Um atuador de válvula é um dispositivo que produz força para abrir ou fechar a válvula utilizando uma fonte de energia. Essa fonte de energia pode ser manual (manual, manual, roda dentada, alavanca etc.) ou elétrica, hidráulica ou pneumática.
Noções básicas de atuadores
Os atuadores básicos giram as válvulas para as posições totalmente abertas ou totalmente fechadas. Mas os atuadores modernos têm recursos muito mais avançados. Eles não apenas atuam como dispositivos para abrir e fechar válvulas, mas também fornecem posição intermediária com alto grau de precisão.
O atuador da válvula pode ser empacotado juntamente com o controle lógico e a capacidade de comunicação digital para permitir a operação remota e também dados de manutenção preditiva.
Tipo de Atuadores
Dois tipos de atuadores são comuns: atuadores Pneumáticos e Elétricos.
Pneumático:
Os atuadores pneumáticos utilizam um sinal de ar de um dispositivo externo para poduzir seu movimento permitindo assimo uma ação de controle por meio de um solenóide, ou transdutores tipo I/P.
Os tipos mais comuns de atuadores são: atuadores de pistão e diafragma.
Atuadores de pistão - Os atuadores de pistão geralmente são usados onde o curso de um atuador de diafragma seria muito curto ou o impulso é muito pequeno. O ar comprimido é aplicado a um pistão contido dentro de um cilindro, esse se promove o deslocamento do pistão através do cilindro. Os atuadores de pistão podem ser de ação simples ou dupla, podem suportar pressões de entrada mais altas e podem oferecer volumes menores de cilindros que podem atuar em alta velocidade.
Atuadores de diafragma - Os atuadores tipo diafragma são assim chamados porque eles são basicamente formado por uma membrana flexivel chamada diafragma. Assim como os atuadores tipo pistão esses atuadores podem ser de simples ou dupla ação conforme a necessidade da aplicação. Os atuadores de simples ação o ar comprimido é aplicado em uma das camaras do atuador realizando o deslocamento em um sentido, com o deslocamento da válvula a mola e comprimida, q ser de ação direta (mola para retrair) ou ação reversa (mola para estender). no quando o ar é retirado a mola e estendida deslocando o válvula para o outro lado. Esse tipo de atuador normalmente são mais utilizados por garantir que em caso de falha de energia motora esse seja direcinado para possição de falha segura. Outro condição de operação desse atuador é a sua operação em duplo ação, neste tipo o ar coplimido é aplicado nos dois sentidos. Em cado de falta de ar ou de comando a válvula fica para na na posição da falha. Esse tipo de atuador são muito utilizados porque o menor tipo de atuador pode proporcionar um troque pequenos como torque elevados.
Atuadores elétricos:
Atuadores elétricos são dispositivos acionados por motor que utilizam um sinal de entrada elétrico para gerar uma rotação do eixo do motor. Essa rotação, por sua vez, é traduzida pela ligação da unidade em um movimento linear, que aciona o conjunto da haste e do bujão da válvula para modulação de fluxo.
No caso de falha do sinal elétrico, esses atuadores podem ser especificados para falhar na posição última na posição final ou na posição inicial do curso essa condição é possível como uso de baterias . Motores comumente usados para atuadores elétricos incluem"steppers"(motores de passo) e servos .
Um motor de passo usa engrenagens com incrementos na faixa de 5.000 a 10.000 a rotação de 90 graus para posicionamento preciso em velocidades mais baixas. A desvantagem é que os "steppers" podem perder a sincronização com o controlador quando empregados em um loop aberto sem um codificador ou se estiverem subdimensionados para um aplicativo.
Servos, por definição, são de circuito fechado e oferecem desempenho superior em altas velocidades, mas a um custo mais alto. Os parafusos de alta precisão e a mecânica anti-folga fornecem precisão de dez milésimos de polegada. As precisões padrão com componentes padrão variam de algumas centésimas a alguns milésimos de polegada.
Motores de corrente contínua e motores de corrente alternada algumas vezes também são utilizados com interruptores de limite quando a precisão do posicionamento é menos crítica. O motor está conectado a uma engrenagem ou rosca que cria impulso para mover a válvula.
Para proteger a válvula, o mecanismo de detecção de torque do atuador desliga o motor elétrico quando um nível de torque seguro é excedido. Os interruptores de posição são utilizados para indicar a posição aberta e fechada da válvula.
Normalmente, um mecanismo de desengate e volante são incluídos para que a válvula possa ser operada manualmente, caso ocorra uma falha de energia.
Atuadores elétricos X pneumáticos
A principal diferença entre atuadores pneumáticos e eletrônicos é a velocidade de operação. As duas tecnologias são tão diferentes que uma não pode ser um substituto para a outra.
Cada um tem vantagens e desvantagens inerentes.
Vantagens dos atuadores pneumáticos
A maior vantagem dos atuadores pneumáticos é sua ação à prova de falhas . Por projeto da mola compactada, o engenheiro de procesos pode determinar se a válvula falhará fechada ou aberta, dependendo da segurança do processo.
Forneça alta força e velocidade, que são facilmente ajustáveis e são independentes entre si
Tenha uma resposta atrasada, o que os torna ideais para serem resistentes a pequenas perturbações nas mudanças de pressão da fonte.
Mais econômico quando a escala de implantação corresponde à capacidade do compressor.
Fornece segurança inerente e são ideais para ambientes perigosos e explosivos.
Baixo custo de componentes e menor área útil.
Limitações dos atuadores pneumáticos
Os custos de manutenção e operação podem ser altos, especialmente se não houver um esforço sério para quantificar e minimizar os custos.
Os custos de manutenção incluem custos de substituição do cilindro e obstrução de vazamentos na linha de ar, enquanto os custos operacionais incluem o custo do ar comprimido, ou seja, eletricidade para o compressor.
Atuadores elétricos:
Vantagens
Forneça controle e posicionamento precisos em comparação com atuadores pneumáticos.
O tempo de resposta é essencialmente instantâneo.
Alto grau de estabilidade.
Ajude a adaptar as máquinas a processos flexíveis.
Baixo custo operacional. Controladores e controladores de circuito de baixa tensão consomem energia em um grau muito menor.
Desvantagens
A principal desvantagem de um atuador elétrico é que, se ocorrer uma falha de energia, a válvula permanecerá na última posição e a posição à prova de falhas não poderá ser obtida facilmente, a menos que haja uma fonte conveniente de energia elétrica armazenada.
Custo mais alto que os atuadores pneumáticos. Os altos custos dos componentes muitas vezes impedem o uso de atuadores elétricos, porque as economias nos custos operacionais, em comparação com a pneumática, muitas vezes não são consideradas adequadamente ou são totalmente ignoradas.
O atuador precisa estar em um ambiente que seja tornado seguro. Geralmente não recomendado para atmosferas inflamáveis.
Kommentare