1. ภาพรวมของแอคชูเอเตอร์แบบนิวแมติก
แอคชูเอเตอร์แบบนิวแมติกคือแอคชูเอเตอร์ที่ใช้แรงดันอากาศเพื่อขับเคลื่อนการเปิดและปิดหรือปรับวาล์ว เรียกอีกอย่างว่าตัวกระตุ้นแบบนิวแมติกหรืออุปกรณ์เกี่ยวกับลม แต่โดยทั่วไปจะเรียกว่าหัวลม แอคชูเอเตอร์และกลไกการปรับของแอคชูเอเตอร์แบบนิวแมติกเป็นแบบครบวงจร และแอคชูเอเตอร์มีประเภทเมมเบรน, แบบลูกสูบ, แบบส้อม และแบบแร็คแอนด์พิเนียน
ประเภทลูกสูบมีช่วงชักยาวและเหมาะสำหรับโอกาสที่ต้องการแรงขับมากกว่า ในขณะที่ชนิดเมมเบรนมีระยะชักน้อยและสามารถขับเคลื่อนก้านวาล์วได้โดยตรงเท่านั้น ตัวกระตุ้นนิวแมติกแบบส้อมมีลักษณะแรงบิดขนาดใหญ่พื้นที่ขนาดเล็กและเส้นโค้งแรงบิดนั้นสอดคล้องกับเส้นโค้งแรงบิดของวาล์วมากกว่า แต่ก็ไม่ได้สวยงามมาก มักใช้กับวาล์วที่มีแรงบิดสูง แอคชูเอเตอร์นิวแมติกแบบแร็คแอนด์พีเนียนมีข้อดีคือโครงสร้างที่เรียบง่าย การทำงานที่มั่นคงและเชื่อถือได้ รวมถึงความปลอดภัยและป้องกันการระเบิด มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการผลิตที่มีข้อกำหนดด้านความปลอดภัยสูง เช่น โรงไฟฟ้า อุตสาหกรรมเคมี และการกลั่นน้ำมัน
2. หลักการทำงานของตัวกระตุ้นแบบนิวแมติก
1. แผนภาพหลักการทำงานของตัวกระตุ้นแบบนิวแมติกแบบสองทาง
เมื่อแรงดันแหล่งอากาศเข้าสู่ช่องระหว่างลูกสูบสองตัวของกระบอกสูบจากช่องลม (2) ลูกสูบทั้งสองจะถูกแยกออกและเคลื่อนไปทางปลายกระบอกสูบ และอากาศในช่องอากาศที่ปลายทั้งสองข้างจะถูกระบายออกทาง ช่องอากาศ (4) และชั้นวางลูกสูบทั้งสองจะซิงโครไนซ์พร้อมกัน ขับเพลาส่งออก (เกียร์) เพื่อหมุนทวนเข็มนาฬิกา ในทางกลับกัน เมื่อแรงดันแหล่งอากาศเข้าสู่ช่องอากาศที่ปลายทั้งสองด้านของกระบอกสูบจากช่องลม (4) ลูกสูบทั้งสองจะเคลื่อนไปทางตรงกลางของกระบอกสูบ อากาศในช่องอากาศตรงกลางจะถูกระบายออกผ่านทางช่องอากาศ (2) และชั้นวางลูกสูบทั้งสองจะขับเคลื่อนเพลาเอาท์พุต (เกียร์) พร้อมกัน ) หมุนตามเข็มนาฬิกา (หากติดตั้งลูกสูบในทิศทางตรงกันข้าม เพลาเอาท์พุตจะหมุนย้อนกลับ)
2. แผนภาพหลักการทำงานของตัวกระตุ้นนิวแมติกแบบออกฤทธิ์เดี่ยว
เมื่อแรงดันแหล่งอากาศเข้าสู่ช่องระหว่างลูกสูบสองตัวของกระบอกสูบจากช่องลม (2) ลูกสูบทั้งสองจะถูกแยกออกและเคลื่อนไปทางปลายกระบอกสูบ บังคับให้สปริงที่ปลายทั้งสองข้างอัดตัวและอากาศเข้า ช่องอากาศที่ปลายทั้งสองข้างจะถูกระบายออกทางช่องอากาศ (4) ซิงโครไนซ์แร็คลูกสูบสองตัวเพื่อขับเคลื่อนเพลาเอาท์พุต (เกียร์) ให้หมุนทวนเข็มนาฬิกา หลังจากที่แรงดันแหล่งอากาศถูกย้อนกลับโดยโซลินอยด์วาล์ว ลูกสูบสองตัวของกระบอกสูบจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกลางภายใต้แรงยืดหยุ่นของสปริง อากาศในช่องกลางจะถูกระบายออกจากช่องอากาศ (2) และทั้งสอง ชั้นวางลูกสูบขับเคลื่อนเพลาส่งออก (เกียร์) พร้อมกัน หมุนตามเข็มนาฬิกา (หากลูกสูบถูกติดตั้งในทิศทางตรงกันข้าม เพลาเอาท์พุตจะหมุนกลับด้านเมื่อสปริงถูกรีเซ็ต)
