Pnömatik bir valf saatte yalnızca birkaç kez çalışabilir ve yine de iki saniyelik kapatma gereksinimini karşılayamaz. Bu bir çelişki değil. Kompresör yeterli toplam kapasiteye sahip olabilirken regülatör, solenoid, boru sistemi veya egzoz yolu kısa hareket sırasında gerekli akışı sağlayamayabilir.

Bu kılavuz, aktüatörü entegre vana paketinin parçası olarak ele alır. Valf tork gereksinimi aktüatör boyutunu belirler; aktüatörün boyutu hazne hacmini belirler; ve hazne hacmi, basınç ve seyahat süresi hava besleme sistemini belirler. Aktüatör henüz seçilmemişse, aşağıdaki adımları tamamlayın. Valf aktüatörü torkunun boyutlandırılması önce mekanik arayüzü onaylayın ve ISO 5211 aktüatörlü valf montaj kılavuzu.

Üç Farklı Soruya Cevap Veren Üç Sayı

"Bu aktüatörün ne kadar havaya ihtiyacı var?" gerekli çıktı tanımlanmadıkça eksiktir. Pratik bir hesaplama aşağıdaki üç değeri de rapor etmelidir.

Bu değerlerin karıştırılması öngörülebilir hatalara neden olur. Döngü başına havayı dakika başına döngüyle çarpmak ortalama bir talep verir, ancak bu ortalama iki saniyelik bir açılış olayını tanımlamaz. Tersine, her vananın tepe akışından bir kompresör seçmek, vanalar aynı anda hareket etmediğinde tesis talebinin büyük ölçüde abartılmasına neden olabilir.

Formül Kullanmadan Önce Hesaplama Sınırını Tanımlayın

Hesaplamanın neleri kapsadığına karar verin. Aktüatör veri sayfası yalnızca iç hazne tüketimini belirtebilir. Kurulu paket aynı zamanda basınçlı ve boşaltılmış boru ve aksesuar boşluklarını da içerir. Bu nedenle bir proje hesaplaması şunları kaydetmelidir:

• aktüatör tipi: çift etkili veya yay geri dönüşlü;
• her güç verilen yön için aktüatör modeli ve hazne hacmi;
• aktüatör girişinde mevcut olan minimum ve maksimum basınç;
• gerekli açılış ve kapanış saatleri;
• normal, tepe ve acil durum çevrim frekansı;
• tüpün iç çapı ve uzunluğu;
• solenoid, regülatör, akış kontrolü, susturucu ve hızlı egzoz düzenlemesi;
• hava sıcaklığı ve projenin normal hacim referans koşulları;
• sızıntı ödeneği ve projenin gerektirdiği gelecekteki işletme ödeneği.

Kremayer ve pinyonlu ve scotch-boyunduruk aktüatörler, basit bir harici silindir hesaplamasıyla doğru şekilde temsil edilmeyen iç geometriye sahiptir. Üreticinin hava hacmi tablosu tercih edilen girdidir. Üretici belirtilen basınçta "döngü başına hava tüketimini" veriyorsa, bu değerin normalize edilmiş serbest hava olup olmadığını ve bir stroku mu yoksa tam bir açma-kapama döngüsünü temsil edip etmediğini doğrulayın.

Adım 1: Hazne Hacmini Normalleştirilmiş Havaya Dönüştürün

2,8 L'lik bir aktüatör haznesi, 6 barg'a kadar doldurulduğunda yalnızca 2,8 normal litre tüketim yapmaz. Odanın içindeki gaz sıkıştırılır. İdeal gaz ilişkisine dayalı bir mühendislik tahmini için:

V_N = V_odacık × (P_abs,tedarik / P_{karın kasları, normal}) × (T_normal / T_arz)

Referans ve besleme sıcaklıkları benzerse sıcaklık oranı genellikle yaklaşık 1 olarak kabul edilir:

V_N ≈ V_odacık × (p_g + p_bankamatik) / p_bankamatik

Nerede:

• V_N = normalleştirilmiş veya serbest hava hacmi;
• V_odacık = basınçlı aktüatör bölmesi hacmi;
• p_g = besleme göstergesi basıncı;
• p_bankamatik = yerel atmosfer basıncı;
• P_{karın kasları} = mutlak basınç;
• T = Kelvin cinsinden mutlak sıcaklık.

