ระบบอัตโนมัติของวาล์วอุตสาหกรรม: การประเมินเชิงเปรียบเทียบทางเทคนิคของแอคชูเอเตอร์แบบนิวแมติกและแบบไฟฟ้า

ความแตกต่างหลักระหว่างระบบกระตุ้นด้วยลมและไฟฟ้าอยู่ที่การเปลี่ยนแรงของของไหลหรือพลังงานไฟฟ้าเป็นแรงบิดเชิงกลหรือแรงขับเชิงเส้น แต่ละวิธีการอาศัยส่วนประกอบทางสถาปัตยกรรมที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งกำหนดโปรไฟล์การทำงาน เวลาแฝงในการตอบสนอง และโหมดความล้มเหลว

กรอบระบบนิวแมติก

กลไกนิวแมติกส์อาศัยการควบคุมการขยายตัวของตัวกลางที่ถูกบีบอัด ซึ่งโดยทั่วไปคืออากาศที่ถูกกรองและหล่อลื่น เทียบกับขอบเขตที่เคลื่อนที่ ในระบบเชิงเส้นตรง ขอบเขตนี้ประกอบด้วยชุดลูกสูบที่อยู่ภายในเสื้อสูบแบบเฉียบคม สำหรับระบบวาล์วหมุนสี่เลี้ยวอัตโนมัติ การแปลงทางกลหลักสองแบบเป็นมาตรฐาน:

• เค้าโครงแร็คแอนด์พิเนียน: ลูกสูบคู่ตรงข้ามที่ติดตั้งชั้นวางเกียร์ในตัวประกอบเข้ากับเพลาเฟืองกลาง แรงเชิงเส้นจะแปลงโดยตรงเป็นแรงบิดหมุนคงที่ตลอดจังหวะเต็ม
• การกำหนดค่าสก๊อตช์ Yoke: ครอสเฮดแบบลูกสูบเดี่ยวหรือลูกสูบคู่จะนำทางพินภายในช่องแอกที่หมุนได้ กลไกนี้สร้างกราฟแรงบิดแบบไดนามิกที่จุดสูงสุดที่ปลายทั้งสองด้านของระยะเคลื่อนที่ ซึ่งสอดคล้องกับความต้องการแรงบิดแยกของบอลวาล์วและวาล์วปีกผีเสื้อ

การรวมโมดูลสปริงเชิงกลภายในกล่องหุ้มกระบอกสูบทำให้สามารถคาดการณ์การทำงานที่ปลอดภัยเมื่อเกิดเหตุขัดข้องได้ เมื่อสูญเสียแรงดันในการจ่าย พลังงานที่สะสมไว้ของสปริงจะบังคับลูกสูบให้อยู่ในตำแหน่งปลอดภัยเริ่มต้น โดยปิดหรือเปิดวาล์วโดยไม่ต้องใช้พลังงานสำรองจากภายนอก

กรอบระบบไฟฟ้า

สถาปัตยกรรมการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนโดยใช้มอเตอร์ซิงโครนัสแบบ AC หรือ DC ควบคู่กับชุดเกียร์อัตราส่วนสูง เครือข่ายเฟืองเหล่านี้ ประกอบด้วยเฟืองเดือย เฟืองดาวเคราะห์ หรือเฟืองตัวหนอน ช่วยลดความเร็วของมอเตอร์ในการปฏิบัติงานพร้อมทั้งขยายแรงบิดเอาท์พุต ตำแหน่งและขีดจำกัดแรงบิดได้รับการจัดการผ่านสวิตช์เชิงกล ตัวเข้ารหัสแบบออปติคอล หรือเซ็นเซอร์โซลิดสเตตฮอลล์เอฟเฟกต์ที่รวมอยู่ในกล่องควบคุม การมอดูเลตที่แม่นยำอาศัยการขับเคลื่อนความเร็วหลายระดับและแผงกำหนดตำแหน่งดิจิทัลที่ปรับรอบการทำงานของมอเตอร์ตามลูปป้อนกลับแบบเรียลไทม์