[Stickers scientifiques] Qu'est-ce qu'un actionneur pneumatique ? Le principe, le classement et la sélection se font dans un seul article !

1. Aperçu des actionneurs pneumatiques

Les actionneurs pneumatiques sont des actionneurs qui utilisent la pression de l'air pour entraîner l'ouverture et la fermeture ou le réglage des vannes. Ils sont également appelés actionneurs pneumatiques ou dispositifs pneumatiques, mais ils sont généralement appelés têtes pneumatiques. L'actionneur et le mécanisme de réglage de l'actionneur pneumatique forment un tout unifié, et l'actionneur a un type à membrane, un type à piston, un type à fourche et un type à crémaillère et pignon.

Le type à piston a une longue course et convient aux occasions qui nécessitent une plus grande poussée ; tandis que le type à membrane a une petite course et ne peut entraîner que directement la tige de valve. L'actionneur pneumatique de type fourche a les caractéristiques d'un couple important, d'un petit espace et la courbe de couple est plus conforme à la courbe de couple de la vanne, mais elle n'est pas très belle ; il est souvent utilisé sur les vannes à couple élevé. L'actionneur pneumatique à crémaillère présente les avantages d'une structure simple, d'une action stable et fiable, ainsi que de sécurité et antidéflagrant. Il est largement utilisé dans les processus de production soumis à des exigences de sécurité élevées, tels que les centrales électriques, les industries chimiques et le raffinage du pétrole.

2. Principe de fonctionnement de l'actionneur pneumatique

1. Schéma de principe de fonctionnement de l'actionneur pneumatique à double effet

Lorsque la pression de la source d'air pénètre dans la cavité entre les deux pistons du cylindre depuis l'orifice d'air (2), les deux pistons sont séparés et déplacés vers les extrémités du cylindre, et l'air dans les chambres à air aux deux extrémités est évacué par l'orifice d'air (4), et les deux crémaillères de piston sont synchronisées en même temps. Entraînez l'arbre de sortie (engrenage) pour qu'il tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. À l'inverse, lorsque la pression de la source d'air pénètre dans les chambres à air aux deux extrémités du cylindre depuis l'orifice d'air (4), les deux pistons se déplacent vers le milieu du cylindre. L'air dans la chambre à air centrale est évacué par l'orifice d'air (2) et les deux crémaillères à piston entraînent simultanément l'arbre de sortie (engrenage). ) Tournez dans le sens des aiguilles d’une montre. (Si le piston est installé dans la direction opposée, l'arbre de sortie deviendra en rotation inverse)

2. Schéma de principe de fonctionnement de l'actionneur pneumatique à simple effet

Lorsque la pression de la source d'air pénètre dans la cavité entre les deux pistons du cylindre à partir de l'orifice d'air (2), les deux pistons sont séparés et déplacés vers les extrémités du cylindre, forçant les ressorts aux deux extrémités à se comprimer, et l'air contenu dans les chambres à air aux deux extrémités est évacué par l'orifice d'air (4). Synchronisez les deux crémaillères de piston pour entraîner l'arbre de sortie (engrenage) à tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Une fois que la pression de la source d'air est inversée par l'électrovanne, les deux pistons du cylindre se déplacent dans la direction médiane sous la force élastique du ressort, l'air dans la cavité centrale est évacué de l'orifice d'air (2) et les deux crémaillères à piston entraînent simultanément l'arbre de sortie (engrenage) Tournez dans le sens des aiguilles d'une montre. (Si le piston est installé dans la direction opposée, l’arbre de sortie tournera en rotation inverse lorsque le ressort sera réinitialisé).

Troisièmement, la classification des actionneurs pneumatiques

1. Actionneur à membrane

L'actionneur à membrane est le plus couramment utilisé. Il peut être utilisé comme dispositif de poussée de vanne de commande générale pour former un actionneur pneumatique de type membrane. La pression du signal p de l'actionneur pneumatique à membrane agit sur le diaphragme pour le déformer et entraîne le déplacement de la tige de poussée sur le diaphragme, de sorte que le noyau de la vanne soit déplacé, modifiant ainsi l'ouverture de la vanne. Il a une structure simple, un prix bas, un entretien pratique et une large application.

Les actionneurs pneumatiques à membrane ont deux formes d'action directe et d'action inverse.

Lorsque la pression du signal provenant du contrôleur ou du positionneur de vanne augmente, le mouvement vers le bas de la tige de vanne est appelé actionneur à action positive ; lorsque la pression du signal augmente, le mouvement ascendant de la tige de vanne est appelé actionneur antagoniste. La pression du signal de l'actionneur à action positive est transmise dans la chambre à air à membrane au-dessus du diaphragme ondulé ; la pression de signal de l'actionneur antagoniste est transmise dans la chambre à air à membrane située sous la membrane ondulée. En remplaçant des pièces individuelles, les deux peuvent être installés l'un sur l'autre.