Yalnızca Silindir Boyutları Mevcutsa

Geleneksel bir doğrusal piston silindiri için geometrik hacim, delik, çubuk çapı ve stroktan tahmin edilebilir:

Kap sonu hacmi = πD²s / 4

Çubuk ucu hacmi = π(D² − d²)s / 4

Burada, D piston deliğidir, d çubuk çapıdır ve s felçtir. Biliniyorsa son boşluk hacmini ekleyin. Üretici o model için gerekli iç boyutları özel olarak sağlamadığı sürece, bu denklemleri çeyrek dönüşlü kremayer veya pinyonlu aktüatöre uygulamayın.

Adım 2: Güçlü Vuruşları Doğru Sayın

Çift Etkili Aktüatör

Çift etkili aktüatör, açmak ve kapatmak için basınçlı hava kullanır. İki hazne hacmi farklıysa bunları ayrı ayrı hesaplayın:

V_N,çevrim = V_{N, açık} +V_{N, kapat}

Bir çevrim, bir tam açılma ve bir tam kapanma anlamına gelir. Bazı kataloglar "işlem" kelimesini tek bir vuruş anlamında kullanır, bu nedenle veri sayfası tanımının kontrol edilmesi gerekir.

Yay Dönüşlü Aktüatör

Yay geri dönüşlü bir aktüatör normalde basınçlı havayı yalnızca bir yönde kullanır; depolanan yay enerjisi arıza yönünü yönlendirir. Bu nedenle döngü başına basınçlı hava tüketimi, elektrikli hazne dolumunun yanı sıra bağlı aksesuar ve boru hacmine bağlıdır. Bu, aktüatörün otomatik olarak daha küçük veya daha verimli olduğu anlamına gelmez: pnömatik tarafın aynı zamanda yay yükünü de karşılaması gerekir, bu da genellikle aktüatörün boyutunu artırır.

Çalıştırma seçimi, yalnızca hava tüketimini değil, gerekli arıza konumunu ve güvenlik felsefesini takip etmelidir. İşlevsel farklılıklar için bkz. tek etkili ve çift etkili aktüatörler.

Çözümlü Örnek: Bir Döngü 34,6 NL Kullanıyor, Ancak Açmak İçin 582 NL/dak Gerekiyor

Aşağıdaki üretici verilerine ve servis gereksinimlerine sahip çift etkili çeyrek turlu bir aktüatörü düşünün:

• açılış odası hacmi: 2,8 L;
• kapatma odası hacmi: 2,2 L;
• Aktüatördeki besleme basıncı: 6 barg;
• atmosfer basıncı: 1,013 bar;
• normal çalışma hızı: saatte 12 tam döngü;
• gerekli açılma süresi: 2 saniye;
• gerekli kapanma süresi: 2 saniye;
• Referans ve besleme sıcaklıklarının benzer olduğu varsayıldığından bu ön tahmin için sıcaklık düzeltmesi atlandı.

