Elektrilised ja pneumaatilised ajamidTorustikuventiilide puhul: Tundub, et need kaks ajamit on üsna erinevad ja valik tuleb teha vastavalt paigalduskohas saadaolevale toiteallikale. Tegelikult on see seisukoht aga kallutatud. Lisaks peamistele ja ilmsetele erinevustele on neil ka mitmeid vähem ilmseid unikaalseid omadusi.

Elektrilised ja pneumaatilised ajamid on kaks automaatikasüsteemides kõige sagedamini kasutatavat ajamit. Tavaliselt tehakse ajami valiku otsus põhiprojekteerimise etapis ja seda kasutatakse kuni paigaldamisjärgse elutsükli lõpuni.

Täiturmehhanismi toitetüübi valimisel ei arvesta inimesed sageli torujuhtmes oleva protsessikeskkonna parameetreid, vaid pööravad tähelepanu ainult projekteerija sisemistele võrdlusmaterjalidele, toiteallika olukorrale või sellele, kas koht suudab tarnida suures koguses tehasegaasi.

Töö käigus tuleb aga sageli ette, et mõned ventiilid vajavad ajamid või muutuvad mõne ventiili protsessikeskkonna parameetrid. Seega tekib küsimus: kas peaksin jõudluse parandamiseks säilitama originaalajami või asendama selle teisega?

Pikem kasutusiga

See artikkel tutvustab ja võrdleb elektriliste ja pneumaatiliste ajamite peamisi jõudlusomadusi.

Tavapärastes tingimustes garanteerivad tootjad elektriajamitele 10 000 töötsüklit ja pneumaatilistele ajamitele 100 000 töötsüklit. Ilmselgelt on pneumaatilise ajamil lihtsama konstruktsiooni tõttu pikem eluiga töötsüklite arvu osas. Lisaks on pneumaatilise ajami hõõrdekontaktpind valmistatud elastomeerist või polümeerist ning kulunud O-rõngaid ja plastjuhtelemente on lihtne vahetada.

Elektrilise ajamina on mootorist väljundvõllini tavaliselt reduktorkäigukast. Seal on palju omavahel haakuvaid hammasrattaid, mis töötamise ajal kuluvad. Samuti väärib märkimist, et pneumaatilise ajami kogu elutsükli jooksul ei ole vaja määrdeainet vahetada.

Pöördemoment

Torustiku ventiiliajamite üks olulisemaid jõudlusparameetreid on pöördemoment. Elektrilise ajami pöördemoment sõltub konstruktsioonist (konstantne komponent) ja staatorile rakendatavast pingest. Pneumaatilise ajami pöördemoment sõltub konstruktsioonist (konstantne komponent) ja pneumaatilisele ajamile tarnitava õhu rõhust.

Üldiselt peab ajami pöördemoment olema suurem kui klapi maksimaalne pöördemoment või suurem kui sulgeelemendi liigutamiseks vajalik pöördemoment. Tegelikus kasutuses võib klapi tegelik pöördemoment olla suurem kui tootja kaubamärgi poolt määratud maksimaalne pöördemoment ja ka suurem kui ajami maksimaalne pöördemoment. See on kahtlemata hädaolukord.

Ajami edasine töötamine võib ajamit ja ventiili kahjustada. Kui ventiili pöördemoment suureneb, suurendab mootor järk-järgult pöördemomenti, kuni see saavutab väljatõmbeväärtuse (väljatõmbeväärtus). See tähendab, et mehaaniline konstruktsioon on sunnitud väljundisse tulema ja taluma liigset pöördemomenti, mis ületab projekteeritud vahemikku.

Ülemomendi kaitse

Seadmete kahjustamise vältimiseks ülalmainitud tingimustes saab elektriajamit varustada mõne spetsiaalse seadmega. Kõige levinum on pöördemomendi lüliti, mis võib olla mehaaniline (üldine tööpõhimõte on, et ussiülekanne liigub ülekoormuse korral aksiaalselt lineaarselt); see võib olla ka elektrooniline (üldine põhimõte on staatori voolu ehk Halli efekti mõõtmine). Kui pöördemoment ületab kavandatud maksimaalse väärtuse, saab pöördemomendi lüliti staatori pinge välja lülitada ja ajami mootori peatada. Pneumaatilistes ajamites ei ole ülekoormuse kaitset vaja. Kui ventiilile rakendatav pöördemoment ületab ettenähtud piiri, põhjustavad suruõhu füüsikalised omadused pneumaatilise ajami töö peatamise. Erinevalt elektrilistest ajamitest ei ületa pneumaatiliste ajamite väljundpöördemoment kavandatud piiri. Võib eeldada, et kui torujuhtme ventiil on varustatud pneumaatilise ajamiga, on seadme rikke oht ettenähtud väärtust ületava pöördemomendi tõttu välistatud.

Plahvatuskindel disain

Kui kasutuskeskkonnas on ohtlikke aineid, võib elektriseade põhjustada plahvatuse. Ohtlikus keskkonnas esinevaid kaitsetasemeid ja -meetodeid ei ole selles artiklis ruumipiirangu tõttu käsitletud.

Sellest hoolimata on siiski vaja rõhutada, et ohtlike materjalidega keskkondades tuleb kasutada plahvatuskindlaid seadmeid.

Võrreldes tavapäraste tööstuslike elektriliste ajamitega on torujuhtmeventiilide plahvatuskindlad elektrilised ajamimehhanismid kallimad ja keerukama konstruktsiooniga. Isegi kui pneumaatilist ajamit kasutatakse ohtlikus keskkonnas, ei ole plahvatusohtu. Pneumaatiliste ajamimehhanismide puhul piirdub ohtliku keskkonna jaoks mõeldud spetsiaalne disain ka positsioneeride, solenoidventiilide ja piirlülititega (joonis 1-3). Seega, kui torujuhtmeventiili käitamiseks kasutatakse plahvatuskindla lisaseadmega pneumaatilist ajamit, on maksumus oluliselt madalam kui sama funktsiooniga plahvatuskindla elektrilise ajami puhul.

Positsioneerimine

Pneumaatiliste ajamite üks olulisemaid puudusi on see, et kui ajam jõuab käigu keskele, on positsioneerimine keerulisem, mis tähendab, et juhtventiili pooli positsioneerimine on raskem.

Õhu füüsikaliste omaduste tõttu on pneumaatiliste ajamite positsioneerimistäpsus mitu korda madalam kui elektrilistel ajamitel. Kui elektriline ajam kasutab astmemootorit, on selle positsioneerimistäpsus mitu suurusjärku suurem kui positsioneeriga varustatud pneumaatilisel ajamil. Viimast saab kasutada ainult süsteemides, mis ei vaja suurt positsioneerimistäpsust ega juhtimistäpsust. Torustikuventiilides kasutatavatel pneumaatilistel ajamitel on oma konstruktsioonilised iseärasused: kõik juhtimissüsteemi komponendid on paigaldatud ajami välispinnale või põhikonstruktsiooni välisküljele. Kui on vaja lülitada töörežiim väljalülitatud režiimilt juhtimisele, tuleb solenoidventiil asendada positsioneeriga. Kuna need kaks komponenti on paigaldatud pneumaatilise ajami välisküljele ja vastaspinna konstruktsioon on sama, on mugavam jaotur eemaldada ja positsioneerija paigaldada. Teisisõnu, sama pneumaatilist ajamit saab kasutada nii väljalülitamiseks kui ka juhtimiseks, asendades vastavad lisaseadmed (joonis 1-2).