Menu web

Tìm kiếm sản phẩm

Ngôn ngữ

Chia sẻ

Trang chủ / Tin tức / Tin tức trong ngành / Thiết bị truyền động là gì và làm thế nào để bạn chọn loại phù hợp cho van của mình?

Thiết bị truyền động là gì và làm thế nào để bạn chọn loại phù hợp cho van của mình?

Định nghĩa Thiết bị truyền động: Chúng là gì và chúng làm gì

Trong hầu hết mọi nhà máy xử lý, cơ sở xử lý nước hoặc hoạt động khai thác dưới lòng đất, đều có một thiết bị âm thầm thực hiện công việc vật lý giúp hệ thống hoạt động: bộ truyền động. Định nghĩa về bộ truyền động rất đơn giản khi bạn loại bỏ thuật ngữ: bộ truyền động là một thiết bị cơ khí chuyển đổi nguồn năng lượng, thường là điện, khí nén hoặc thủy lực, thành chuyển động vật lý được điều khiển. Chuyển động đó sau đó được sử dụng để mở, đóng hoặc điều tiết van, van điều tiết hoặc bộ phận điều khiển cuối cùng khác.

Định nghĩa nhanh: Bộ truyền động là cơ quan đằng sau việc điều khiển van tự động. Nó nhận tín hiệu điều khiển, chuyển đổi năng lượng được lưu trữ hoặc cung cấp thành chuyển động quay hoặc tuyến tính và di chuyển thân van hoặc quả bóng đến vị trí được lệnh.

Vậy trong thực tế, thiết bị truyền động được sử dụng để làm gì? Thiết bị truyền động được sử dụng ở bất cứ nơi nào van, cổng hoặc liên kết cơ khí cần được vận hành từ xa, liên tục hoặc với độ chính xác mà một người quay tay quay đơn giản không thể sánh được. Các ứng dụng điển hình bao gồm điều tiết dòng chảy trong đường ống, cách ly một phần hệ thống khi tắt khẩn cấp, điều chỉnh vị trí van điều tiết trong ống dẫn HVAC và điều khiển thiết bị thông gió ngầm trong khai thác than. Nếu không có bộ truyền động, người vận hành nhà máy sẽ phải tự mình đi tới từng van và điều chỉnh bằng tay, việc này diễn ra chậm, không nhất quán và trong nhiều trường hợp không an toàn.

Các loại thiết bị truyền động: Giải thích 4 loại chính

Khi mọi người hỏi về các loại thiết bị truyền động khác nhau, hầu hết các danh mục công nghiệp đều nhóm chúng thành bốn loại chính dựa trên nguồn năng lượng của chúng. Hiểu 4 loại thiết bị truyền động này là bước đầu tiên để xác định thiết bị phù hợp cho một ứng dụng nhất định.

Loại thiết bị truyền động Nguồn năng lượng Chuyển động điển hình Ứng dụng chung
Điện Điện motor and gearbox Định vị quay hoặc tuyến tính, chính xác Van xử lý, tự động hóa từ xa
Khí nén Khí nén Xoay một phần tư nhanh hoặc hành trình tuyến tính Van bật tắt và đạp xe nhanh
thủy lực Chất lỏng có áp Lực cao, tốc độ chậm đến trung bình Van đường kính lớn, máy móc hạng nặng
Bằng tay hoặc cơ khí Nỗ lực của con người hoặc lực lượng mùa xuân Điều khiển bằng tay quay hoặc đòn bẩy Vận hành dự phòng, van nhỏ

Mỗi thể loại đều có thế mạnh riêng. Các bộ truyền động điện và khí nén chiếm ưu thế trong tự động hóa công nghiệp hiện đại vì chúng giao tiếp dễ dàng với các hệ thống điều khiển, trong khi các bộ truyền động thủy lực được dành riêng cho các ứng dụng mà lực thô lớn hơn nhu cầu về kích thước nhỏ gọn. Bộ truyền động thủ công vẫn có vai trò như một phương án dự phòng an toàn khi nguồn điện hoặc nguồn cung cấp không khí bị gián đoạn.

