Conhecimentos sobre atuadores de válvulas!

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Este tópico foi editado pela última vez por yinkuilin6868 em 2015-12-21 às 10:14. Os dispositivos elétricos para válvulas são equipamentos essenciais para permitir o controle programado, automático e remoto das válvulas. O seu movimento pode ser controlado com base no comprimento do curso, no torque ou na força axial aplicada. As características de funcionamento e a eficiência dos dispositivos elétricos para válvulas dependem do tipo da válvula, das especificações de funcionamento do dispositivo e da posição da válvula nos tubos ou equipamentos. 1. Um dispositivo elétrico é geralmente composto pelas seguintes partes: um motor especial, que se caracteriza por ter grande capacidade de sobrecarga, alto torque de partida e baixo momento de inércia; um mecanismo de redução de velocidade, utilizado para diminuir a velocidade de rotação do motor; um mecanismo de controle de curso, usado para ajustar e controlar com precisão a posição de abertura e fechamento da válvula; um mecanismo de limitação de torque, destinado a regular o torque (ou força) para que não exceda um valor pré-determinado; um mecanismo de comutação manual/eletrica, que permite operação manual ou elétrica; e um indicador de abertura, que mostra a posição da válvula durante o processo de abertura e fechamento.

2. De acordo com o tipo de válvula, escolhe-se o atuador elétrico adequado. Atuadores elétricos de curso angular – com ângulo de rotação inferior a 360 graus – são adequados para válvulas borboleta, esfera e de globo. A rotação do eixo de saída do atuador elétrico é inferior a uma volta, ou seja, menor que 360 graus; geralmente, 90 graus já são suficientes para controlar o processo de abertura e fechamento da válvula. Esses atuadores elétricos são divididos, de acordo com o tipo de conexão de instalação, em dois tipos: de conexão direta e de manivela na base. Conexão direta: refere-se à forma em que o eixo de saída do atuador elétrico está conectado diretamente ao vástago da válvula. Tipo com manivela no suporte: refere-se à forma em que o eixo de saída é conectado ao vástago da válvula por meio de uma manivela. Atuador elétrico de múltiplos giros – Atuadores elétricos de múltiplos giros (ângulo de rotação > 360 graus) – adequados para válvulas de retenção, válvulas de corte, etc. A rotação do eixo de saída do atuador elétrico é maior que uma volta, ou seja, superior a 360 graus; geralmente, são necessárias várias voltas para controlar o processo de abertura e fechamento da válvula. Curso linear – Movimento em linha reta – adequado para válvulas de regulação de assento único, válvulas de regulação de assento duplo, etc. O movimento do eixo de saída do atuador elétrico é de tipo linear, e não rotativo. O modo de controle do atuador elétrico é determinado de acordo com as exigências de controle do processo de produção. O modo de controle do atuador elétrico pode ser do tipo “switching” (controle em malha aberta). Os atuadores elétricos do tipo switching são utilizados para controlar se a válvula está aberta ou fechada; a válvula fica ou totalmente aberta ou totalmente fechada. Nesse tipo de válvula, não é necessário um controle preciso do fluxo do fluido. Vale ressaltar que, devido às diferentes formas estruturais, os atuadores elétricos de tipo interruptor podem ser divididos em estrutura modular e estrutura integrada. É necessário esclarecer isso na hora da seleção do produto; caso contrário, podem ocorrer problemas de incompatibilidade durante a instalação no local, como conflitos com o sistema de controle. I. Estrutura separada (geralmente chamada de tipo padrão): A unidade de controle fica separada do atuador elétrico. O atuador elétrico não consegue controlar a válvula sozinho; é preciso uma unidade de controle adicional para que o controle seja possível. Geralmente, um controlador ou um painel de controle é utilizado para isso. A desvantagem dessa estrutura é que ela não facilita a instalação do sistema como um todo, aumentando os custos de conexão e instalação. Além disso, ela tende a apresentar falhas, e quando isso acontece, torna-se difícil diagnosticar e consertá-la. Portanto, seu custo-benefício não é ideal. II. Estrutura integrada (geralmente chamada de tipo integral): A unidade de controle e o atuador elétrico são integrados em um único componente. Assim, não é necessário ter uma unidade de controle separada para operar o dispositivo localmente; basta enviar as informações de controle necessárias para controlá-lo à distância. A vantagem dessa estrutura é a facilidade na instalação do sistema como um todo, reduzindo os custos de conexão e instalação, além de facilitar o diagnóstico e a resolução de falhas. Mas os produtos com estrutura integrada tradicional também possuem muitas deficiências. Por isso, surgiram os atuadores elétricos inteligentes de tipo regulador (controle em loop fechado). Esses atuadores não só têm as funcionalidades dos atuadores de tipo interruptor, mas também permitem um controle preciso das válvulas, ajustando assim o fluxo do fluido. I. Tipos de sinais de controle (corrente, tensão). Os sinais de controle dos atuadores elétricos reguláveis geralmente são sinais de corrente (4~20mA, 0~10mA) ou sinais de tensão (0~5V, 1~5V). Ao escolher o atuador, é necessário determinar o tipo de sinal de controle e seus parâmetros. II. Modo de operação (ligar por eletricidade, desligar por eletricidade). O modo de funcionamento dos atuadores elétricos reguláveis é, geralmente, do tipo “ligado por eletricidade” (tomando como exemplo o controle com sinais de 4~20mA: nesse caso, 4mA corresponde à posição fechada da válvula, enquanto 20mA corresponde à posição aberta). Há também o tipo “desligado por eletricidade” (da mesma forma, 4mA corresponde à posição aberta da válvula, e 20mA corresponde à posição fechada). Terceiro ponto: proteção contra perda de sinal. A proteção contra perda de sinal refere-se à situação em que, devido a falhas nas linhas de comunicação, o sinal de controle é perdido. Nesse caso, o atuador elétrico faz com que a válvula seja aberta ou fechada até atingir um valor de proteção definido. Os valores de proteção mais comuns são “totalmente aberto”, “totalmente fechado” ou “manter a posição atual”.

