اکچویتور پنوماتیک چیست و چه کاربردی دارد؟

اکچویتور پنوماتیک که به آن عملگر نیز گفته می شود، یک قطعه صنعتی و مکانیکی است. این قطعه به عنوان محرک شیر کنترل پنوماتیک عمل کرده و هوای فشرده را به حرکت مکانیکی تبدیل می کند. محرک های پنوماتیک در صنعت با نام های مختلف مثل سیلندرهای پنوماتیک، سیلندرهای هوا و محرک های هوا نیز شناخته می شوند.

یک اکچویتور پنوماتیک از جک پنوماتیک، پیستون، سوپاپ یا پورت تشکیل شده است که می تواند انرژی را بسته به نوع محرکی که درآن برنامه استفاده می شود به حرکت چرخشی یا خطی تبدیل کند. پرکاربرد ترین موارد مصرف از محرک های پنوماتیکی برای باز و بسته کردن شیر است. همچنین در مواردی که از  لحاظ ایمنی نیاز به دسترسی سریع است، یا  باید از راه دور کنترل شود از محرک های پنوماتیکی استفاده می شود.اکچویتور یکی از اجزای مهم پرکاربرد در فعالیت های صنعتی است که هوای فشرده را به حرکت دورانی یا خطی تبدیل می کند. در ادامه این مطلب درباره اکچویتور پنوماتیک و نحوه عملکرد اکچویتور پنوماتیک بیشتر صحبت خواهیم کرد.

مشخصات فنی اکچویتور پنوماتیک

در موقعیت های مختلف میزان گشتاورهای تولیدی اکچویتور پنوماتیکی متفاوت و البته بسیار کارآمد است. گشتاورهای تولیدی از کم ترین مقدار که ۴۰N.m  بوده شروع می شود و به بالاترین مقدار گشتاور که ۲۷۰۰۰N.m می رسد.

انواع اکچویتور پنوماتیک

اکچویتورها برای ایجاد حرکت مکانیکی به کار می روند، این حرکت مکانیکی باید دارای دقت و سرعت مناسبی باشد. اکچویتورها با توجه به عوامل تحریک شان به سه نوع تقسیم می شوند:

• اکچویتور هیدرولیکی
• اکچویتور الکتریکی
• اکچویتور پنوماتیکی

اکچویتورهای پنوماتیکی از پرکاربرد ترین محرک ها در شیرهای صنعتی هستند. این اکچویتور ساختار ساده تری نسبت به دو نوع دیگر داشته و هزینه تعمیر و نگهداری کمتری دارد. اکچویتور پنوماتیک دو نوع حرکت خطی و چرخشی را اجرا می کند و بر روی شیر پنوماتیک و شیرهای مختلف قابل نصب است. این نوع اکچویتور قیمت مناسبی دارد و انرژی مورد نیاز آن که هوای فشرده است به راحتی قابل تامین است.

اکچویتور پنوماتیک دیافراگمی

محرک دیافراگمی به صورت پنوماتیک کار می کنند، این اکچویتورها دو منظوره بوده و نصب آن  بر روی شیرها با حرکت خطی و حرکت دورانی مناسب است. اکچویتورهای دیافراگمی معمولا در شیرهای کنترلی استفاده می شوند. از این نوع اکچویتور در تمام بخش های صنعت نفت و گاز به جز زیر دریا استفاده می شود.

اکچویتور پنوماتیک پیستونی

اکچویتورهای پیستونی دارای یک سیلندر و یک پیستون لغزنده هستند، که برای آب بند کردن پیستون درون سیلندر از اورینگ های با درصد تحمل دما و فشار بالا استفاده شده است. این نوع اکچویتور استفاده کم تری نسبت به نوع دیافراگمی آن دارد. عمده کاربرد این نوع محرک در صنایع خاص و دارای سیستم فشار بالا و سیال های بخصوص است.

