در شیرهای دستی، اپراتور‌ها انرژی لازم برای باز یا بسته کردن و یا تغییر وضعیت شیر را فراهم می‌کنند. در بسیاری از مواقع به یکی از دلایل زیر استفاده از روش دستی امکان‌پذیر نیست که در چنین مواقعی یک قطعه اضافی بر روی شیر نصب می‌گردد که به آن عملگر و یا Actuator می‌گویند.
۱- مسائل ایمنی
۲- برای باز و یا بسته کردن ولو گشتاور بسیار زیادی مورد نیاز باشد
۳-در موارد اضطراری نیاز باشد تا عملکرد سیستم را کامل قطع کرد.
۴- قابلیت دسترسی به شیر و کنترل آن از راه دور
نوع سیستم تحریک ولو می‌تواند هیدرولیکی، الکتریکی و یا نیوماتیکی باشد.
لازم است اشاره شود که عملگر باید بتواند نیروی مورد نیاز شیر برای باز، بسته کردن و یا نیمه باز کردن شیر را به طور کامل تأمین کند اما نباید انرژی ورودی به عملگر بیش از اندازه زیاد باشد.
ویژگی‌های عملگر
عملگر باید قادر باشد طول کورس شیر را به صورت کامل طی کند. به طور مثال برای شیرهای پروانه‌ای و شیرهای توپی این طول کورس یک چرخش ۹۰ درجه می‌باشد که عملگر باید بتواند کل آن را طی کند.
مقدار گشتاور لازم جهت به حرکت در آوردن ولو رابطه تنگاتنگی با سایز ولو، مشخصات خود ولو و همچنین نوع نشیمنگاه ولو دارد. میزان گشتاور لازم برای به حرکت درآوردن عضو مسدود‌کننده ولو توسط سازنده شیر باید مشخص شود.
به طور کلی ولو‌هایی که به کمک اپراتور به حرکت در می‌آیند ولو دستی و یا manually valves نامیده می‌شوند و شیر‌هایی بدون نیاز به اپراتور و به صورت اتوماتیک عمل می‌کنند Automatic valves نامیده می‌شوند. به طور مثال یک شیر پروانه‌ای هم می‌تواند به صورت دستی باز یا بسته شود و هم می‌تواند دارای عملگر پنوماتیک یا الکتریک باشد. عملگر (اکچویتر) پنوماتیکی برند EBRO نمونه‌ای از این عملگر است.
نکات مهم در انتخاب عملگر مناسب
در انتخاب یک عملگر مناسب باید به تمامی موارد زیر دقت کرد:
۱- نوع سایز ولو: سایز ولو، جنس نشیمنگاه و سایر مشخصات خود ولو با گشتاور مورد نیز برای به حرکت درآوردن شیر رابطه دارد.
۲-افت فشار: هرچه میزان افت فشار در ولو بیشتر شود گشتاور لازم برای به حرکت درآوردن آن بیشتر می‌شود.
۳- وضعیت عملکردی ولو: باید توسط طراح سیستم مشخص شود که ولو مورد نظر فقط به صورت باز و بسته on/off به کار می‌رود و یا جهت کنترل و تنظیم جریان و به صورت proportional نیز به کار می‌رود محرک‌هایی که بر روی شیرهای on/off قرار می‌گیرند تنها نیروی لازم برای باز و یا بسته کردن را باید داشته باشند.
۴-سیالی که از درون شیر عبور می‌کند: نوع سیال بر روی میزان گشتاوری که شیر نیاز دارد تأثیر دارد. همچنین وجود ذرات جامد معلق درون سیال خلاصی بین محور و یاتاقان را از بین می‌برند. همچنین در مواقعی که سیال با خورندگی یا… باعث از بین رفتن قطعات درون شیر می‌شود گشتاور مورد نیاز آن بسیار بیشتر شده.
۵-دمای سیال: هرچه دمای سیال به دمای اتاق نزدیک‌تر باشد گشتاور مورد نیاز شیر کمتر می‌باشد. دمای بیش از حد بالا و یا بیش از حد پایین باعث شده تا میزان گشتاور مورد نیاز افزایش یابد.
۶- سیکل تناوبی محرک: تعداد دفعاتی که یک محرک لازم است باز یا بسته شود بر رو انتخاب نوع آن به شدت تأثیر دارد.
انواع عملگر‌ها
۱- عملگر‌های نیوماتیکی
۲- عملگر‌های الکتریکی
۳- عملگر‌های هیدرولیکی
دسته اول: عملگر‌های نیوماتیکی
این عملگر‌ها به دلیل قیمت نسبتاً ارزانشان از جمله پرمصرف‌ترین عملگر‌ها در ولو‌های صنعتی می‌باشند. انرژی مورد نیاز آن‌ها هوای فشرده است که در اغلب کارگاه‌ها و سایت‌ها موجود می‌باشد. عملگر‌های نیوماتیکی نسبت به سایر عملگر‌ها، عملکرد راحت تر‌ی دارند از این رو میزان خرابی کمتری داشته و به تعمیرات کمتری نیاز دارند.
عملگر‌های نیوماتیکی را می‌توان برای شیرهای با حرکت خطی و همچنین برای شیرهای دورانی با زاویه محدود به کار برد. محرک‌های نیوماتیکی برای جا‌هایی که شیر به صورت مکرر در حال باز یا بسته شدن می‌باشد مورد استفاده قرار می‌گیرند همچنین در مواردی که به عکس العمل سریعی برای باز و بسته کردن شیر نیاز باشد می‌توان از آن‌ها استفاده کرد.