Os dispositivos elétricos para válvulas podem ser classificados de acordo com o ambiente de uso e com os requisitos de proteção contra explosões. De acordo com esses fatores, os dispositivos elétricos para válvulas podem ser divididos em tipos comuns, para uso externo, à prova de explosão, etc.

A força de torque necessária para abrir e fechar a válvula determina a força de torque que o atuador elétrico deve ter. Geralmente, essa força é definida pelo usuário ou pelo fabricante da válvula. O fabricante do atuador é responsável apenas pela força de torque que ele gera. A força necessária para abrir e fechar a válvula depende do diâmetro da válvula, da pressão de operação, entre outros fatores. No entanto, devido às diferenças na precisão de fabricação e nos processos de montagem dos diferentes fabricantes, as válvulas produzidas por eles podem exigir forças de torque diferentes. Mesmo válvulas produzidas pelo mesmo fabricante podem exigir forças de torque diferentes. Se a força de torque escolhida para o atuador for insuficiente, a válvula não conseguirá ser aberta ou fechada corretamente. Portanto, é necessário escolher uma faixa de força de torque adequada para o atuador. 4. Critérios para a escolha correta do dispositivo de acionamento da válvula: Torque de operação: O torque de operação é o parâmetro mais importante na escolha do dispositivo elétrico para acionar a válvula. O torque gerado pelo dispositivo elétrico deve ser de 1,2 a 1,5 vezes maior que o torque máximo necessário para operar a válvula. Força de operação: Existem dois tipos de estrutura para o motor elétrico das válvulas: um deles não possui disco de força, e a força é gerada diretamente ； Outra opção é a configuração de um disco de empuxo, no qual o torque de saída é convertido em empuxo efetivo por meio da porca do vástago da válvula localizada no disco de empuxo. Número de rotações do eixo de saída: O número de rotações do eixo de saída do dispositivo elétrico que controla a válvula depende do diâmetro nominal da válvula, da passo da rosca do haste da válvula e do número de voltas da rosca. O cálculo é feito mediante a fórmula M = H/ZS (onde M representa o número total de rotações necessárias para o dispositivo elétrico, H é a altura de abertura da válvula, S é o passo da rosca da haste da válvula e Z é o número de voltas da rosca da haste). Diâmetro do vástago: Para válvulas de haste visível com múltiplas rotações, se o diâmetro máximo do vástago permitido pelo dispositivo elétrico for maior do que o diâmetro do vástago da válvula em questão, não será possível montar uma válvula elétrica. Portanto, o diâmetro interno do eixo de saída oco do dispositivo elétrico deve ser maior que o diâmetro externo do vástulo da válvula de haste visível. Para algumas válvulas de rotação parcial e para as válvulas de vareta oculta entre as válvulas de múltipla rotação, embora não seja necessário levar em consideração o diâmetro do varete da válvula, ainda é preciso considerar cuidadosamente o diâmetro do varete em relação ao tamanho das ranhuras dos pinos, para que a válvula funcione corretamente após a montagem. Velocidade de saída: se a velocidade de abertura e fechamento da válvula for muito alta, é fácil que ocorra o fenômeno de impacto de água. Portanto, deve-se escolher a velocidade adequada de abertura e fechamento, de acordo com as diferentes condições de uso.