В трубопроводной арматуре могут быть использованы различные виды приводов.
В зависимости от типа воздействия выделяют возвратно-поступательные, прямоходные, линейные, многооборотные и многоступенчатые приводы.
По типу используемой энергии выделяют ручные, электрические, пневматические, гидравлические и электромагнитные (соленоидные) приводы.
Ручной привод.
Это вид "местного" (нельзя управлять удаленно) привода. Чаще всего это рукоятка или маховик. Такие используются в процессах не требующих автоматизации и арматура располагается в безопасной для обслуживания зоне. Если требуется контролировать арматуру больших диаметров или работающую под высоким давлением, то необходимо прилагать или большие физические усилия или использовать ручной редуктор – механизм с зубчатым зацеплением и уменьшающий для оператора усилие (крутящий момент) необходимое для открывания или закрытия изделия.
Редукторы могут быть:
- Червячными - оси валов перекрещены в пространстве.
- Коническими - оси валов пересечены.
- Цилиндрическими - параллельное размещение осей входного и выходного валов.
- Комбинированные - сочетают особенности описанных выше типов.
Электрический привод.
Универсальное и наиболее популярное решение для местного и дистанционного управления арматурой. Выпускаются в большом количестве исполнений: общепромышленное, с ручным дублером,взрывозащищенный, пожаробезопасное, термостойкие и т.д.
Так же есть «интеллектуальные» электроприводы, такие как AUMA или ZPA Pecky, управляются микропроцессорами и большим количеством контроллеров, позволяют задать широкий режим работы арматуры. А благодаря обратной связи и набору сигналов управления на их основе можно построить надежную автоматическую систему управления производством.
К недостаткам ЭП можно отнести отказ двигателя в случае исчезновения питания, однако, для критических процессов в производстве предусматривают резервные источники питания.
Пневматический привод.
Пневмопривод приводится в действие энергией сжатого воздуха. По принципу действия делятся на односторонние и двухсторонние.
- Одностороннего действия - воздух надо подавать постоянно, чтобы привод был переключен в нужное положение.
- Двухстороннего действия - воздух работает в переключающем режиме. В один патрубок подали - открылся, в другой патрубок подали - закрылся. Похоже на on/off принцип действия у электропривода.
Так же могут быть несколько конструкционных особенностей:
- Мембранный. Такой тип пневмоприводом часто используется в седельных регулирующих клапанах. Сжатый воздух поступает на мембрану, давит на неё. Мембрана действует на пружину, которая уже в свою очередь связана с регулировкой открытия/закрытия седла клапана.
- Поршневой. Один из наиболее частых видов, используется для запорных клапанов, шаровых кранов. Сжатый воздух толкает поршень, который в свою очередь даёт крутящий момент передаточному механизму.
- Лопастной. Для управления приводом достаточно малого давления (до 0,5 бар). Лопасть соединена со штоком, постоянное давление на лопасть создаёт необходимый крутящий момент.
- Сильфонный. Принцип работы основан на способности сильфонов изменять длину под действием давления. Такие приводы бывают только одностороннего действия. Из недостатков таких приводов: работают с арматурой малых диаметров, ограниченный ресурс, низкая ремонтопригодность.
- Струйный. Но про них мы Вам ничего не расскажем, потому что сами не разобрались.
В целом пневматические приводы просты, надежны, безопасны, очень часто используются в зонах повышенной пожароопасности, обладают высоким быстродействием и сравнительно невысокой стоимостью. Но при покупке пневмпопривода не надо забывать о том, что так же потребуется "обвязка" - насос, компрессор, пневматические электроклапаны. Так же применяемость пневмоприводов ограничена значительным ростом расхода воздуха (что связано с бОльшим крутящим моментом для открытия-закрытия) при увеличении размера арматуры.
Гидравлический привод.
Принцип действия похож на пневмопривод, но приводится в действие жидкостью, находящейся под давлением.
Подача жидкости может быть от: гидроаккумулятора, магистрального водоснабжения и от насоса.
Работать могут как по гидродинамическому принципу (правила сообщающихся сосудов, сужение/расширение трубопровода и другие увлекательные вещи, связанные с законом вязкости Ньютона), а так же по объёмному принципу (льём столько воды, сколько можем).
Преимущества гидропривода – способность сочетать высокую нагрузку, плавность работы, компактные размеры, способность сохранять запас гидравлической энергии на случай аварийного выключения, высокая надежность.
Недостаток - высокая себестоимость обвязки (гидроустановки) гидропривода.
Электромагнитные приводы.
Преобразуют электрическую энергию в магнитное поле, которое затем с помощью феромагнетиков преобразуется в механическое поступательное движение. В зависимости от вида действия различают реверсивные, тянущие, толкающие, поворотные приводы. Достоинства такого решения: быстродействие, точность, простота, надежность и ОГРОМНЫЙ ресурс (до миллиона включений-выключений). Электромагнитные приводы широко используются в системах автоматизации. Но ключевым недостатком является мощность, поэтому обычно для управления арматурой больших диаметров они применяются в комбинации с другими вариантами приводов, импульсных трубок, пилотных каналов.
В большинстве случаев приводы арматуры выполняют только запорную функцию -управляемая ими арматура закрывает или открывает поток рабочей среды. Для осуществления арматурой функций управления параметрами рабочей среды (поддержание требуемых характеристик ее расхода или давления) применяют регулирующие приводы. Этот тип приводов позволяет фиксировать рабочий орган арматуры не только в крайних положениях, а и в любом из промежуточных, добиваясь нужного воздействия на регулируемый параметр рабочей среды.