2. Actionneur à piston

L'actionneur pneumatique à piston fait bouger le piston dans le cylindre pour générer une poussée. Évidemment, la force de sortie du type à piston est bien supérieure à celle du type à film. Par conséquent, le type de membrane convient aux occasions avec un faible rendement et une haute précision ; le type à piston convient aux occasions à grand débit, telles que les dispositifs de contrôle de chute de pression à grand diamètre ou à haute pression ou les dispositifs de poussée à vanne papillon. En plus du type à membrane et du type à piston, il existe également un actionneur à longue course, doté d'une longue course et d'un couple élevé, qui convient aux occasions où un déplacement angulaire et un couple élevé sont produits.

La norme de signal reçue par l'actionneur pneumatique est de 0,02 à 0,1MPa.

Les principaux composants des actionneurs pneumatiques à piston sont les cylindres, les pistons et les tiges de poussée. Le piston dans le cylindre se déplace avec la différence de pression entre les deux côtés du cylindre. Selon les caractéristiques, il est divisé en deux types : le type proportionnel et le type à deux positions. Selon le type à deux positions, en fonction de l'ampleur de la pression de fonctionnement des deux côtés du piston d'entrée, le piston est poussé du côté haute pression vers le côté basse pression. Le type proportionnel consiste à ajouter un positionneur de vanne sur la base du type à deux positions, de sorte que le déplacement de la tige de poussée soit proportionnel à la pression du signal.

3. Actionneur à crémaillère et pignon

L'actionneur pneumatique de type à crémaillère et pignon (type à crémaillère à double piston) présente les caractéristiques d'une structure compacte, d'une belle apparence, d'une réponse rapide, d'un fonctionnement stable et d'une longue durée de vie. Tous les accessoires adoptent la technologie de traitement anticorrosion la plus avancée, qui peut s'adapter à diverses conditions de travail difficiles. Ses hautes et basses températures et ses divers actionneurs à course spéciale offrent de bonnes performances dans divers domaines d'application.

Quatrièmement, la sélection des actionneurs pneumatiques

Avant de sélectionner un actionneur pneumatique, veuillez confirmer le couple de la vanne. Et augmentez la valeur de sécurité du couple, la valeur de sécurité de la vapeur d'eau ou du milieu liquide non lubrifiant est augmentée de 25 % ; la valeur de sécurité du milieu liquide de boue non lubrifiant est augmentée de 30 %.

Lorsque le couple de la vanne est de 210 NM, la pression de la source d'air n'est que de 5 bars et le milieu est de la vapeur d'eau non lubrifiée, en tenant compte des facteurs de sécurité, augmentez la valeur de sécurité de 25 %, soit 262 NM. Trouvez le couple correspondant lorsque la pression de la source d'air est de 5 bars selon le tableau des couples de sortie à double effet. valeur. Il faut choisir 277NM, le modèle est POADA300.

Cinq, les caractéristiques de performance des actionneurs pneumatiques

1. La force de sortie nominale ou le couple du dispositif pneumatique doit répondre aux exigences de GB/T12222 et GB/T12223. Ce qui précède est un actionneur de type membrane ;

2. Dans des conditions à vide, entrez la pression d'air spécifiée dans le cylindre et son action doit être stable, sans blocage ni rampement ;

3. Sous la pression d'air de 0,6 MPa, la valeur du couple de sortie ou de la poussée du dispositif pneumatique dans les directions d'ouverture et de fermeture ne doit pas être inférieure à la valeur indiquée sur l'étiquette du dispositif pneumatique, et l'action doit être flexible, et aucune déformation permanente ou déformation permanente de chaque pièce n'est autorisée. Autres anomalies ;

4. Lorsque la pression de service maximale est utilisée pour le test d'étanchéité, la quantité d'air s'échappant du côté de contre-pression respectif ne doit pas dépasser (3 0,15D) cm3/min (état standard) ; fuite du couvercle d'extrémité et de l'arbre de sortie. Le volume d'air ne doit pas dépasser (3 0,15d) cm3/min ;

5. Le test de résistance est effectué avec 1,5 fois la pression de service maximale. Une fois la pression d'essai maintenue pendant 3 minutes, aucune fuite ni déformation structurelle n'est autorisée dans le couvercle d'extrémité et le joint statique du cylindre ;

6. Les durées de vie de fonctionnement, le dispositif pneumatique simule l'action de la vanne pneumatique, et les temps d'ouverture et de fermeture de l'opération d'ouverture et de fermeture ne doivent pas être inférieurs à 50 000 fois (le cycle d'ouverture et de fermeture est un) tout en maintenant le couple de sortie ou la capacité de poussée dans les deux sens ;

7. Dispositif pneumatique avec mécanisme tampon, lorsque le piston se déplace vers la position finale de course, aucun phénomène d'impact n'est autorisé.