بررسی و مقایسه ۳ نوع اصلی اکچویتور پنوماتیک در صنعت

اکچویتورها در سیستم‌های کنترلی نقش مهمی دارند و سیگنال کنترلی را به حرکت فیزیکی یا نیروی مکانیکی تبدیل می‌کنند. آنها در صنایع مختلف استفاده می‌شوند، به خصوص در صنعت مکانیک و خطوط لوله‌کشی به عنوان بخشی از شیرها. اکچویتورهای دستی با استفاده از نیروی فیزیکی از طریق دست، حرکت شیر را ایجاد می‌کنند. اما در اکچویتورهای غیر دستی، نیروی باد، برق یا هیدرولیکی برای ایجاد حرکت استفاده می‌شود. وظیفه اصلی اکچویتورها تبدیل سیگنال کنترلی به سیگنال فیزیکی است، مانند تغییر وضعیت یک شیر. انتخاب اکچویتور مناسب برای شیر صنعتی بسیار مهم است و باید به عواملی مانند سایز شیر، فشار خط، نوع انرژی مورد نیاز و سایزبندی اکچویتور توجه شود.

در این مطلب، به معرفی انواع اکچویتور پنوماتیک و مقایسه ی سه نوع اصلی اکچویتور پنوماتیک در صنعت پرداخته ایم.

انواع اکچویتور پنوماتیک

شیرهای کنترلی پنوماتیک از اکچویتورهای پنوماتیک یا نیوماتیکی برای حرکت و کنترل شیر استفاده می‌کنند. اکچویتورهای بادی یا پنوماتیک با استفاده از نیروی هوای فشرده عمل می‌کنند و مزایا و معایب خاص خود را دارند. اکچویتورهای پنوماتیک-دیافراگمی، پنوماتیک-پیستونی و پنوماتیک-دورانی انواع مختلفی از اکچویتورهای پنوماتیک هستند که در صنعت استفاده می‌شوند که در ادامه بطور خلاصه به هر کدام اشاره میکنیم.

۱٫ اکچویتور پنوماتیک-دیافراگمی(Diaphragm Actuator): استفاده از دیافراگم برای حرکت کردن شیر، قابلیت استفاده به صورت فنر برگشتی یا دابل اکت، استفاده از سیگنال نیوماتیکی.

۲٫ اکچویتور پنوماتیک-پیستونی(Piston Actuator): استفاده از سیلندر و پیستون برای حرکت کردن شیر، عدم استفاده از فنر برگشتی، استفاده از خطوط هوا برای حرکت پیستون.

۳٫ اکچویتور پنوماتیک-دورانی(Rotary Actuator): حرکت دورانی، بصورت رک پینیون یا اسکاچ یوک ( Rack pinion & Scotch-yoke)، استفاده برای کنترل شیرهای دورانی مانند شیر توپی و شیر پروانه ای ، مکانیزم شفت دندانه‌دار، قابلیت استفاده به صورت دابل اکت یا فنر برگشتی، استفاده از پیستون‌ها و شفت دندانه‌دار.

هر یک از این اکچویتورها مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارند و برای کاربردهای مختلف مناسب هستند. انتخاب نوع مناسب اکچویتور بستگی به نیازهای خاص سیستم و کاربرد مورد نظر دارد.

در ادامه به مقایسه ی هر کدام از اکچویتور های پنوماتیک اشاره شده می پردازیم و مزایا و معایب هر کدام را نسبت به همدیگر بیان میکنیم.

مزایای اکچویتورهای پیستونی نسبت به دیافراگمی

با استفاده از اکچویتورهای پیستونی به جای اکچویتورهای دیافراگمی در برخی کاربردها، می‌توان چندین مزیت را به دست آورد. در زیر تعدادی از مزایای اکچویتورهای پیستونی آورده شده است:

۱٫ تولید نیروی بالا: قدرت تولید نیروی بیشتر در اکچویتورهای پیستونی برای کاربردهایی که نیاز به نیروی فعال‌سازی زیادی دارند، مفید است.

