Un actionneur pneumatique est un actionneur qui utilise la pression de l'air pour actionner l'ouverture, la fermeture ou la régulation d'une vanne. Il est également appelé dispositif pneumatique. Les actionneurs pneumatiques sont parfois équipés de dispositifs auxiliaires, notamment des positionneurs de vanne et des mécanismes à volant. Le positionneur de vanne utilise le principe de rétroaction pour optimiser les performances de l'actionneur et lui permettre d'atteindre un positionnement précis en fonction du signal de commande du contrôleur. Le mécanisme à volant permet d'actionner directement la vanne de régulation afin de maintenir la production normale en cas de défaillance du système de contrôle (coupure de courant, coupure de gaz, absence de signal du contrôleur ou panne de l'actionneur).
Principe de fonctionnement d'un actionneur pneumatique
Lorsque de l'air comprimé pénètre dans l'actionneur pneumatique par la buse A, le gaz pousse les deux pistons qui se déplacent linéairement vers les extrémités (têtes de cylindre). La crémaillère du piston entraîne alors la roue dentée sur l'arbre rotatif, qui pivote de 90° dans le sens antihoraire, ouvrant ainsi la vanne. Le gaz présent aux deux extrémités de l'actionneur est alors évacué par la buse B. À l'inverse, lorsque de l'air comprimé pénètre dans l'actionneur pneumatique par la buse B, le gaz pousse les deux pistons qui se déplacent linéairement vers le centre. La crémaillère du piston entraîne alors la roue dentée sur l'arbre rotatif, qui pivote de 90° dans le sens horaire, fermant ainsi la vanne. Le gaz présent au centre de l'actionneur est alors évacué par la buse A. Ce principe de fonctionnement est celui du modèle standard. Selon les besoins de l'utilisateur, l'actionneur pneumatique peut être installé avec un principe de fonctionnement inverse : la rotation de l'axe sélectionné dans le sens horaire ouvre la vanne, et la rotation dans le sens antihoraire la ferme. L'embout A du vérin pneumatique simple effet (à rappel par ressort) sert d'entrée d'air, et l'embout B d'échappement (ce dernier doit être équipé d'un silencieux). L'ouverture de l'embout A actionne la vanne, et la force du ressort la referme en cas de coupure d'air.
Performances de l'actionneur pneumatique
1. La force ou le couple de sortie nominal du dispositif pneumatique doit être conforme aux réglementations internationales et aux exigences du client.
2. Dans des conditions sans charge, le cylindre est alimenté avec la pression d'air spécifiée dans le « Tableau 2 », et son mouvement doit être fluide sans blocage ni glissement.
3. Sous une pression d'air de 0,6 MPa, le couple ou la poussée de sortie du dispositif pneumatique dans les deux sens d'ouverture et de fermeture ne doit pas être inférieur à la valeur indiquée sur la plaque signalétique du dispositif pneumatique, et l'action doit être flexible, et aucune déformation permanente ou autre phénomène anormal ne doit se produire dans aucune partie.
4. Lorsque le test d'étanchéité est effectué à la pression de service maximale, la quantité d'air qui fuit de chaque côté de contre-pression ne doit pas dépasser (3+0,15D)cm3/min (état standard) ; la quantité d'air qui fuit du couvercle d'extrémité et de l'arbre de sortie ne doit pas dépasser (3+0,15d)cm3/min.
5. L'essai de résistance est réalisé à 1,5 fois la pression de service maximale. Après 3 minutes de maintien de cette pression, aucune fuite ni déformation structurelle ne doit être constatée au niveau du couvercle d'extrémité du cylindre et des joints statiques.
6. Durée de vie du dispositif pneumatique : ce dernier simule le fonctionnement d’une vanne pneumatique. Dans des conditions de maintien du couple ou de la poussée de sortie dans les deux sens, le nombre de cycles d’ouverture et de fermeture ne doit pas être inférieur à 50 000 (un cycle d’ouverture-fermeture).
7. Pour les appareils pneumatiques avec mécanismes d'amortissement, lorsque le piston atteint la position finale de la course, aucun impact n'est autorisé.
Avantages des actionneurs pneumatiques
1. Accepte les signaux de gaz continus et fournit un déplacement linéaire (après l'ajout d'un convertisseur électrique/gaz, il peut également accepter des signaux électriques continus). Certains modèles peuvent fournir un déplacement angulaire après l'ajout d'un bras oscillant.
2. Il existe des fonctions d'action positives et négatives.
3. La vitesse de déplacement est élevée, mais elle ralentira lorsque la charge augmentera.
4. La force de sortie est liée à la pression de fonctionnement.
5. Haute fiabilité, mais la vanne ne peut pas être entretenue après l'interruption de la source d'air (elle peut être entretenue après l'ajout d'une vanne de maintien de position).
6. Il est difficile de réaliser un contrôle segmenté et un contrôle par programme.
7. Maintenance simple et bonne adaptabilité à l'environnement.
8. Puissance de sortie élevée.
9. Il possède une fonction antidéflagrante.
En résumé
Les dimensions d'installation et de raccordement des actionneurs et vannes pneumatiques sont conçues conformément aux normes internationales ISO5211, DIN3337 et VDI/VDE3845, et peuvent être interchangées avec celles des actionneurs pneumatiques ordinaires.
L'orifice d'arrivée d'air est conforme à la norme NAMUR.
Le trou d'assemblage de l'arbre inférieur de l'actionneur pneumatique (conforme à la norme ISO5211) est double carré, ce qui est pratique pour l'installation linéaire ou à angle de 45° des vannes à tiges carrées.
Date de publication : 16 février 2025