بیشتر بخوانید: انواع شیر بالابری هیدرولیک در آراز فخر آذر

نحوه عملکرد اکچویتور پنوماتیک

اکچویتورهای پنوماتیکی بر روی شیر آلات نصب می شود تا طبق دستورالعمل در زمان های معین یا در صورت نیاز در مواقع اضطراری به وسیله هوای فشرده ای که کمپرسور ایجاد می کند دهانه شیر را به صورت کاملا باز، بسته یا نیمه باز دربیاورد. برای انجام این عمل در زمان مقرر اکچویتور فشار هوا را به چرخ دنده و از آن به شافت یا میله شیر انتقال می دهد. از اکچویتورهای پنوماتیکی در محیط های دور از دسترس یا خطرناک و همچنین شیرآلات بزرگ استفاده می شود.

اجزای اکچویتور خطی پنوماتیک

یکی از پرکاربرد ترین انواع اکچویتور نوع خطی آن است که می تواند به وسیله فشار هوا، جریان الکتریکی یا مایع هیدرولیکی انرژی را تبدیل به نیروی حرکتی به صورت خطی و مستقیم کند. اندازه این نیرو بسیار زیاد است. از اکچویتور خطی در صنعت نفت و گاز و پتروشیمی استفاده زیادی می شود.

اجزای اکچویتور خطی عبارتند از:

• آب بندی میله
• میله پیستون
• پیستون و آب بندی
• لیمیت سوئیچ باکس پنوماتیک
• شیر برقی پنوماتیک

کاربردهای اکچویتور پنوماتیک

از اکچویتورهای مختلف به منظور کنترل فرآیند ها در صنایع گوناگون مثل پالایشگاه ها، نیرو گاه ها، صنایع شیمیایی، صنایع غذایی، صنایع دارو سازی و تصفیه آب و فاضلاب استفاده می شود. انواع اکچویتور به عنوان عملگر شیرهای کنترلی، شیرهای فشار شکن و شیرهای قطع و وصلی استفاده می شود.

مزایای اکچویتور پنوماتیک

بیشتر مزایای انتخاب محرک ها پنوماتیکی  نسبت به سایر محرک های جایگزین مانند محرک های الکتریکی جنبه ایمنی آن است، وجود فنر در این محرک ها آن ها را قابل اطمینان تر کرده است. این محرک ها بسیار با دوام هستند و ساختار ساده آن ها باعث خرابی کم تر و صرف هزینه پایین تر برای تعمیر و نگهداری می شود. تعمیر و نگهداری کم تر به معنای چرخه عمر طولانی تر محصول و در نتیجه خروجی بیشتر است.

بالا رفتن راندمان این عملگرها با بالا رفتن فشار هوا از دیگر مزایای اکچویتور پنوماتیک است، نیرو و سرعت بالا بدون ایجاد گرمای بیش از حد و تحمل بارهای سنگین نیز از مزیت های دیگر این محرک ها است.

اکچویتور پنوماتیک به زبان ساده

فرآیند تولید کارخانجات مدرن متشکل از صدها و یا حتی هزاران حلقه‌های کنترلی است که در نهایت منجر به ساخت و یا تحویل قطعات و مواد مورد نیاز بازار مصرف می‌گردد. هر کدام از این حلقه‌های کنترلی برای رساندن مقادیر مختلف فشار، دبی، سطح، دما و غیره در میزان مورد لزوم طراحی‌شده ‌اند. با حفظ این مقادیر در محدوده عملکردی مجاز، می‌توانیم به کیفیت محصول نهایی اطمینان داشته باشیم. کوچکترین اختلال عملکرد در هر کدام از این زیر‌حلقه ها سبب ایجاد شرایط غیر استاندارد در روند تولید نهایی می‌گردد. برای کاهش خرابی محصول نهایی، سنسورها و ترانسمیتر‌ها اطلاعات پیوسته‌ای را از متغیرهای گوناگون در روند تولید جمع‌آوری و با مقادیر مطلوب تنظیم شده مقایسه می‌کنند. کنترلرها نیز با پروسس این متغیرها در باره چگونگی بازگرداندن آنها به مقدار تنظیم شده در هنگام اختلال عملکرد ا خذ تصمیم می‌نمایند. وقتی تمامی روال اندازه‌گیری، مقایسه و محاسبه دیتاها صورت گرفت برخی از المان‌ های کنترل نهایی باید استراتژی که توسط کنترلر انتخاب شده اجرایی نماید.

