数年前、浄水場の保守管理者から電話を受けました。
自動バタフライバルブの 1 つが全閉位置に達しなくなってしまいました。オペレーターは当初、バルブ自体が故障したのではないかと疑っていました。バルブを取り外して検査したところ、良好な状態であることがわかりました。次に、アクチュエータに注目してください。
当社のエンジニアが現場に到着すると、問題は驚くほど単純であることが判明しました。前回のシャットダウン時に取り付けられた交換用アクチュエータは、バルブに必要な 40 分の 1 回転動作に合わせて適切に調整されていませんでした。-その結果、バルブは完全に 90 度回転することはありませんでした。
この出来事は珍しいように聞こえるかもしれませんが、産業オートメーションにおける共通の現実を浮き彫りにしています。多くの人が、その動作方法や、なぜこれほど広く使用されているのかを十分に理解せずに、90 度の空気圧アクチュエータを毎日使用して作業しているのです。
WUXI XINMING AUTO-CONTROL VALVES INDUSTRY CO., LTD では、お客様によるバルブ オートメーション システム用の空気圧アクチュエータの選択、設置、トラブルシューティングを定期的に支援しています。私たちが最もよく受ける質問の 1 つは次のとおりです。
90 度空気圧アクチュエータとは正確には何ですか?また、どのように動作するのでしょうか?
90 度空気圧アクチュエータとは何ですか?
90 度空気圧アクチュエータは、圧縮空気を回転運動に変換するデバイスです。
その名前が示すように、アクチュエータは出力シャフトを 4 分の 1 回転、つまり 90 度回転させてバルブを開閉します。
これらのアクチュエータは一般的に次のものとともに使用されます。
- ボールバルブ
- バタフライバルブ
- プラグバルブ
- ダンパーシステム
ゲート バルブやグローブ バルブで使用されるマルチターン アクチュエータとは異なり、90 度アクチュエータは、4 分の 1 回転の動きで流路を制御する用途向けに特別に設計されています。-
バタフライ バルブが完全に閉じた状態から完全に開くまで動くのを見たことがあるなら、実際に 90 度回転しているのを見たことがあるでしょう。
90 度空気圧アクチュエータはどのように動作しますか?
さまざまなアクチュエータ設計が存在しますが、ほとんどの工業用 90 度空気圧アクチュエータはラック アンド ピニオン機構を使用しています。
アクチュエータ ハウジングの内部には、2 つのピストンが互いに向かい合って配置されています。
圧縮空気がアクチュエータ チャンバに入ると、次のようになります。
1. 空気圧によりピストンが外側に押されます。
2. ピストンは 2 つのギア ラックを駆動します。
3. ラックは中央のピニオンギアを回転させます。
4. ピニオンにより出力軸が回転します。
5. バルブステムは正確に 90 度回転します。
反対側の部屋に空気が供給されると、プロセスが逆転し、バルブは元の位置に戻ります。
この動作は迅速かつ確実に行われ、工業用の 4 分の 1 回転バルブを操作するのに十分なトルクが発生します。{0}}
本物の工場体験
あるプロジェクトが今でも私の記憶に残っています。
食品加工施設を運営している顧客は、いくつかの手動バタフライ バルブを自動操作にアップグレードしていました。生産管理者は、より迅速なプロセス制御と手動介入の削減を望んでいました。
インストール中は、すべてが完璧に見えました。
バルブが開きました。
バルブが閉まりました。
制御信号は正しく応答しました。
しかし、数週間後、オペレーターは、ある生産ラインで流量が一貫していないことを報告しました。
検査の結果、1 つのアクチュエータが取り付け時にバルブ ステムと適切に位置合わせされていないことが判明しました。アクチュエータは機械的停止に達していましたが、バルブディスクは完全に開いた位置のわずかに手前で停止していました。
製造現場に立ってオペレーターがプロセス上の問題と思われる問題のトラブルシューティングを行っているのを見ていると、アクチュエータの適切なセットアップがいかに重要であるかが明らかになりました。
アクチュエーター自体は故障していませんでした。
インスタレーションはそうでした。
調整後、バルブはすぐに通常の動作に戻りました。
このような経験は、空気圧アクチュエータがどのように動作するかを理解することが、適切なモデルを選択するのと同じくらい重要であることを思い出させます。
90 度空気圧アクチュエータが人気があるのはなぜですか?