ประการที่สาม การจำแนกประเภทของตัวกระตุ้นแบบนิวแมติก
1. ตัวกระตุ้นเมมเบรน
แอคชูเอเตอร์ชนิดเมมเบรนเป็นที่นิยมใช้มากที่สุด สามารถใช้เป็นอุปกรณ์ดันวาล์วควบคุมทั่วไปเพื่อสร้างแอคชูเอเตอร์ชนิดเมมเบรนแบบนิวแมติก แรงดันสัญญาณ p ของแอคชูเอเตอร์ไดอะแฟรมนิวแมติกทำหน้าที่บนไดอะแฟรมเพื่อทำให้เสียรูป และขับเคลื่อนก้านกระทุ้งบนไดอะแฟรมให้เคลื่อนที่ เพื่อให้แกนวาล์วถูกแทนที่ ดังนั้นจึงเปลี่ยนการเปิดวาล์ว มีโครงสร้างที่เรียบง่าย ราคาต่ำ การบำรุงรักษาที่สะดวก และการใช้งานที่หลากหลาย
ตัวกระตุ้นเมมเบรนแบบนิวแมติกมีรูปแบบการกระทำโดยตรงและแบบย้อนกลับสองรูปแบบ
เมื่อแรงดันสัญญาณจากตัวควบคุมหรือตัวกำหนดตำแหน่งวาล์วเพิ่มขึ้น การเคลื่อนที่ลงของก้านวาล์วจะเรียกว่าแอคชูเอเตอร์ที่ออกฤทธิ์เชิงบวก เมื่อแรงดันสัญญาณเพิ่มขึ้น การเคลื่อนที่ขึ้นของก้านวาล์วจะเรียกว่าตัวกระตุ้นแบบตอบโต้ แรงดันสัญญาณของแอคชูเอเตอร์ที่ออกฤทธิ์เชิงบวกจะถูกส่งผ่านไปยังห้องอากาศเมมเบรนเหนือไดอะแฟรมลูกฟูก แรงดันสัญญาณของแอคชูเอเตอร์ตอบโต้จะถูกส่งผ่านเข้าไปในห้องอากาศเมมเบรนใต้ไดอะแฟรมลูกฟูก เมื่อเปลี่ยนชิ้นส่วนแต่ละชิ้น ทั้งสองชิ้นจะสามารถติดตั้งเพิ่มเติมให้กันและกันได้
2. ตัวกระตุ้นแบบลูกสูบ
ตัวกระตุ้นลูกสูบแบบนิวแมติกทำให้ลูกสูบเคลื่อนที่ในกระบอกสูบเพื่อสร้างแรงผลักดัน แน่นอนว่าแรงเอาท์พุตของประเภทลูกสูบนั้นมากกว่าแรงของประเภทฟิล์มมาก ดังนั้นประเภทเมมเบรนจึงเหมาะสำหรับโอกาสที่มีเอาต์พุตน้อยและมีความแม่นยำสูง ประเภทลูกสูบเหมาะสำหรับโอกาสที่มีกำลังสูง เช่น เส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ ระบบควบคุมการตกด้วยแรงดันสูง หรืออุปกรณ์ดันวาล์วปีกผีเสื้อ นอกจากประเภทเมมเบรนและประเภทลูกสูบแล้ว ยังมีแอคชูเอเตอร์ช่วงชักยาวซึ่งมีช่วงชักยาวและมีแรงบิดสูง ซึ่งเหมาะสำหรับโอกาสที่มีเอาท์พุตการกระจัดเชิงมุมและแรงบิดสูง
มาตรฐานสัญญาณที่ได้รับจากตัวกระตุ้นแบบนิวแมติกคือ 0.02 ถึง 0.1MPa
ส่วนประกอบหลักของแอคชูเอเตอร์แบบลูกสูบนิวแมติกคือ กระบอกสูบ ลูกสูบ และก้านกระทุ้ง ลูกสูบในกระบอกสูบเคลื่อนที่ด้วยความแตกต่างของแรงดันระหว่างทั้งสองด้านของกระบอกสูบ ตามลักษณะจะแบ่งออกเป็นสองประเภท: แบบสัดส่วนและแบบสองตำแหน่ง ตามประเภทสองตำแหน่ง ตามขนาดของแรงดันใช้งานทั้งสองด้านของลูกสูบอินพุต ลูกสูบจะถูกผลักจากด้านแรงดันสูงไปยังด้านแรงดันต่ำ ประเภทตามสัดส่วนคือการเพิ่มตัวกำหนดตำแหน่งวาล์วตามประเภทสองตำแหน่ง เพื่อให้การกระจัดของก้านกระทุ้งเป็นสัดส่วนกับแรงดันสัญญาณ
3. แอคชูเอเตอร์แบบแร็คแอนด์พิเนียน