Thiết bị truyền động điện: Xương sống của tự động hóa van hiện đại


Electric Actuators for industrial valve automation

thiết bị truyền động điện sử dụng một động cơ tích hợp, hộp số giảm tốc và mô-đun điều khiển để di chuyển thân van hoặc bi đến vị trí được chỉ huy. Bởi vì chúng chỉ tiêu thụ điện khi di chuyển nên chúng rất phù hợp với những cơ sở có cơ sở hạ tầng khí nén đắt tiền hoặc không có sẵn. Các thiết bị hiện đại thường bao gồm một trạm điều khiển cục bộ, phản hồi vị trí, giới hạn mô-men xoắn và giao diện liên lạc để tích hợp vào hệ thống điều khiển toàn nhà máy.

Những ưu điểm chính của truyền động điện trong tự động hóa van công nghiệp bao gồm:

  • Định vị chính xác, có thể lặp lại phù hợp cho điều khiển điều biến, không chỉ cho nhiệm vụ đóng mở
  • Không cần mạng khí nén, giảm chi phí lắp đặt ở những địa điểm xa
  • Chẩn đoán tích hợp như giám sát mô-men xoắn và bảo vệ nhiệt
  • Khả năng tương thích với các giao thức truyền thông công nghiệp tiêu chuẩn để giám sát từ xa

Thiết bị truyền động điện thường được chỉ định cho van cổng, van cầu, van bi, van bướm và van cắm trong các ngành xử lý nước, sản xuất điện, dầu khí và xử lý hóa chất.

Thiết bị truyền động điện nhiều vòng và một vòng: Kết hợp thiết bị truyền động với van

Không phải tất cả các van đều chuyển động theo cùng một cách và đây là lúc sự khác biệt giữa bộ truyền động nhiều vòng và một phần tư trở nên quan trọng để có thông số kỹ thuật chính xác.

Multi Turn Electric Actuator for gate and globe valves

Thiết bị truyền động điện đa vòng

A thiết bị truyền động điện đa vòng được thiết kế để cung cấp nhiều vòng quay đầy đủ của mô-men xoắn đầu ra, phù hợp với hành trình ren của van cổng và van cầu. Những bộ truyền động này rất lý tưởng khi van cần hàng chục hoặc thậm chí hàng trăm vòng để chuyển từ đóng hoàn toàn sang mở hoàn toàn.

Quarter Turn Electric Actuator for ball and butterfly valves

Thiết bị truyền động điện quay quý

A thiết bị truyền động điện quay một phần tư cung cấp hành trình đầu ra 90 độ, phù hợp với phạm vi hoạt động của van bi và van bướm. Vì hành trình đầy đủ ngắn nên các bộ truyền động này thường quay vòng nhanh hơn các bộ phận nhiều vòng có định mức mô-men xoắn tương tự.

tính năng Nhiều lượt lượt một phần tư
Loại van điển hình Cổng, quả cầu, phích cắm Bóng, bướm, van điều tiết
Chuyển động đầu ra Nhiều vòng quay xoay 90 độ
Tốc độ chu kỳ Chậm hơn, dần dần Nhanh hơn, gần như ngay lập tức
Phù hợp nhất cho Điều tiết và cách ly trên van thân dài Ngắt nhanh và chuyển hướng dòng chảy

Thiết bị truyền động điện tuyến tính để điều khiển chuyển động theo đường thẳng

Liner Electric Actuator for straight line valve stem travel

Một số van và cụm cơ khí hoàn toàn không quay; thay vào đó, chúng dựa vào thân kéo đẩy để di chuyển theo đường thẳng. A thiết bị truyền động điện lót được chế tạo để chuyển đổi đầu ra quay của động cơ bên trong thành lực đẩy tuyến tính thông qua vít me hoặc cơ cấu tương tự. Thiết kế này phổ biến trên các van điều khiển, bộ giảm chấn có cửa trượt và một số van cách ly tuyến tính nhất định nơi chuyển động quay không thể tác động trực tiếp lên thân van.

Những cân nhắc chính khi chỉ định bộ truyền động điện tuyến tính bao gồm chiều dài hành trình tối đa, lực đẩy cần thiết để vượt qua ma sát thân và tải áp suất cũng như nhu cầu ghi đè thủ công trong trường hợp mất điện.

Thiết bị truyền động khí nén: Đạp xe nhanh với các tùy chọn an toàn vốn có

Pneumatic Actuators with fail safe spring return

thiết bị truyền động khí nén sử dụng khí nén tác động lên piston hoặc màng ngăn để tạo ra lực quay hoặc lực tuyến tính. Bởi vì khí nén là năng lượng được lưu trữ nên bộ truyền động khí nén phù hợp một cách tự nhiên với hệ thống truyền động không an toàn: thiết kế lò xo hồi vị sẽ tự động đưa van đến vị trí an toàn được xác định trước nếu nguồn cung cấp không khí bị mất mà không cần dựa vào nguồn điện.