1. Basınç Oranını Hesaplayın

Basınç oranı = (6 + 1,013) / 1,013 = 6,92

2. Strok Başına Normalleştirilmiş Havayı Hesaplayın

Açılış havası = 2,8 × 6,92 = 19,4 NL

Kapanış havası = 2,2 × 6,92 = 15,2 NL

3. Tam Döngü Başına Havayı Hesaplayın

Döngü başına hava = 19,4 + 15,2 = 34,6 NL/döngü

4. Ortalama Tesis Talebini Hesaplayın

Ortalama talep = 34,6 × 12 = 415 NL/sa = 6,9 NL/dak

5. Her Vuruş Sırasında Gerekli Akışı Hesaplayın

Açılış akışı = (19,4 / 2) × 60 = 582 NL/dak

Kapanış akışı = (15,2 / 2) × 60 = 456 NL/dak

Kompresör, bu valf için uzun vadeli ortalamayı yalnızca 6,9 NL/dak olarak görüyor, ancak ek ödenek ve basınç kayıpları dikkate alınmadan önce, açılan hava yolunun hareket sırasında yaklaşık 582 NL/dak sağlaması gerekir. Bu nedenle solenoidi 6,9 NL/dak'dan seçmek ciddi bir hata olacaktır.

Bunlar nihai bileşen derecelendirmeleri değil, idealleştirilmiş hesaplama sonuçlarıdır. Borunun ölü hacmi, valf akış eğrileri, basınç düşüşü, hava sıcaklığı, sızıntı ve proje onaylı tasarım payı yine de dikkate alınmalıdır.

Basınç Hava Tüketimi ile Valf Torkunu Etkiler

Aktüatör besleme basıncının arttırılması normalde aktüatör torkunu artırır ancak aynı zamanda her oda dolumu için kullanılan normalleştirilmiş havayı da artırır. Kullanılabilir basınç mevcut basınçtır hareket halindeyken aktüatörde, kompresörde veya duvar regülatöründe gösterilen akışsız basınç değil.

Basınç aralığının iki ucunu kontrol edin:

• Minimum dinamik basınç: aktüatörün regülatör, solenoid, bağlantı parçası ve boru kayıplarından sonra yeterli tork üretmesi gerekir.
• Mümkün olan maksimum basınç: Regülatörün yükseğe ayarlanması veya arızalanması durumunda valf gövdesi, kaplin, braket ve dişli kutusuna aşırı yüklenmemelidir.

Valf kopma torku, özellikle uzun statik periyotlardan sonra, düşük sıcaklıkta, kuru ortamda veya tam diferansiyel basınç altında çalışma torkunu aşabilir. Yüksüz bir atölye testi sırasında serbestçe hareket eden bir aktüatör, hizmet sırasında hala durabilir. Tork boyutlandırma ve hava akışı boyutlandırmanın bu nedenle aynı basınç varsayımlarını kullanması gerekir.

Çoğu zaman Çevrim Süresini Ayarlayan, Aktüatör Portu Değil Hava Yoludur

Hesaplanan strok akışı, başlık ile aktüatör arasındaki tüm kısıtlamalardan ve karşı bölmedeki egzoz yolundan geçmelidir. Tüm zinciri inceleyin:

Tesis başlığı → izolasyon valfi → filtre/regülatör → solenoid valf → bağlantı parçaları → boru sistemi → hız kontrolü → aktüatör portu → egzoz bağlantısı veya susturucu

Solenoid Valf

Aktüatör ve arıza eylemi için solenoid konfigürasyonunu seçin (genellikle çift etkili için 5/2 ve yay geri dönüşü için 3/2), ardından üreticinin akış eğrisini, Cv, Kv'yi veya gerçek giriş ve çıkış koşullarında standartlaştırılmış akış değerini kullanın. Nominal port boyutu tek başına kullanılabilir hava akışını tanımlamaz.

Regülatör ve Filtre

Bir regülatör doğru statik basıncı tutabilir ancak hızlı bir strok sırasında düşebilir. Akış eğrisini kontrol edin ve filtre elemanının en yüksek talebe göre boyutlandırıldığından ve bakımının yapıldığından emin olun. Yavaş ilerlemeyi teşhis ederken, hareket sırasında yukarı ve aşağı yönde basınç gözlemlenmelidir.