اغلب المان کنترل نهایی رایج در صنایع، شیر کنترل یا Control Valves می‌باشد که با نام شیر پنوماتیک نیز شناخته می شود. کنترل شیر بسته به میزان دقت سیال جاری نظیر گاز، بخار، آب و یا ترکیبات شیمیایی را در صورت وقوع اختلال مقداری بصورتی کنترل می‌نماید که دیتاهای تنظیم شده در نزدیکترین حالت به مقدار مطلوب قرار گیرند. حال عملکرد شیرهای کنترلی یا کنترل ولو Control Valves محتاج عملگر و یا اکچویتور Actuator می‌باشد. هدف استفاده از عملگر یا اکچویتور تغیر موقعیت قسمت متحرک شیر در موقعیت مطلوب می‌باشد. عملگر یا اکچویتور سیگنال کنترلی سیستم را به حرکت شیر به حالت باز یا بسته و یا حالت میانی مورد نظر تبدیل می‌نماید.

ویژگی های مهم آن

اکچویتور پنوماتیک ابزاری برای تبدیل انرژی هوای فشرده به انرژی مکانیکی بوده و از نظر نوع حرکت به دو صورت اکچویتور پنوماتیک خطی و اکچویتور بادی چرخشی دسته ‌بندی می‌گردد. اکچویتور پنوماتیک در صنایع گوناگون برای شیرهای سایز مختلف دارای حرکت دورانی و یا خطی کاربرد گسترده داشته و این گستردگی بدلیل امکان تامین مناسب هوای فشرده برای اکچویتور در اکثر مراکز صنعتی، برگشت بی‌ دردسر هوای خروجی به فضای باز محوطه کارگاهی، مکانیزم ساده اکچویتور پنوماتیکی و بالطبع هزینه تعمیر و نگهداری پایین آن و مهمترین عامل ارزان بودن تجهیزات اکچویتور بادی می‌باشد. در عین حال می‌توان با انجام تغیراتی مثل اضافه نمودن شیربرقی نامور به اکچویتور پنوماتیک، و دادن ولتاژ-جریان مناسب جهت تحریک اکچویتور بادی، خروجی کنترل ولو را کنترل نمود. جک پنوماتیک راحت ‌ترین و کارآمدترین اکچویتور بادی خطی برای تامین نیرو با پاسخ حرکتی سریع می‌باشد. اصطکاک پایین جک پنوماتیک، توانایی کار جک پنوماتیک در دماهایی تا حدود ۲۰۰ تا ۲۵۰ درجه سانتیگراد برخلاف جک هیدرولیک و استفاده در مواردی که حرکت سریع مدنظر باشد از مزایای این نوع اکچویتور بادی خطی می‌باشد. اکچویتور پنوماتیک خطی غالبا از نوع دیافراگمی بوده و برای تحریک انواع شیر سوزنی Needle Valve استفاده می‌شود.

در اکچویتور پنوماتیک دیافراگمی نیروی هوای فشرده به یک غشای انعطاف‌پذیر به نام دیافراگم اعمال می‌گردد. عملگر یا اکچویتور بادی دیافراگمی بصورت یکطرفه موجود بوده و روال کار به این صورت می‌باشد که هوا به یک سمت محفظه دیافراگم اعمال شده و پس از قطع آن، فنر تحریک شده دیافراگم را به حالت اولیه بر‌می‌گرداند و بصورت تحریک مستقیم و تحریک معکوس وجود دارد. اکچویتور پنوماتیک پیستونی عموما در جاهایی که کوتاهی کورس عملگر دیافراگمی و یا نیروی کم آنها باعث محدودیت عملکرد می‌شود مورد استفاده قرار می‌گیرند. اکچویتور بادی پیستونی قادر به کار با فشار هوای بالا و طول حرکت زیاد می‌باشند. هوای فشرده به سطح پیستون فشار آورده و آن را در سیلندر به حرکت وا می‌دارد. اکچویتور پنوماتیک پیستونی هم بصورت یک طرفه و هم بصورت اکچویتر بادی پیستونی دو طرفه توانایی تحمل فشارهای ورودی بالا و سرعت‌های حرکتی بالا را دارا می‌باشد. از دلایل استفاده از اکچویتور‌های الکتریکی یا عملگرهای هیدرولیک بجای اکچویتور پنوماتیک می ‌توان به عدم امکان حفظ میله شیر متصل به پیستون و طبیعتا وضعیت کل شیر در یک وضعیت خاص بدلیل تراکم‌پذیری هوا، مساله محدودیت دمایی و امکان آتش‌زا بودن آنها در دماهای بالا بدلیل نیاز به وجود آب بند لاستیکی در ساختمان عملگر پنوماتیکی، نیروی کمتر هوای فشرده عملگر پنوماتیکی در مقابل فشار روغن هیدرولیک اکچویتور هیدرولیکی برای جابجایی انواع شیرهای بزرگ اشاره نمود.

