액추에이터는 신호를 기계적 운동으로 변환하여 밸브가 열거 나 닫히도록하여 유체 흐름을 제어 할 수 있습니다. 이 장치는 다양한 디자인과 크기로 제공되므로 다양한 파이프 라인 시스템이 자동화를 달성 할 수 있습니다. 액추에이터는 공정 정확도와 정밀도를 향상시켜 사이클 요구 사항에 관계없이 부드러운 밸브 작동을 보장합니다. 특정 응용 프로그램의 밸브를 선택할 때는 작동 방법을 고려해야합니다. 산업 파이프 라인 시스템에 사용되는 일반적인 밸브 액추에이터에는 전기, 공압 및 유압 액추에이터가 포함됩니다.
공압 및 유압 액추에이터는 밸브 포지셔닝을 제어하기 위해 공기 또는 유체 압력에 의존합니다. 이 액추에이터는 스프링 리턴 또는 이중 활성 유형으로 분류됩니다. 스프링 리턴 액추에이터는 단일 작용 액추에이터입니다. 따라서이 기사에 언급 된 단일 활성 액추에이터는 스프링 리턴 액추에이터를 나타냅니다. 이 액추에이터의 설계는 효율성에 어떤 영향을 미칩니 까?
스프링 리턴 액추에이터는 밸브를 원하는 위치에 유지하기 위해 피스톤의 한쪽에 스프링을 배치합니다. 이 액추에이터는 정상적으로 닫히거나 일반적으로 열린 상태로 구성 될 수 있습니다. 정상적으로 폐쇄 된 구성 (일반적으로 실패라고 함)에서 압축 공기 또는 유압 오일 (유압 시스템)의 압력은 피스톤의 언로드 측면에 적용됩니다. 압축 유체에 의해 생성 된 힘은 스프링 력을 극복하여 스프링을 압축하여 밸브를 열었다. 압축 유체 공급을 차단하면 스프링이 수축되어 밸브를 닫힌 위치로 되돌립니다. 반대 구성은 밸브를 일반적으로 개방 상태로 유지하며, 압축 유체를 공급하면 유체 압력을 차단하면 밸브가 닫히면 밸브가 엽니 다.
대조적으로, 이중 작용 액추에이터는 압축 유체를 유지하기위한 2 개의 챔버를 갖는다. 한 챔버는 압축 유체 흡입구 역할을하는 반면 다른 챔버는 출구 역할을합니다. 실린더 섹션에 압축 유체를 공급하면 피스톤 위치가 변경되어 밸브의 위치가 변경됩니다. 이중 작용 액추에이터는 밸브의 유량을 더 잘 제어 할 수 있습니다.
Spring-Return 액추에이터의 주요 장점은 유체 압력이나 전력이 손실 될 때 밸브를 초기 위치로 신속하게 철회하고 반환하는 능력입니다. 그러나 그들은 또한 몇 가지 단점이있어 이중 작용 액추에이터를 많은 프로세스에 선호하는 대안으로 만듭니다.
다음은 이중 작용 액추에이터가 파이프 라인 시스템에서 유익한 것으로 판명되는 몇 가지 측면입니다.
1. 높은 추력 강도
일반적으로, 대규모 기업 파이프가있는 파이프 라인 시스템에는 대형 밸브가 필요하므로 높은 구동력이 필요합니다. 작동 메커니즘의 저항을 최소화하는 것은 밸브 신뢰성 및 응답 성을 향상시키는 데 중요합니다. 기술적으로, 단일 작용 액추에이터의 스프링은 액추에이터의 추력 강도를 줄입니다. 단일 작용 밸브 액추에이터는 밸브 토크와 스프링 힘을 모두 극복해야하기 때문에 더 커야합니다. 이는 단일 작용 액추에이터가 크기가 크기 때문에 제조에 더 많은 재료가 필요하므로 궁극적으로 더 높은 비용이 발생합니다. 스프링은 또한 전체 액추에이터 크기를 추가하여 이중 작용 액추에이터보다 눈에 띄게 무겁습니다.
이중 작용 액추에이터는 양방향으로 최대 구동력을 제공합니다 (그림 1 참조). 이중 작용 액추에이터에 대한 추력 요구 사항은 단일 작용 액추에이터의 요구 사항보다 낮습니다. 그들의 추력 강도와 소형 크기는 요구하는 산업 파이프 라인에 더 적합합니다.
