Лінійний привід для регулюючого клапана: розрахунок зусилля, ходу та швидкості
Регулюючий клапан сам по собі нічого не регулює - якість контуру визначає привід, який рухає його шток. Саме тому перед тим, як замовити лінійний електропривід, інженер має звести чотири величини: зусилля, хід штока, швидкість переміщення й точність позиціонування. У приводах SCHIEBEL ці параметри задокументовані для кожної позиції, і нижче показано, як їх зіставити з реальним вузлом.
Що робить лінійний привід
На відміну від багатооборотного, він створює поступальний рух і виконує чотири взаємопов'язані задачі: точне позиціонування штока з похибкою до 1 % повного ходу, плавну зміну положення з програмованим прискоренням, безпосереднє регулювання витрати середовища та інтеграцію в АСУ ТП через ПЛК і SCADA.
Зусилля
Робочий діапазон лінійних приводів - від 0,5 до 200 кН. Розрахункове зусилля складається з перепаду тиску на затворі, помноженого на площу сідла, зусилля пружин та ущільнення сальника. До суми додається запас 25-30 %: він компенсує залипання затвора після тривалого простою і зростання тертя в сальнику з напрацюванням.
Хід штока
Стандартний діапазон - 10-200 мм. Значення береться з паспорта клапана й не округлюється в менший бік: привід з коротшим ходом фізично не доведе затвор до повного закриття, і контур постійно працюватиме з протіканням.
Швидкість і час ходу
Швидкість переміщення штока лежить у межах 1-50 мм/с. Для контурів регулювання температури й тиску зазвичай беруть повільні виконання - швидкий привід у повільному контурі викликає перерегулювання й розгойдування. Для відсічних задач, навпаки, потрібен мінімальний час повного ходу.
Точність
Похибка позиціонування 0,1-1 % ходу - параметр, який має сенс тільки в парі з типом керування. Аналоговий сигнал 4-20 мА через позиціонер дає повноцінне пропорційне регулювання; дискретне керування трьома лініями «відкрити - закрити - стоп» до такої задачі не пристосоване.
Виконання й живлення
За призначенням приводи ділять на регулюючі (з позиціонером), запірно-регулюючі та запірні. За живленням - трифазні 380 В, однофазні 230 В і 24 В DC для систем із резервуванням. За виконанням корпусу - загальнопромислові, для агресивних середовищ, високотемпературні та вибухозахищені; якщо вузол розташований у зоні Ex, підбір ведеться за окремою логікою, характерною для приводів у вибухозахищеному виконанні з маркуванням ATEX/IECEx.
Клас захисту оболонки - від IP54 до IP68, робочий діапазон температур - від −40 до +80 °C.
Зв'язок із системою керування
Лінійний привід рідко працює автономно. Через Modbus RTU або TCP у систему передаються не тільки положення штока, а й поточний крутний момент, температура двигуна, кількість відпрацьованих циклів і журнал аварій. Підтримуються також Profibus DP, HART і Foundation Fieldbus. Функції діагностики та налаштування зібрані в системі керування Smartcon, яка дозволяє змінювати параметри без розкриття корпусу.
Де застосовують
Теплова енергетика - ТЕЦ, котельні, теплові мережі. Нафтогазова галузь - дросельні вузли й редукційні станції. Нафтохімія - дозувальні лінії та подача реагентів. Енергетика й АЕС - допоміжні контури та парові лінії.
Що надіслати постачальнику для підбору
Мінімальний набір даних: тип і DN клапана, робочий перепад тиску, хід штока за паспортом, необхідний час повного ходу, тип керуючого сигналу, напруга живлення, температура довкілля та наявність зони Ex. За цими даними модель підбирається під конкретний клапан, а замовлення супроводжується повним документообігом і гарантією виробника. Загальний огляд усіх типів обладнання - багатооборотних, чвертьоборотних і лінійних - зібраний у каталозі електроприводів.