قیمت اکچویتور پنوماتیک

همچنین میتوان با نصیب شیر برقی نامور بر روی اکچویتور بادی، این اکچویتورها و در نهایت شیرها را به صورت برقی کنترل کرد. در صورت داشتن منبع تولید هوای فشرده انتخاب اکچویتورهای پنوماتیک نسبت به اکچویتورهای برقی به دلیل هزینه پایینتر مقرون به صرفه تر خواهند بود. این اکچویتورها میتوانند به دو صورت فنر برگشت دار و بدون فنر برگشت باشند. این اکچویتورها بر اساس گشتاور تولیدی تقسیم بندی می شوند. در واقع برای خرید اکچویتور پنوماتیک اکچیتور باید سایز شیری و همچنین فشار سیال درون خط مد نظر یاشند. در صورت نصب شیر برقی نامور این عملگرها برقی میشوند و در صورت نصب پوزیشنر نیز بر روی آنها با استفاده از سیگنال انالوگ میتوان شیر را به صورت درصدی کنترل کرد.به این شیرها،شیر بادی نیز اطلاق می شود. اکچیتور پنوماتیک، انرژی هوای فشرده را به حرکت دورانی و یا خطی تبدیل می کند. بدین ترتیب با نصب این اکچویتورها بر روی شیر هایی که به صورت دستی عمل می کنند و با داشتن منبع تولید هوای فشرده می توان این شیرها را توسط انرژی باد کنترل کرد.

نتیجه گیری

اکچویتور پنوماتیکی در انواع مختلف وجود دارد که با استفاده از فشار هوا انرژی را به صورت نیروی حرکتی در می آورد که حرکت آن می تواند از نوع چرخشی یا خطی باشد. تهیه قطعات مناسب یکی از مهم ترین نکات در صنایع مختلف است. شرکت فنی مهندسی بازرگانی آراز فخر آذر با بیش از ۱۲ سال تجربه درخشان یکی از معتبر ترین شرکت ها در زمینه تامین، تجهیز، نصب و راه اندازی قطعات و تجهیزات پنوماتیکی و هیدرولیکی در ایران است.جهت تهیه و خرید انواع قطعات صنعتی پنوماتیک و هیدرولیک و پمپ دیافراگمی در برندها و مدل های مختلف می توانید به ما در آراز فخر آذر مراجعه کرده و با راهنمایی کارشناسان بهترین قطعات را انتخاب کنید. این شرکت برای اطمینان خاطر مشتریان برای محصولات خود خدمات پس از  فروش در نظر گرفته است و به این ترتیب رضایت خریداران را جلب می نماید.

منبع: realpars ، processindustryforum

شرکت مهندسی و بازرگانی آراز فخر آذر

سوالات متداول

اکچویتور پنوماتیک چه اجزایی دارد؟

اجزای اکچویتور پنوماتیک شامل آب بندی میله، میله پیستون، پیستون و آب بندی، لیمیت سوئیچ باکس پنوماتیک و شیر برقی پنوماتیک می باشد. انواع قظعات هیدرولیک و پنوماتیک مثل شیر بالابری هیدرولیک را می توانید در آراز فخر آذر خریداری نمایید.

اکچیوتور پنوماتیک چه انواعی دارد؟

انواع اکچیوتور شامل اکچویتور هیدرولیکی، اکچویتور الکتریکی و اکچویتور پنوماتیکی است.