรของแต่ละส่วน ความผิดปกติอื่น ๆ
4. เมื่อใช้แรงดันใช้งานสูงสุดสำหรับการทดสอบการปิดผนึก ปริมาณอากาศที่รั่วไหลจากด้านแรงดันย้อนกลับตามลำดับจะไม่เกิน (3 0.15D) cm3/min (สถานะมาตรฐาน) การรั่วไหลจากฝาปิดท้ายและเพลาส่งออก ปริมาณอากาศไม่เกิน (3 0.15d) cm3/min;
5. การทดสอบกำลังดำเนินการด้วยแรงดันใช้งานสูงสุด 1.5 เท่า หลังจากรักษาแรงดันทดสอบไว้เป็นเวลา 3 นาที ไม่อนุญาตให้มีการรั่วซึมและการเปลี่ยนรูปโครงสร้างในฝาครอบด้านท้ายและการผนึกแบบสถิตของกระบอกสูบ
6. อายุการใช้งาน อุปกรณ์นิวเมติกจำลองการทำงานของวาล์วนิวแมติก และเวลาเปิดและปิดของการดำเนินการเปิดและปิดไม่ควรน้อยกว่า 50000 ครั้ง (รอบการเปิดและปิดเป็นหนึ่ง) ในขณะที่ยังคงเอาท์พุต แรงบิดหรือความจุแรงขับทั้งสองทิศทาง
7. อุปกรณ์นิวเมติกพร้อมกลไกบัฟเฟอร์ เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งปลายสโตรก ไม่อนุญาตให้เกิดปรากฏการณ์การกระแทก