แอคชูเอเตอร์นิวแมติกแบบแร็คแอนด์พีเนียน (แบบแร็คลูกสูบคู่) มีลักษณะของโครงสร้างที่กะทัดรัด รูปลักษณ์ที่สวยงาม การตอบสนองที่รวดเร็ว การทำงานที่มั่นคง และอายุการใช้งานที่ยาวนาน อุปกรณ์เสริมทั้งหมดใช้เทคโนโลยีป้องกันการกัดกร่อนที่ทันสมัยที่สุด ซึ่งสามารถปรับให้เข้ากับสภาพการทำงานที่รุนแรงต่างๆ ได้ อุณหภูมิสูงและต่ำและแอคชูเอเตอร์จังหวะพิเศษต่างๆ มีประสิทธิภาพที่ดีในการใช้งานที่หลากหลาย
ประการที่สี่ การเลือกตัวกระตุ้นแบบนิวแมติก
ก่อนที่จะเลือกแอคชูเอเตอร์แบบนิวแมติก โปรดตรวจสอบแรงบิดของวาล์วก่อน และเพิ่มค่าความปลอดภัยในแรงบิด ค่าความปลอดภัยของไอน้ำหรือของเหลวที่ไม่หล่อลื่นจะเพิ่มขึ้น 25% ค่าความปลอดภัยของตัวกลางของเหลวที่ไม่หล่อลื่นจะเพิ่มขึ้น 30%
เมื่อแรงบิดของวาล์วอยู่ที่ 210NM แรงดันแหล่งอากาศจะอยู่ที่ 5bar เท่านั้น และตัวกลางเป็นไอน้ำที่ไม่หล่อลื่น โดยคำนึงถึงปัจจัยด้านความปลอดภัย จะเพิ่มค่าความปลอดภัยขึ้น 25% ซึ่งก็คือ 262NM ค้นหาแรงบิดที่สอดคล้องกันเมื่อความดันแหล่งอากาศเท่ากับ 5bar ตามตารางแรงบิดเอาท์พุตแบบดับเบิ้ลแอคติ้ง ค่า. ควรเลือก 277NM รุ่น POADA300
ห้า ลักษณะการทำงานของตัวกระตุ้นแบบนิวแมติก
1. กำลังรับการจัดอันดับหรือแรงบิดของอุปกรณ์นิวแมติกควรเป็นไปตามข้อกำหนดของ GB/T12222 และ GB/T12223 ด้านบนเป็นตัวกระตุ้นชนิดเมมเบรน
2. ภายใต้สภาวะที่ไม่มีโหลด ให้ป้อนแรงดันอากาศที่ระบุลงในกระบอกสูบ และการทำงานของมันควรจะมีเสถียรภาพ โดยไม่เกิดการติดขัดและการคลาน
3. ภายใต้ความดันอากาศ 0.6MPa ค่าของแรงบิดเอาต์พุตหรือแรงขับของอุปกรณ์นิวแมติกในทิศทางการเปิดและปิดไม่ควรน้อยกว่าค่าที่ระบุบนฉลากอุปกรณ์นิวแมติก และการกระทำควรมีความยืดหยุ่นและ ไม่อนุญาตให้เปลี่ยนรูปถาวรหรือเปลี่ยนรูปถาวรของแต่ละส่วน ความผิดปกติอื่น ๆ
4. เมื่อใช้แรงดันใช้งานสูงสุดสำหรับการทดสอบการปิดผนึก ปริมาณอากาศที่รั่วจากด้านแรงดันด้านหลังนั้นไม่ได้รับอนุญาตให้เกิน (3 0.15D) cm3/นาที (สถานะมาตรฐาน) รั่วจากฝาครอบปลายและเพลาส่งออก ไม่อนุญาตให้มีปริมาตรอากาศเกิน (3 0.15d) cm3/min;
5. ทำการทดสอบความแข็งแรงโดยใช้แรงดันใช้งานสูงสุด 1.5 เท่า หลังจากรักษาแรงดันทดสอบไว้เป็นเวลา 3 นาที จะไม่อนุญาตให้มีการรั่วไหลและการเสียรูปของโครงสร้างในฝาปิดท้ายและซีลแบบคงที่ของกระบอกสูบ
6. อายุการใช้งาน อุปกรณ์นิวแมติกจำลองการทำงานของวาล์วนิวแมติก และเวลาเปิดและปิดของการเปิดและปิดไม่ควรน้อยกว่า 50,000 ครั้ง (รอบการเปิดและปิดเป็นหนึ่ง) ในขณะที่ยังคงรักษาเอาต์พุตไว้ แรงบิดหรือความสามารถในการรับแรงขับทั้งสองทิศทาง
7. อุปกรณ์นิวแมติกที่มีกลไกบัฟเฟอร์ เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ไปที่ตำแหน่งปลายจังหวะ จะไม่อนุญาตให้เกิดปรากฏการณ์การกระแทก