۲٫ کنترل دقیق و قرارگیری: دقت و تکرارپذیری بالا در کنترل و قرارگیری شیرها در اکچویتورهای پیستونی، کنترل دقیق‌تر بر نرخ جریان و پارامترهای فرآیند را فراهم می‌کند.

۳٫ زمان پاسخ سریع: اکچویتورهای پیستونی زمان پاسخ سریعتری دارند که در فرآیندهایی که نیاز به تنظیمات سریع و دقیق هستند، مفید است.

۴٫ مقاومت و اعتماد پذیری: اکچویتورهای پیستونی معمولاً مقاومت و اعتماد پذیری بیشتری نسبت به اکچویتورهای دیافراگمی دارند.

۵٫ مناسب برای کاربردهای با فشار بالا: اکچویتورهای پیستونی به دلیل توانایی تولید نیروی فعال‌سازی بالا، در کاربردهایی که نیاز به فشار بالا دارند، مناسب هستند.

مهم است به این نکته توجه کنید که انتخاب اکچویتورها بستگی به نیازهای خاص کاربرد، از جمله اندازه شیر، شرایط فشار، نیازهای کنترلی و ملاحظات محیطی دارد. مزایای اکچویتورهای پیستونی آنها را به انتخاب اولیه برای کاربردهایی که نیاز به نیروی فعال‌سازی بالا، کنترل دقیق و مقاومت دارند، تبدیل کرده است.

با توجه به این مزایا اکچویتورهای پیستونی معایب و محدودیت‌هایی هم نسبت به اکچویتورهای دیافراگمی دارند که در ادامه توضیح داده میشود.

معایب اکچویتورهای پیستونی نسبت به دیافراگمی

معایب و محدودیت‌های اکچویتورهای پیستونی نسبت به اکچویتورهای دیافراگمی عبارتند از:

1. هزینه بالا
2. اندازه و وزن بیشتر
3. مصرف هوا بیشتر
4. نگهداری و روان‌سازی دوره‌ای
5. حساسیت به آلودگی

مزیت های کلی اکچویتورهای پیستونی نسبت به سایر انواع اکچویتورها

مزایای کلی اکچویتورهای پیستونی نسبت به سایر انواع اکچویتورها عبارتند از:

۱٫ کاهش هیسترزیس: اکچویتورهای پیستونی هیسترزیس کمتری نسبت به اکچویتورهای دیافراگمی دارند، که بهبود دقت کنترل را ممکن می‌کند.

۲٫ خطی‌تر بودن: اکچویتورهای پیستونی رابطه‌ی خطی بین ورودی و خروجی خود (فشار هوا و موقعیت شیر) دارند، که کنترل پیش‌بینی‌پذیرتر و دقیق‌تر را فراهم می‌کند.

۳٫ دقت بالاتر: اکچویتورهای پیستونی دقت بالاتری و حرکت‌های فرعی کمتری نسبت به اکچویتورهای دیافراگمی دارند، که به کنترل بهتری بر روی پارامترهای فرایند کمک می‌کند.

۴٫ زمان پاسخ بهتر: اکچویتورهای پیستونی زمان پاسخ سریع‌تری دارند، که بهبود دقت کنترل و تنظیم سریع‌تر به تغییرات سیگنال ورودی را فراهم می‌کند.

اگرچه اکچویتورهای پیستونی دقت کنترل بالاتری را ارائه می‌دهند، اما مهم است توجه داشته باشیم که عملکرد واقعی کنترل به عوامل مختلفی از جمله طراحی و کیفیت خاص اکچویتور، ویژگی‌های شیر و سیستم کنترل به عنوان یک کل بستگی دارد.

