Un attuatore pneumatico è un dispositivo che utilizza la pressione dell'aria per azionare l'apertura, la chiusura o la regolazione di una valvola. Viene anche chiamato attuatore pneumatico o dispositivo pneumatico. Gli attuatori pneumatici sono talvolta dotati di dispositivi ausiliari. I più comuni sono i posizionatori di valvole e i meccanismi a volantino. La funzione di un posizionatore di valvole è quella di utilizzare il principio di retroazione per migliorare le prestazioni dell'attuatore, in modo che quest'ultimo possa raggiungere un posizionamento preciso in base al segnale di controllo del regolatore. La funzione del meccanismo a volantino è quella di azionare direttamente la valvola di controllo per mantenere la normale produzione in caso di guasto del sistema di controllo dovuto a interruzione di corrente, mancanza di gas, assenza di output dal regolatore o guasto dell'attuatore.
Principio di funzionamento dell'attuatore pneumatico
Quando l'aria compressa entra nell'attuatore pneumatico dall'ugello A, il gas spinge i due pistoni a muoversi linearmente verso entrambe le estremità (estremità della testata del cilindro), e la cremagliera sul pistone aziona l'ingranaggio sull'albero rotante facendolo ruotare di 90 gradi in senso antiorario, aprendo la valvola. In questo momento, il gas presente alle due estremità dell'attuatore pneumatico viene scaricato dall'ugello B. Al contrario, quando l'aria compressa entra nelle due estremità dell'attuatore pneumatico dall'ugello B, il gas spinge i due pistoni a muoversi linearmente al centro, e la cremagliera sul pistone aziona l'ingranaggio sull'albero rotante facendolo ruotare di 90 gradi in senso orario, chiudendo la valvola. In questo momento, il gas presente al centro dell'attuatore pneumatico viene scaricato dall'ugello A. Quanto sopra rappresenta il principio di trasmissione del tipo standard. In base alle esigenze dell'utente, l'attuatore pneumatico può essere installato con un principio di trasmissione opposto a quello standard, ovvero l'asse selezionato ruota in senso orario per aprire la valvola e in senso antiorario per chiuderla. L'ugello A dell'attuatore pneumatico a semplice effetto (a ritorno a molla) è l'ingresso dell'aria, mentre l'ugello B è l'uscita (l'ugello B deve essere dotato di silenziatore). L'ingresso dell'ugello A apre la valvola, e la forza della molla la chiude quando l'aria viene interrotta.
Prestazioni dell'attuatore pneumatico
1. La forza o la coppia nominale del dispositivo pneumatico devono essere conformi alle normative internazionali e del cliente.
2. In condizioni di assenza di carico, il cilindro viene alimentato con la pressione dell'aria specificata nella “Tabella 2” e il suo movimento deve essere fluido, senza inceppamenti o slittamenti.
3. Con una pressione dell'aria di 0,6 MPa, la coppia o la spinta in uscita del dispositivo pneumatico, sia in apertura che in chiusura, non deve essere inferiore al valore indicato sulla targhetta del dispositivo pneumatico, il funzionamento deve essere fluido e non devono verificarsi deformazioni permanenti o altri fenomeni anomali in nessuna parte.
4. Quando la prova di tenuta viene eseguita con la massima pressione di esercizio, la quantità di aria che fuoriesce da ciascun lato di contropressione non deve superare (3+0,15D)cm3/min (stato standard); la quantità di aria che fuoriesce dal coperchio terminale e dall'albero di uscita non deve superare (3+0,15d)cm3/min.
5. La prova di resistenza viene eseguita con una pressione pari a 1,5 volte la pressione massima di esercizio. Dopo aver mantenuto la pressione di prova per 3 minuti, il coperchio terminale del cilindro e le parti di tenuta statica non devono presentare perdite né deformazioni strutturali.
6. Il numero di cicli di funzionamento del dispositivo pneumatico simula l'azione di una valvola pneumatica. Mantenendo costante la coppia o la capacità di spinta in entrambe le direzioni, il numero di operazioni di apertura e chiusura non deve essere inferiore a 50.000 (un ciclo di apertura-chiusura).
7. Nei dispositivi pneumatici con meccanismi di ammortizzazione, quando il pistone raggiunge la posizione finale della corsa, non è consentito l'impatto.
Vantaggi degli attuatori pneumatici
1. Accetta segnali di gas continui ed emette spostamento lineare (dopo aver aggiunto un dispositivo di conversione elettrico/gas, può accettare anche segnali elettrici continui). Alcuni modelli possono emettere spostamento angolare dopo essere stati dotati di un bilanciere.
2. Esistono funzioni di azione positive e negative.
3. La velocità di movimento è elevata, ma diminuirà all'aumentare del carico.
4. La forza in uscita è correlata alla pressione di esercizio.
5. Elevata affidabilità, ma la valvola non può essere mantenuta in posizione dopo l'interruzione dell'alimentazione dell'aria (la manutenzione è possibile aggiungendo una valvola di mantenimento della posizione).
6. È scomodo realizzare il controllo segmentato e il controllo programmato.
7. Manutenzione semplice e buona adattabilità all'ambiente.
8. Elevata potenza di uscita.
9. È dotato di funzione antideflagrante.
In sintesi
Le dimensioni di installazione e collegamento degli attuatori e delle valvole pneumatiche sono progettate secondo gli standard internazionali ISO5211, DIN3337 e VDI/VDE3845 e sono intercambiabili con i normali attuatori pneumatici.
Il foro di alimentazione dell'aria è conforme allo standard NAMUR.
Il foro di montaggio dell'albero inferiore dell'attuatore pneumatico (conforme allo standard ISO5211) è a doppia sezione quadrata, il che facilita l'installazione lineare o ad angolo di 45° di valvole con steli quadrati.
Data di pubblicazione: 16 febbraio 2025