اکچویتور پنوماتیک

 اکچویتور پنوماتیک Pneumatic Actuators:

فرآیند تولید کارخانجات مدرن متشکل از صدها و یا حتی هزاران حلقه‌های کنترلی است که در نهایت منجر به ساخت و یا تحویل قطعات و مواد مورد نیاز بازار مصرف می‌گردد. هر کدام از این حلقه‌های کنترلی برای رساندن مقادیر مختلف فشار، دبی، سطح، دما و غیره در میزان مورد لزوم طراحی‌شده‌اند. با حفظ این مقادیر در محدوده عملکردی مجاز، می‌توانیم به کیفیت محصول نهایی اطمینان داشته باشیم. کوچکترین اختلال عملکرد در هر کدام از این زیر‌حلقه ها سبب ایجاد شرایط غیر استاندارد در روند تولید نهایی می‌گردد. برای کاهش خرابی محصول نهایی، سنسورها و ترانسمیتر‌ها اطلاعات پیوسته‌ای را از متغیرهای گوناگون در روند تولید جمع‌آوری و با مقادیر مطلوب تنظیم شده مقایسه می‌کنند. کنترلرها نیز با پروسس این متغیرها در باره چگونگی بازگرداندن آنها به مقدار تنظیم شده در هنگام اختلال عملکرد ا خذ تصمیم می‌نمایند. وقتی تمامی روال اندازه‌گیری، مقایسه و محاسبه دیتاها صورت گرفت برخی از المان‌های کنترل نهایی باید استراتژی که توسط کنترلر انتخاب شده اجرایی نماید. اغلب المان کنترل نهایی رایج در صنایع، شیر کنترل یا Control Valves می‌باشد. کنترل ولو  بسته به میزان دقت سیال جاری نظیر گاز، بخار، آب و یا ترکیبات شیمیایی را در صورت وقوع اختلال مقداری بصورتی کنترل می‌نماید که دیتاهای تنظیم شده در نزدیکترین حالت به مقدار مطلوب قرار گیرند.

وقتی راجع به کنترل ولو و یا حتی شیر هیدرولیک و یا شیر پنوماتیک صحبت می‌کنیم در حقیقت به ساختار شیر ارجاع می‌نماییم. ساختار شیر کنترل ولو عموما متشکل از بدنه شیر، قطعات داخلی، اکچویتور پنوماتیک یا اکچویتور بادی، اکچیتور هیدرولیک و یا اکچویتور برقی برای تامین نیروی محرکه لازم جهت راه‌اندازی مکانیزم داخلی شیر و متعلقات و تجهیزات جانبی شیر از جمله پوزیشنر Positioner جهت کنترل تدریجی شیر، ترانسدیوسر Transducer، رگولاتور تامین‌کننده فشار از جمله مبدل آی تو پی I/P (I TO P)، سوئیچ‌های محدود‌کننده Limit Switches می‌باشد.

کنترل ولو Control Valves:

شیر کنترل یا کنترل ولو بوسیله نیروی اکچویتور پنوماتیک یا برقی یا هیدرولیکی و تغییر موقعیت شیر (بسته به مکانیزم داخلی شیر دیسکی، توپی، پلاگ و ...) میزان جریان سیال عبوری تنظیم می‌نماید. برای این هدف شیر کنترل باید دارای خصوصیات زیر باشد:

● عدم نشتی سیال در کنترل ولو
● ظرفیت کافی برای وظیفه تعیین شده
● توانایی تحمل کنترل ولو  در مقابل خوردگی، فرسایش و تغیرات دمایی سیال در حال پروسس
● قابلیت اتصال مناسب به سیستم لوله‌کشی و امکان اتصال قعطات متحرک کنترل ولو (مکانیزم کشویی یا چرخشی) به اکچویتور

شیرهای کنترل ولو در سال‌های متوالی با بدنه‌های متنوعی تولید و توسعه یافته است. برخی از آنها کاربرد گسترده‌تری داشته و برخی در شرایط خاصی کاربرد دارند.

شرکت جریان کارا هدف برخی از انواع شیر کنترل ولو پرمصرف و نیز انواع اکچویتور پنوماتیک نوجیکس را موجود و اطلاعات آن را در سایت خود قرار‌داده‌است.

شیرهای کنترلی یا کنترل ولو Control Valves از منظر مکانیزم کنترل دبی سیال به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:

1- شیرهای دارای حرکت خطی
2- شیرهای دارای حرکت دورانی

این تقسیم‌بندی بر اساس نوع حرکت سیال در شیر دارای جزئیات بیشتری می‌باشد که در زیر بصورت مختصر بدان اشاره می‌گردد.

 

جدول 1- طرح کلی انواع کنترل ولو

اکچویتور Actuator:

عملکرد شیرهای کنترلی یا کنترل ولو Control Valves محتاج عملگر و یا اکچویتور Actuator می‌باشد. هدف استفاده از عملگر یا اکچویتور تغیر موقعیت قسمت متحرک شیر در موقعیت مطلوب می‌باشد. عملگر یا اکچویتور سیگنال کنترلی سیستم را به حرکت شیر به حالت باز یا بسته و یا حالت میانی مورد نظر تبدیل می‌نماید.