四半期回転空気圧アクチュエータがバルブ自動化プロジェクトの主流を占めている理由はいくつかあります。{0}
- シンプルな機械設計
ラックアンドピニオン アクチュエータには可動部品が比較的少ないため、信頼性が高く、メンテナンスが容易です。
- 高速動作
多くの工業プロセスでは、バルブを素早く開閉する必要があります。
空気圧アクチュエータは、90 度の完全なストロークを数秒で完了できます。
- 過酷な環境に最適
電気アクチュエータとは異なり、空気圧システムは、電気機器が追加の保護を必要とする可能性がある多くの危険区域でも安全に動作できます。
- 簡単な統合
最新のアクチュエータのほとんどは ISO 取り付け規格に準拠するように設計されており、ボール バルブやバタフライ バルブへの取り付けが簡単です。
- 単動式 vs 複動式 90 度空気圧アクチュエータ
お客様が当社に問い合わせる際、どのタイプのアクチュエータが必要なのかがわからないことがよくあります。
- 単動式
圧縮空気はアクチュエータを一方向に駆動します。
空気圧が除去されると、内部のスプリングがアクチュエータを戻します。
典型的なアプリケーションには次のようなものがあります。
- 緊急停止システム
- 安全性-重要なバルブ
- アプリケーションをフェールオープンまたはフェールクローズ-します。{{1}
複動式
圧縮空気により開閉動作が行われます。
利点は次のとおりです。
- より高いトルク出力
- より正確な制御
- スプリングパッケージは必要ありません
これらのアクチュエータは、一般的な産業オートメーション システムでよく見られます。
- 選考時によくある間違い
バルブ自動化プロジェクトを何年もサポートしてきた後、いくつかの間違いが繰り返し発生します。
バルブサイズだけで選ぶ
より大きなバルブには、必ずしもより大きなアクチュエータが必要というわけではありません。
実際のバルブトルクは常に計算する必要があります。
空気供給条件の無視
空気圧が不十分だと、アクチュエータの性能が大幅に低下する可能性があります。
環境要因の見落とし
屋外設置、化学物質への暴露、沿岸環境では、異なるアクチュエータ材料が必要になる場合があります。
不適切なトラベル調整
意図した 90 度のストロークからのわずかなずれでも、バルブのシールとプロセスのパフォーマンスに影響を与える可能性があります。
お客様が適切なアクチュエータを選択できるようサポートする方法
WUXI XINMING AUTO-CONTROL VALVES INDUSTRY CO., LTD. では、通常、アクチュエータの選択は、すぐに製品を推奨するのではなく、用途を理解することから始まります。
当社のエンジニアはよく次のような質問をします。
- どのタイプのバルブが自動化されていますか?
- 必要な作動トルクはどれくらいですか?
- フェイルセーフ機能は必要ですか?{0}
- 環境条件は何ですか?
- バルブはどれくらいの頻度で循環しますか?
多くの場合、その答えによって、カタログ仕様だけよりも正確に最適なアクチュエータ構成が決定されます。
最終的な考え
90 度空気圧アクチュエータは単純なデバイスに見えるかもしれませんが、最新のバルブ自動化システムでは重要な役割を果たします。
これらのアクチュエータは、圧縮空気を正確な 4 分の 1 回転の動きに変換することで、ボール バルブ、バタフライ バルブ、プラグ バルブ、その他多くの産業用途に信頼性の高い動作を提供します。{0}
水処理、食品加工、化学生産、一般製造業のお客様と協力してきた当社の経験から、最も成功した設置が最も高価なアクチュエータの選択の結果であることはほとんどありません。
これらは、アクチュエータがどのように動作するかを理解し、アプリケーションに合わせて最初から正しく取り付けた結果です。
そして時には、何年も前にその浄水場で学んだように、単純な 90 度の動きで大きな違いが生じることがあります。