Những lợi ích điển hình của truyền động khí nén bao gồm:

  1. Thời gian chu kỳ rất nhanh, thường dưới một giây đối với các đơn vị có vòng quay một phần tư nhỏ hơn
  2. Cấu trúc đơn giản, chắc chắn với ít linh kiện điện tử bị hư hỏng
  3. Khả năng tương thích vốn có với các khu vực nguy hiểm do không có tia lửa điện nào được tạo ra ở chính bộ truyền động
  4. Chi phí đơn vị thấp hơn khi đã có mạng khí nén tại chỗ

Sự đánh đổi là các hệ thống khí nén yêu cầu nguồn cung cấp không khí đáng tin cậy, được bảo trì tốt và việc điều khiển điều biến chính xác thường phức tạp hơn so với truyền động bằng điện.

Thiết bị truyền động điện mỏ than: Được thiết kế cho các điều kiện khắc nghiệt dưới lòng đất

Coal Mine Electric Actuator for underground mining valve control

Khai thác ngầm là một trong những môi trường hoạt động khắc nghiệt nhất đối với bất kỳ thiết bị tự động hóa nào. Khí dễ cháy, bụi than, độ ẩm cao và độ rung liên tục đều đặt ra những yêu cầu bổ sung về hoạt động của van. A thiết bị truyền động điện mỏ than được chế tạo với vỏ bọc được gia cố, chống cháy được thiết kế để chứa bất kỳ tia lửa hoặc hồ quang nào bên trong để nó không thể đốt cháy bầu không khí dễ nổ bên ngoài vỏ.

Khi chọn thiết bị truyền động phù hợp cho các ứng dụng khai thác mỏ, có một số yếu tố nằm ngoài danh sách kiểm tra tiêu chuẩn của nhà máy bề mặt:

  • Xếp hạng vỏ bọc chống cháy nổ hoặc chống cháy được chứng nhận phù hợp với phân loại khí và bụi của mỏ
  • Lớp phủ và lớp phủ chống ăn mòn để chịu được độ ẩm liên tục và sự xâm nhập của bụi than
  • Cáp và đầu nối được gia cố chống lại tác động cơ học từ thiết bị chuyển động
  • Ghi đè thủ công cục bộ để van thông gió hoặc khử nước vẫn có thể hoạt động khi mất điện

Những yêu cầu này làm cho thiết bị truyền động điện mỏ than trở thành một loại sản phẩm riêng biệt chứ không phải là một biến thể đơn giản của một đơn vị công nghiệp tiêu chuẩn.

Cách chọn thiết bị truyền động phù hợp: Khung quyết định thực tế

Việc lựa chọn giữa truyền động bằng điện, khí nén, nhiều vòng, một phần tư hoặc tuyến tính tùy thuộc vào một danh sách ngắn các câu hỏi kỹ thuật. Sơ đồ bên dưới phác thảo trình tự quyết định chung được các kỹ sư tự động hóa sử dụng khi chỉ định một bộ truyền động mới.

Luồng quyết định lựa chọn bộ truyền động Xác định loại van Xác định nhu cầu mô-men xoắn Đánh giá trang web môi trường Kiểm tra nguồn điện hoặc cung cấp không khí chọn loại thiết bị truyền động Yêu cầu về an toàn và đánh giá khu vực nguy hiểm được kiểm tra ở mọi giai đoạn, không chỉ ở lựa chọn cuối cùng.

Yêu cầu về mô-men xoắn cho van bi: Tài liệu tham khảo chung

Yêu cầu về mô-men xoắn đối với van bi tăng theo đường kính van và áp suất đường ống, đồng thời các nhà sản xuất công bố bảng mô-men xoắn để biết kích thước chính xác. Là tài liệu tham khảo chung chỉ dành cho mục đích lập kế hoạch, các kỹ sư thường thấy mẫu tương đối sau:

Phạm vi kích thước van bi Nhu cầu mô-men xoắn tương đối Lớp thiết bị truyền động điển hình
Lỗ khoan nhỏ, lên tới 2 inch Thấp Điện hoặc khí nén quay một phần tư nhỏ gọn
Đường kính trung bình, 3 đến 8 inch Trung bình Xe điện quay vòng tiêu chuẩn
Lỗ khoan lớn, trên 8 inch Cao Hỗ trợ quay vòng một phần tư hoặc thủy lực hạng nặng

Luôn xác nhận mô-men xoắn yêu cầu thực tế so với bảng dữ liệu của nhà sản xuất van, bao gồm giới hạn an toàn cho ma sát mặt ngồi và mô-men xoắn mặt ngồi cuối hành trình, trước khi hoàn tất lựa chọn bộ truyền động.