Boru ve Bağlantı Parçaları

Borunun yalnızca dış çapını değil iç çapını da kullanın ve uzunluğu, dirsekleri, T bağlantılarını, itmeli bağlantı deliklerini ve egzoz kısıtlamalarını dahil edin. Uzak valf üzerindeki uzun boru hem hacim kazandırır hem de basınç düşüşünü artırır. Solenoidin aktüatörün yakınına yerleştirilmesi, elektrik, çevre ve bakım gerekliliklerine bağlı olarak son akış yolunu kısaltabilir.

Hız Kontrolleri, Susturucular ve Egzoz

Ölçüm dışı akış kontrolleri dengeli hareket için kullanışlıdır, ancak aşırı derecede kapalı bir kontrol, yavaş veya düzensiz hareket yaratır. Kirlenmiş egzoz susturucuları yaygın bir gizli kısıtlamadır. Hızlı egzoz valfi veya hacim yükseltici, kontrol felsefesinin izin verdiği durumlarda tepkiyi iyileştirebilir, ancak genel bir tedavi olarak eklenmek yerine tüm devrenin bir parçası olarak seçilmeli ve test edilmelidir.

Acil Durum Operasyonu için Yerel Hava Alıcısının Taranması

Tesis başlığının tepe akışını destekleyemediği, vananın uzakta olduğu veya hava beslemesi kaybından sonra bir veya daha fazla hareketin tamamlanması gerektiği durumlarda yerel bir alıcı gerekli olabilir. Ön izotermal tarama hesaplaması için:

V_alıcı ≈ V_N,gerekli × P_bankamatik / (P_{1, karın kasları} - P_{2, karın kasları})

Nerede P₁ başlangıç alıcı basıncıdır ve P₂ işlemden sonra izin verilen en düşük alıcı basıncıdır. Her ikisi de mutlak baskı olmalıdır. Minimum son basınç, regülatör ve akış yolu kayıplarından sonra hala yeterli aktüatör torkunu sağlamalıdır.

Örneğin 19,4 NL açılma vuruşunu kullanarak, 5 barg'a düşebilen 8 barg'lık bir alıcı şunu verir:

V_alıcı ≈ 19,4 × 1,013 / [(8 + 1,013) - (5 + 1,013)] = 6,55 L

Bu 6,55 L'lik sonuç, tek güçlü strok için ideal bir ön değerdir. Hat hacmini, sızıntıyı, regülatör davranışını, sıcaklık değişimini, rezervi, tekrarlanan acil durum stroklarını veya kod gerekliliklerini içermez. Belgelenen proje ödeneğini uygulayın, uygun bir standart alıcı seçin ve son pnömatik sistemin basınçlı kap ve güvenlik gereklilikleri açısından incelenmesini sağlayın.

Hava Kalitesi Güvenilirliğin Bir Parçasıdır

Yetersiz akış tek hava besleme sorunu değildir. Su, yağ ve parçacıklar contaları, solenoidleri, konumlayıcıları ve egzoz bileşenlerini etkileyebilir. ISO 8573-1:2010 Parçacıklar, su ve yağ için basınçlı hava saflık sınıflarını tanımlar. Bir vana paketi için gereken sınıf, aktüatör ve aksesuar üreticilerinden ve ayrıca proje spesifikasyonundan gelmelidir; yalnızca standart başlıktan yola çıkılarak varsayılmamalıdır.

Ayrıca en düşük ortam sıcaklığında izin verilen çiğlenme noktasını da doğrulayın. Dış mekan solenoidinde veya egzoz yolunda donan yoğuşma, oda sıcaklığı hava tüketimi hesaplaması doğru olsa bile gerekli güvenlik hareketini engelleyebilir.

Akış veya Hava Hacmi Sorununa İşaret Eden Belirtiler

Mekanik olarak hizalanmış bir paket sürekli olarak sıkışıyor veya düzensiz hareket ediyorsa braketi, kaplini ve mil hizalamasını da kontrol edin. Sonuçlar tartışılıyor yanlış hizalanmış pnömatik valf aktüatörleri.