محرک‌هایی که به وسیله سیستم نیوماتیک تحریک گردیده و شیر را باز و بسته می‌کنند در محدوده فشار ۳۰ تا ۱۲۰ psig کار می‌کنند.
انواع عملگر‌های نیوماتیکی به سه دسته کلی تقسیم می‌شوند:
۱- عملگر‌های دیافراگمی
۲- عملگر‌های پیستونی
۳-عملگر پره‌ای
۱- عملگر دیافراگمی
نوع دیافراگمی معمولاً برای ولو‌های با حرکت خطی به کار می‌روند اما گاهاً از آن‌ها برای شیرهای با حرکت دورانی نیز استفاده می‌شود.
در این نوع از اکت‌ها یک دیافراگم قابل انعطاف بین دو قسمت بدنه که به هم پیچ شده‌اند نگه داشته می‌شود. این دیافراگم فضای داخلی اکت را به دو قسمت مجزا از هم تقسیم می‌کند که هرکدام به صورت کامل و جداگانه آب‌بندی می‌باشند.
هوای فشرده ورودی از کمپرسور هوا، می‌تواند به هر یک از این قسمت‌ها جدا شده و دیافراگم را به سمت دیگر منعطف کند. این عمل باعث شده که میله عملگر که به دیافراگم متصل است نیز به سمت دیگر منعطف شود.
سیت و پلاگ (عضو مسدود‌کننده داخل بدنه شیر) نیز به این میله عملگر متصل می‌باشد که با حرکت دیافراگم حرکت کرده و یا شیر را باز می‌کند و یا می‌بندد.
هرچه میزان هوای فشرده ورودی به محفظه بیشتر باشد میزان این جابجایی نیز بیشتر خواهد بود.
۲- عملگر پیستونی
با وجود اینکه نوع پیستونی در میان عملگر‌های نیوماتیکی زیاد پرمصرف نمی‌باشد ولی به تدریج به کاربرد گسترده‌ای در ولو‌های صنعتی راه پیدا کرده‌اند. در این نوع از عملگر‌ها از یک سیلندر و یک پیستون لغزنده که به وسیله یک اورینگ نسبت به سیلندر آب‌بندی شده است استفاده می‌گردد. عملگر‌های پیستونی عمدتاً برای کاربرد‌های On/Off به کار می‌روند. اگر طول کورس پیستون طولانی باشد آنگاه می‌توان از این عملگر جهت تحریک ولو‌های بزرگ نیز استفاده کرد.
۳- عملگر پره‌ای
این نوع از عملگر معمولاً برای دوران‌های ۹۰ درجه به کار می‌روند. داخل محفظه این عملگر یک پره نوسانی که لبه‌های آن نسبت به دیواره داخلی محفظه آب‌بندی شده است قرار دارد. با وجود هوای فشرده به اطراف پره، یک حرکت دورانی محدود در محور متصل به آن به وجود می‌آید. وقتی هوا به فضای یک طرف پره وارد می‌شود، هوای طرف دیگر تخلیه شده و پره حول خود می‌چرخد.
این نوع از عملگر‌ها برای گشتاور‌های پایین و فشار‌های کم به کار برده می‌شود.
دسته دوم: عملگر‌های الکتریکی
این نوع از عملگر‌ها در انواع و سایز‌های مختلف بوده و از یک موتور الکتریکی، سیستم کنترل، گیربکس و سوییچ‌های محدود‌کننده تشکیل شده‌اند.
این نوع از موتور‌ها می‌توانند به صورت AC و یا DC باشند.
درواقع این نوع از عملگر جریان الکتریکی را به صورت تورک مورد نیاز شیر برای باز یا بسته شدن تبدیل می‌کند.
این نوع از اکچویتر بیشترین میزان دقت را در کنترل کردن دارا می‌باشد به طور مثال +/- ۰. ۰۰۰۳۱۵ in رنج دقت یک مدل از اکت‌های الکتریکی می‌باشد.
عملگر‌های الکتریکی می‌توانند در خط به صورت یک شبکه به یکدیگر متصل شوند و در واقع حالتی از یسک network را داشته باشند و همچنین می‌توانند به سرعت دوباره برنامه‌ریزی شوند.
دسته سوم: عملگر‌های هیدرولیکی
این نوع از عملگر‌ها به دلیل آنکه می‌توانند گشتاور حرکتی بالایی تولید کنند برای شیرهای صنعتی بزرگ بسیار مفید می‌باشند.
ثبات وضعیتی اکت‌های هیدرولیکی بسیار عالی بوده زیرا در آن‌ها از سیال هیدرولیک غیر قابل تراکم استفاده شده است.
به طور کلی در هر وضعیتی که از عملگر‌های پنوماتیکی و یا الکتریکی نتوان استفاده کرد به راحتی می‌توان از عملگر‌های هیدرولیکی استفاده نمود.
فشار هیدرولیک مورد نیاز اکت هیدرولیک، معمولاً با نصب یک سیستم Power Pack در نزدیکی عملگر‌ها تأمین می‌شود.
در این نوع از اکت‌ها می‌توان فشار ورودی به عملگر را تغییر داد و در خروجی گشتاور مختلفی دریافت کرد که در واقع این یک مزیت نسبت به سیستم‌های پنوماتیکی و الکتریکی می‌باشد.
در شکل زیر می‌توان یک بال ولو با اکت هیدرولیکی را مشاهده کرد.
بدون دیدگاه