Truyền động điện và khí nén trong môi trường nguy hiểm

Đối với các dự án liên quan đến khí dễ cháy, bụi than hoặc các khu vực nguy hiểm được phân loại khác, việc lựa chọn giữa truyền động điện và khí nén trong môi trường nguy hiểm cần được đặc biệt chú ý.

Cân nhắc Điện Actuator Khí nén Actuator
Không an toàn khi mất nguồn cung cấp Yêu cầu pin dự phòng hoặc mô-đun an toàn cơ học Vốn có với thiết kế hồi xuân
Phương pháp chống cháy nổ Vỏ bọc chống cháy hoặc tăng cường an toàn Rủi ro tia lửa thấp ở thân thiết bị truyền động
Định vị chính xác Cao, suitable for modulating duty Tốt nhất cho nhiệm vụ đang làm việc trừ khi được trang bị bộ định vị
Sự phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng Cung cấp điện và cáp đáng tin cậy Mạng lưới khí nén sạch, khô, đủ kích thước

Trong thực tế, nhiều cơ sở trong khu vực nguy hiểm sử dụng kết hợp cả hai công nghệ, áp dụng dẫn động bằng khí nén trong trường hợp việc ngắt nhanh, an toàn là rất quan trọng và dẫn động bằng điện khi điều chế điều khiển từ xa, chính xác là ưu tiên hàng đầu.

Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi 1: Thiết bị truyền động được sử dụng để làm gì trong một nhà máy xử lý điển hình?

Bộ truyền động được sử dụng để tự động mở, đóng hoặc điều tiết van hoặc van tiết lưu dựa trên tín hiệu điều khiển, loại bỏ nhu cầu người vận hành phải điều chỉnh thiết bị bằng tay.

Câu 2: 4 loại thiết bị truyền động được nhắc đến phổ biến nhất trong công nghiệp là gì?

Bốn loại thường được tham chiếu là bộ truyền động điện, khí nén, thủy lực và bằng tay hoặc cơ khí, mỗi loại được xác định bởi nguồn năng lượng của nó.

Câu hỏi 3: Làm thế nào để biết tôi cần thiết bị truyền động điện nhiều vòng hay một phần tư?

Loại van xác định điều này: van cổng và van cầu có thân ren thường cần bộ truyền động điện nhiều vòng, trong khi van bi và van bướm có hành trình 90 độ cần bộ truyền động điện quay một phần tư vòng.

Câu hỏi 4: Tại sao thiết bị truyền động điện mỏ than khác với thiết bị tiêu chuẩn?

Thiết bị truyền động điện mỏ than bao gồm vỏ chống cháy, lớp đệm tăng cường và khả năng chống ăn mòn để vận hành an toàn trong điều kiện dưới lòng đất dễ nổ, bụi bặm và ẩm ướt.

Câu 5: Thiết bị truyền động khí nén có luôn an toàn không?

Không tự động. Hành vi không an toàn khi mất nguồn cung cấp không khí phụ thuộc vào việc bộ truyền động có được trang bị cơ cấu hồi xuân được thiết kế để đưa van đến vị trí an toàn được xác định trước hay không.

Câu hỏi 6: Mô-men xoắn của bộ truyền động van bi được xác định như thế nào?

Mô-men xoắn được xác định từ dữ liệu được công bố của nhà sản xuất van dựa trên kích thước van, áp suất đường ống và ma sát mặt tựa, với giới hạn an toàn bổ sung, thay vì từ một giá trị cố định duy nhất.

Bài trước Cách chọn nhà sản xuất thiết bị truyền động giúp van khai thác luôn hoạt động dưới áp lực

Sản phẩm liên quan

Thể loại
Bài viết gần đây
Liên hệ với US
Liên hệ với chúng tôi
Định hình tương lai của sản phẩm với chúng tôi!