Boyutlandırma Sayfasına veya RFQ'ya Eklenecek Bilgiler

Yararlı bir aktüatör hava besleme talebi, vananın, aktüatörün ve aksesuarların birlikte kontrol edilmesi için yeterli bilgiyi içermelidir:

• vana tipi, boyutu, basınç sınıfı ve proses ortamı;
• maksimum diferansiyel basınç ve gerekli valf torku veya itme kuvveti;
• aktüatörün markası, modeli, hareketi ve varsa yay seti;
• imalatçının hazne hacmi veya belirtilen hava tüketimi ve derecelendirme koşulları;
• valf konumundaki minimum/normal/maksimum hava basıncı;
• tolerans dahil açılış ve kapanış saatleri;
• normal çevrim hızı, tepe çevrim hızı ve eş zamanlı valf hareketleri;
• solenoid işlevi, voltaj, akış değeri ve montaj yöntemi;
• boru malzemesi, iç çap, uzunluk ve bağlantı düzeni;
• ortam aralığı, muhafaza/tehlikeli alan gereksinimi ve belirtilen hava kalitesi;
• hava beslemesi kaybından sonra arıza konumu ve gereken hareket sayısı;
• sızıntı, seyahat süresi ve konum geri bildirimi için kabul kriterleri.

Kelebek vana uygulamaları için pnömatik kelebek vana kılavuzu ek paket seçimi bağlamı sağlar. Mevcut valf aileleri ayrıca aşağıda incelenebilir. küresel vanalar, kelebek vanalar ve kontrol vanaları.

Tamamlanan Valf Paketini Doğrulayın

Son kanıt entegre bir testtir. Belirtilen hava basıncını ve son aksesuar düzenlemesini kullanın, ardından:

1. hareketten önce statik basıncı kaydedin;
2. açma ve kapama sırasında aktüatördeki minimum basıncı kaydedin;
3. tekrarlanan döngülerde her iki vuruş süresini ölçün;
4. açık ve kapalı konum göstergesini onaylayın;
5. tüpler, bağlantı parçaları ve aksesuar portlarındaki harici sızıntıyı kontrol edin;
6. onaylanmış test prosedürüne göre güç ve/veya hava kaybını simüle ederek gerekli arıza eylemini onaylayın;
7. bir alıcı takılıysa, belirtilen minimum depolanan basınçtan gerekli hareket sayısını doğrulayın;
8. belge regülatörü ayarı, hız kontrol konumu ve test sıcaklığı.

Projeye özel bir paket için vana görevini, diferansiyel basıncı, mevcut hava basıncı aralığını, gerekli seyahat süresini, çevrim hızını ve arıza eylemini şu adrese gönderin: iletişim sayfası. Bu bilgi, tork kontrolü ve pnömatik akış kontrolünün tek bir entegre seçim olarak tamamlanmasına olanak tanır.

Sıkça Sorulan Sorular

Teknik Referanslar

• Festo hava tüketimi hesaplayıcısı — hesaplama girdileri silindir tipini, boyutunu, strokunu, çalışma basıncını ve çevrimlerini içerir.
• Rotork RC200 pnömatik aktüatör belgeleri — Aktüatör seçimi için üreticinin hava tüketimi ve çalışma süresi verileri sağlanır.
• Emerson ASCO solenoid örneği — Yön valfi fonksiyonunu ve aksesuar seçiminde kullanılan Cv/Kv akış verilerini gösterir.
• Rotork YT-315 ses yükseltici - Devrenin ilave akış kapasitesi gerektirdiği durumlarda aktüatörün tepki süresini kısaltmayı amaçlayan bir aksesuar örneği.
• ISO 8573-1:2010 — Parçacıklar, su ve yağ için basınçlı hava saflık sınıfları.