2. 높은 토크 하중을 견딜 수있는 기능
단일 작용 액추에이터는 중간주기 응용 분야 및 소규모 직경 파이프 라인에서 인기가있어 저조도 응용 분야에 적합합니다. 강력한 산업 응용 프로그램은 유량을 효과적으로 제어하기 위해 강력한 밸브와 액추에이터가 필요합니다. 이 파이프 라인 시스템은 토크 요구 사항이 높기 때문에 에너지 소비가 상당합니다. 앞에서 언급 한 바와 같이, 스프링 퇴치 액추에이터가 제공하는 토크는 스프링의 강성에 따라 다릅니다. 더 작은 이중 작용 액추에이터는 단일 작용 액추에이터보다 더 나은 토크를 제공 할 수 있습니다. 양방향 밸브 작동을 위해 더 낮은 유체 압력이 필요하기 때문에 액추에이터를 가압하는 데 필요한 에너지를 줄입니다. 이중 작용 액추에이터는 중장비 산업 및 화학 처리 밸브에서 널리 사용됩니다.
3. 안정적인 제어
일부 파이프 라인 시스템에서 압력 및 온도와 같은 유체 특성은 빠르고 자주 변동하여 시스템 신뢰성과 효율에 영향을 미칩니다. 밸브를 구동하는 데 필요한 힘에 영향을 미치는 이러한 변형 외에도 스프링 성장 액추에이터를 사용하는 시스템은 스프링의 반대 힘에 지속적으로 대응하여 작동 효율성에 영향을 미칩니다. 스프링 성장 메커니즘이있는 밸브는 일반적으로 밸브를 완전히 열거 나 닫는 것으로 제한됩니다.
이중 작용 액추에이터는 피스톤의 선형 위치에 의해 제어되는 구동력을 가지며, 더 나은 안정성을 제공합니다. 액추에이터의 두 챔버 사이의 압력 차이는 피스톤의 이동 거리를 결정합니다. 이 과정에서 밸브가 열리거나 닫히는 정도를 제어합니다. 이 기능을 사용하면 프로세스 요구 사항을 충족하도록 시스템 유량을 쉽게 조정할 수 있습니다. 자주 사이클링 밸브 응용 프로그램의 경우 단일 작용 액추에이터의 스프링은 피로가 발생하기 쉽습니다. 이것은 액추에이터 정확도와 안정성을 줄입니다. 시간이 지남에 따라, 이중 작용 액추에이터는 대부분의 시스템과 밸브 응용 프로그램이 장기적인 사용을 위해 설계되었으므로 더 신뢰할 수 있습니다.
4. 실패 위치 유지
일상적인 파이프 라인 작업 중에는 운전 전력이 손실되는 사례가있을 수 있습니다. 안전한 프로세스 셧다운에는 실패 안전 위치를 유지하는 것이 중요합니다. 석유 및 가스 산업에서 생산이 재개되면 초크 밸브는 유량을 안정적으로 유지하기 위해 실패 위치를 유지해야합니다. Spring-Return 액추에이터의 경우 즉각적인 조치는 스프링 확장으로 밸브를 빠르게 닫습니다. 이로 인해 파이프 라인의 한 부분에 갑작스런 압력이 축적되어 파이프 파열이 발생할 수 있습니다. 이러한 중요한 응용 프로그램에는 이중 작용 액추에이터가 필요합니다. 액추에이터 챔버 내의 유체 압력은 전원이 복원 될 때까지 밸브를 제자리에 유지합니다. 전력 손실의 근본 원인을 해결하기 위해 셧다운을 안정화시키는 데 도움이됩니다.
5. 안전 수준
액추에이터의 신뢰성은 기계적 구조에 있습니다. 첫째, 우리는 스프링이 다중 작동주기 후 인장 강도를 잃는다는 것을 알고 있습니다. 또한 일부 응용 분야에는 작동 유체의 지속적인 방전이 필요합니다. 밸브가 마지막 고장 위치를 유지하는 한 방전이 계속됩니다. 일반적으로 스프링 퇴치 액추에이터를 사용하는 오픈 밸브는 운전 압력 상실시 개방 위치로 되돌아 유체 배출을 방지합니다.
대조적으로, 이중 작용 액추에이터는 전원이 손실되면 중간 스트로크를 막을 수 있습니다. 이 설정을 통해 작업 유체는 계속 방전하여 안전 위험을 제거 할 수 있습니다. 이중 작용 액추에이터는 스프링 리턴 액추에이터에 비해 시간이 지남에 따라보다 안정적인 밸브 작동을 제공합니다.
적절한 크기, 적절한 유형
많은 응용 분야에서, 이중 작용 액추에이터의 장점은 스프링 성장 액추에이터의 장점을 능가합니다. 파이프 라인 크기 조정을 결정할 때 적절한 유형 및 액추에이터 크기를 선택하면 적절한 유량, 긴 서비스 수명, 신뢰성 및 프로세스 안전성을 보장합니다. 이중 작용 액추에이터는 석유 화학 산업의 고층 밸브 애플리케이션에 더 적합합니다.
Diana에 의해