دلایل استفاده از عملگرهای دیافراگمی

با علم به اینکه اکچویتورهای پیستونی عملکرد بهتری دارند

اکچویتورهای دیافراگمی ممکن است دقت کنترل پایین‌تری نسبت به اکچویتورهای پیستونی داشته باشند، با این حال هنوز کاربرانی وجود دارند که به دلیل مزیت‌های خاص خود، استفاده از آنها را ترجیح می‌دهند. در ادامه چند نمونه از این مزایا آورده شده است:

۱٫ کنترل ساده روشن/خاموش: در برخی کاربردها، نیازی به کنترل دقیق و مداوم نیست و کنترل ساده روشن/خاموش کفایت می‌کند. اکچویتورهای دیافراگمی به خاطر سادگی کاربری و هزینه کمتر، در این نوع کاربرد‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

۲٫ فشار کم: اکچویتورهای دیافراگمی به خاطر نیاز کمتر به نیرو، در کاربرد‌های با فشار کمتر بهتر عمل می‌کنند. در سیستم‌های کنترل پنوماتیک یا آبی کوچک‌مقیاس، اکچویتورهای دیافراگمی می‌توانند عملکرد مناسبی داشته باشند.

۳٫ هزینه کم: اکچویتورهای دیافراگمی اغلب از نظر هزینه، ارزان‌تر از اکچویتورهای پیستونی هستند. در کاربرد‌ها با محدودیت بودجه، استفاده از اکچویتورهای دیافراگمی می‌تواند گزینه مناسبی باشد.

۴٫ مقاومت شیمیایی: اکچویتورهای دیافراگمی از مواد شیمیایی مقاوم ساخته می‌شوند و برای کاربردهایی که در محیط‌های خورنده یا حاوی مواد شیمیایی قرار می‌گیرند، مناسب هستند.

۵٫ اندازه کوچک: اکچویتورهای دیافراگمی معمولاً از ابعاد کوچکتری نسبت به اکچویتورهای پیستونی برخوردارند. در کاربرد‌هایی که فضای محدودی دارند، استفاده از اکچویتورهای دیافراگمی می‌تواند مزیتی باشد.

مزایای اکچویتورهای دورانی یا روتاری

مزایای اکچویتورهای روتاری ( Rack pinion & Scotch-yoke) عبارتند از:

1. کارایی مکانیکی بالا به دلیل تبدیل مستقیم حرکت خطی به حرکت چرخشی و کاهش از دست رفت انرژی.
2. توان خروجی گشتاور بالا برای کاربردهایی که نیاز به گشتاور قابل ملاحظه برای عملکرد شیر دارند.
3. ابعاد کوچکتر و وزن سبکتر نسبت به برخی از اکچویتورهای روتاری دیگر.
4. دقت کنترل بالا در کنترل موقعیت شیر.
5. سرعت پاسخگویی مناسب برای بیشتر کاربردهای صنعتی.

مهم است توجه داشته باشید که کارایی، توان خروجی گشتاور و عملکرد کلی یک اکچویتور، به ویژگی‌ها و شرایط مختلفی اعمال می‌شود که شامل طراحی، اندازه، کیفیت و نیازهای خاص کاربرد است. انواع مختلفی از اکچویتورها ممکن است مزایا و ملاحظات خود را در مورد کارایی، توان خروجی گشتاور، سرعت و دقت کنترل داشته باشند. انتخاب نوع اکچویتور مناسب باید بر اساس ارزیابی دقیق نیازها و محدودیت‌های کاربرد مورد نظر صورت گیرد.

شرکت تجهیز صنعت وارد کننده و تامین کننده ی انواع تجهیزات ابزار دقیق، شیر آلات صنعتی و پایپینگی می باشد. انواع اکچویتورها از برند های معتبر درفروشگاه این شرکت موجود می باشد. جهت خرید و فروش، استعلام قیمت و مشاوره فنی می توانید با مراجعه به سایت تجهیزصنعت با کارشناسان فنی و فروش درتماس باشید تا بتوانید با کسب اطلاعات بیشتر بهترین تجهیز را متناسب با کاربردتان تهیه کنید.