Een pneumatische actuator is een actuator die luchtdruk gebruikt om een klep te openen, te sluiten of te regelen. Het wordt ook wel een pneumatische actuator of een pneumatisch apparaat genoemd. Pneumatische actuatoren zijn soms uitgerust met bepaalde hulpapparaten. Veelgebruikte voorbeelden zijn kleppositioneerders en handwielmechanismen. De functie van een kleppositioneerder is om, door middel van feedback, de prestaties van de actuator te verbeteren, zodat deze nauwkeurig kan positioneren op basis van het stuursignaal van de controller. De functie van het handwielmechanisme is om de regelklep direct te bedienen en zo de normale productie te handhaven wanneer het besturingssysteem uitvalt door stroomuitval, gasuitval, geen output van de controller of een defecte actuator.
Werkingsprincipe van een pneumatische actuator
Wanneer perslucht via aansluiting A de pneumatische actuator binnenkomt, duwt het gas de dubbele zuigers lineair naar beide uiteinden (cilinderkopuiteinden). De tandheugel op de zuiger drijft het tandwiel op de roterende as 90 graden tegen de klok in aan, waardoor de klep opent. Op dat moment wordt het gas aan beide uiteinden van de pneumatische actuator via aansluiting B afgevoerd. Omgekeerd, wanneer perslucht via aansluiting B de twee uiteinden van de pneumatische actuator binnenkomt, duwt het gas de dubbele zuiger lineair in het midden. De tandheugel op de zuiger drijft het tandwiel op de roterende as 90 graden met de klok mee aan, waardoor de klep sluit. Op dat moment wordt het gas in het midden van de pneumatische actuator via aansluiting A afgevoerd. Bovenstaande is het transmissieprincipe van het standaardtype. Afhankelijk van de wensen van de gebruiker kan de pneumatische actuator worden uitgerust met een transmissieprincipe dat tegengesteld is aan het standaardtype, dat wil zeggen dat de geselecteerde as met de klok mee draait om de klep te openen en tegen de klok in om de klep te sluiten. De A-aansluiting van de enkelwerkende (veerterugslag) pneumatische actuator is de luchtinlaat en de B-aansluiting is de uitlaatopening (de B-aansluiting moet voorzien zijn van een geluiddemper). De inlaat via de A-aansluiting opent de klep en de veerkracht sluit de klep wanneer de luchttoevoer wordt afgesloten.
Prestaties van de pneumatische actuator
1. De nominale uitgangskracht of het koppel van het pneumatische apparaat moet voldoen aan de internationale en klantvoorschriften.
2. Onder onbelaste omstandigheden wordt de cilinder gevuld met de luchtdruk zoals aangegeven in "Tabel 2", en de beweging ervan moet soepel verlopen, zonder vast te lopen of te kruipen.
3. Bij een luchtdruk van 0,6 MPa mag het uitgaande koppel of de stuwkracht van het pneumatische apparaat in zowel de openings- als de sluitrichting niet lager zijn dan de waarde die op het typeplaatje van het pneumatische apparaat is aangegeven. De werking moet soepel zijn en er mogen geen permanente vervormingen of andere abnormale verschijnselen optreden in enig onderdeel.
4. Wanneer de afdichtingstest wordt uitgevoerd met de maximale werkdruk, mag de hoeveelheid lucht die aan elke tegendrukzijde lekt niet meer bedragen dan (3+0,15D)cm3/min (standaardtoestand); de hoeveelheid lucht die uit de eindkap en de uitgaande as lekt, mag niet meer bedragen dan (3+0,15d)cm3/min.
5. De sterkteproef wordt uitgevoerd met 1,5 keer de maximale werkdruk. Na het handhaven van de testdruk gedurende 3 minuten mogen de eindkap van de cilinder en de statische afdichtingsonderdelen geen lekkage en structurele vervorming vertonen.
6. Het aantal handelingen: het pneumatische apparaat simuleert de werking van een pneumatische klep. Onder de voorwaarde dat het uitgangskoppel of de stuwkracht in beide richtingen behouden blijft, mag het aantal openings- en sluitingshandelingen niet minder zijn dan 50.000 keer (één openings- en sluitingscyclus).
7. Bij pneumatische apparaten met buffermechanismen is een stoot niet toegestaan wanneer de zuiger de eindpositie van de slag bereikt.
Voordelen van pneumatische actuatoren
1. Accepteert continue gassignalen en geeft lineaire verplaatsing weer (na toevoeging van een elektrisch/gas-omzetter kan het ook continue elektrische signalen accepteren). Sommige modellen kunnen, na te zijn uitgerust met een tuimelaar, ook hoekverplaatsing weergeven.
2. Er bestaan positieve en negatieve actiefuncties.
3. De bewegingssnelheid is hoog, maar de snelheid zal afnemen naarmate de belasting toeneemt.
4. De uitgangskracht is gerelateerd aan de werkdruk.
5. Hoge betrouwbaarheid, maar de klep kan niet in de gesloten stand worden gehouden nadat de luchttoevoer is onderbroken (dit kan wel na toevoeging van een positievasthoudklep).
6. Het is lastig om segmentbesturing en programmabesturing te realiseren.
7. Eenvoudig onderhoud en goede aanpasbaarheid aan de omgeving.
8. Groot uitgangsvermogen.
9. Het heeft een explosieveilige functie.
Samenvattend
De installatie- en aansluitafmetingen van pneumatische actuatoren en kleppen zijn ontworpen volgens de internationale normen ISO5211, DIN3337 en VDI/VDE3845 en kunnen worden uitgewisseld met gewone pneumatische actuatoren.
De luchttoevoeropening voldoet aan de NAMUR-norm.
Het onderste asgat van de pneumatische actuator (conform ISO5211-norm) is dubbel vierkant, wat handig is voor lineaire of 45°-hoekmontage van kleppen met vierkante stangen.
Geplaatst op: 16 februari 2025