تحریک انواع کنترل ولو جدول1 به روش‌های متفاوتی از جمله اکچویتور پنوماتیک Pneumatic Actuators، اکچویتور هیدرولیکی Hydraulic Actuators، اکچویتور الکتریکی Electric Actuators و اکچویتور دستی Manual Actuators قابل انجام می‌باشد.

 

اکچویتور پنوماتیک Pneumatic Actuators:

اکچویتور پنوماتیک ابزاری برای تبدیل انرژی هوای فشرده به انرژی مکانیکی بوده و از نظر نوع حرکت به دو صورت اکچویتور پنوماتیک خطی و اکچویتور بادی چرخشی دسته‌بندی می‌گردد. اکچویتور پنوماتیک درصنایع گوناکون برای شیرهای سایز مختلف دارای حرکت دورانی و یا خطی کاربرد گسترده داشته و این گستردگی بدلیل امکان تامین مناسب هوای فشرده برای اکچویتور در اکثر مراکز صنعتی، برگشت بی‌دردسر هوای خروجی به فضای باز محوطه کارگاهی، مکانیزم ساده اکچویتور پنوماتیکی و بالطبع هزینه تعمیر و نگهداری پایین آن و مهمترین عامل ارزان بودن تجهیزات اکچویتور بادی می‌باشد. در عین حال می‌توان با انجام تغیراتی مثل اضافه نمودن شیربرقی نامور به اکچویتور پنوماتیک، و دادن ولتاژ-جریان مناسب جهت تحریک اکچویتور بادی، خروجی کنترل ولو را کنترل نمود.

جک پنوماتیک راحت‌ترین و کارآمدترین اکچویتور بادی خطی برای تامین نیرو با پاسخ حرکتی سریع می‌باشد. اصطکاک پایین جک پنوماتیک، توانایی کار جک پنوماتیک در دماهایی تا حدود 200 تا 250 درجه سانتیگراد برخلاف سیلندر هیدرولیکی و استفاده در مواردی که حرکت سریع مدنظر باشد از مزایای این نوع اکچویتور بادی خطی می‌باشد. اکچویتور پنوماتیک خطی غالبا از نوع دیافراگمی بوده و برای تحریک انواع شیر سوزنی Needle Valve استفاده می‌شود.

در اکچویتور پنوماتیک دیافراگمی نیروی هوای فشرده به یک غشای انعطاف‌پذیر به نام دیافراگم اعمال می‌گردد. عملگر یا اکچویتور بادی دیافراگمی بصورت یکطرفه موجود بوده و روال کار به این صورت می‌باشد که هوا به یک سمت محفظه دیافراگم اعمال شده و پس از قطع آن، فنر تحریک شده دیافراگم را به حالت اولیه بر‌می‌گرداند و بصورت تحریک مستقیم و تحریک معکوس وجود دارد.

در دسته دیگر یعنی اکچویتور پنوماتیک دورانی، علاوه بر موتور پنوماتیکی Air Motor معمولا اکچویتور بادی دورانی از نوع پیستونی بوده که اغلب برای شیر توپی Ball Valve و شیر پروانه‌ای Butterfly Valves بکار می‌روند.

اکچویتور پنوماتیک پیستونی عموما در جاهایی که کوتاهی کورس عملگر دیافراگمی و یا نیروی کم آنها باعث محدودیت عملکرد می‌شود مورد استفاده قرار می‌گیرند. اکچویتور بادی پیستونی قادر به کار با فشار هوای بالا و طول حرکت زیاد می‌باشند. هوای فشرده به سطح پیستون فشار آورده و آن را در سیلندر به حرکت وا می‌دارد. اکچویتور پنوماتیک پیستونی هم بصورت یکطرفه و هم بصورت اکچویتر بادی پیستونی دو طرفه توانایی تحمل فشارهای ورودی بالا و سرعت‌های حرکتی بالا را دارا می‌باشد.

از دلایل استفاده از اکچویتور‌های الکتریکی یا عملگرهای هیدرولیک بجای اکچویتور پنوماتیک می‌توان به عدم امکان حفظ میله شیر متصل به پیستون و طبیعتا وضعیت کل شیر در یک وضعیت خاص بدلیل تراکم‌پذیری هوا، مساله محدودیت دمایی و امکان آتش‌زا بودن آنها در دماهای بالا بدلیل نیاز به وجود آب بند لاستیکی در ساختمان عملگر پنوماتیکی، نیروی کمتر هوای فشرده عملگر پنوماتیکی در مقابل فشار روغن هیدرولیک اکچویتور هیدرولیکی برای جابجایی انواع شیرهای بزرگ اشاره نمود.

 

شرکت جریان کارا هدف بر اساس نیاز بازار ایران نسبت به وارد و موجود نمودن انواع اکچویتور پنوماتیک یا اکچویتور بادی سرمایه‌گزاری نموده و جهت استمرار اهداف کیفی خود با یکی از برندهای معتبر صنعتی در این حوزه وارد قرار داد مشترک کاری شده است.