Пневмопривод может казаться «черным ящиком»: внутрь поступает сжатый воздух, и арматура начинает двигаться. Но как он устроен внутри и за что отвечает каждая деталь?

Эта статья поможет рассмотреть пневмопривод изнутри.

1. Основной принцип в одном предложении

Принцип работы можно представить простой цепочкой:

Сжатый воздух поступает в привод → воздух перемещает поршень или мембрану → поршень или мембрана перемещает шток → шток открывает или закрывает арматуру.

Основой процесса является преобразование энергии давления воздуха в механическое движение.

2. 8 основных компонентов пневмопривода

Независимо от модели и размера комплектный пневмопривод обычно включает следующие основные компоненты:

  1. Корпус цилиндра: наружная оболочка привода и деталь, воспринимающая давление. Обычно изготавливается из высокопрочного алюминиевого сплава, нержавеющей или углеродистой стали с антикоррозионной обработкой поверхности. Внутренняя поверхность точно обработана для плавного движения поршня или мембраны; корпус выдерживает давление сжатого воздуха.
  2. Поршень: основной силовой элемент линейного, или возвратно-поступательного, пневмопривода. Сжатый воздух перемещает поршень вдоль цилиндра. Уплотнительные кольца, обычно из политетрафторэтилена или нитрильного каучука, предотвращают перетекание воздуха между сторонами поршня.
  3. Мембрана: в мембранном пневмоприводе выполняет функцию поршня. Обычно изготовлена из резинотканевого композита, деформируется под давлением воздуха и перемещает толкатель. Такая конструкция имеет меньший ход, но быстро реагирует и обеспечивает хорошую герметичность, особенно при регулировании.
  4. Пружина (возвратная пружина): в пневмоприводе одностороннего действия с пружинным возвратом обеспечивает защитную функцию. При нормальной подаче воздуха поршень сжимает пружину. При прекращении подачи воздуха или потере сигнала пружина возвращает поршень в исходное положение, а арматуру — в заданное безопасное состояние при исполнении «воздух открывает» или «воздух закрывает».
  5. Шток арматуры (выходной вал): основной передающий элемент между приводом и арматурой. Передает движение поршня или мембраны запорному элементу, открывая или закрывая арматуру. Поверхность штока обычно покрывают твердым хромом для повышения износостойкости и срока службы.
  6. Управляющие порты (впуск и выпуск воздуха): каналы поступления и выхода сжатого воздуха. Обычно предусмотрены порты A и B. Электромагнитный клапан управляет направлением потока воздуха для открытия и закрытия арматуры.
  7. Позиционер (опциональное устройство): «мозг» пневмопривода. Принимает стандартный сигнал системы управления, например 4-20mA или 0-10V, и изменяет давление воздуха для точного управления открытием арматуры в диапазоне 0-100%. Привод с позиционером может обеспечивать точность управления в пределах ±0.5%.
  8. Прочие принадлежности: концевые выключатели определяют открытое/закрытое положение и передают его в систему управления; электромагнитные клапаны переключают пневматические линии для дистанционного управления; фильтр-регулятор (трехкомпонентный блок подготовки воздуха) очищает воздух и стабилизирует давление; ручной маховик позволяет управлять арматурой при отсутствии электричества и воздуха.

3. Работа двух типов передачи

Линейный привод: воздух поступает в цилиндр через управляющий порт и линейно перемещает поршень. Шток поршня непосредственно соединен со штоком арматуры и обеспечивает линейное перемещение, например в задвижках и проходных клапанах. Конструкция проста и создает большое усилие для арматуры с линейным ходом.

Неполноповоротный привод: распространенная конструкция приводов HES серии AT. Сжатый воздух линейно раздвигает два поршня. Их рейки вращают центральный вал-шестерню, преобразуя перемещение в поворот на 90 градусов для открытия или закрытия шарового крана либо дискового затвора. Конструкция компактна, эффективна и долговечна.

4. Основные рекомендации по подбору

Знание внутреннего устройства помогает точнее подбирать привод:

Учитывайте герметичность: материал уплотнений непосредственно влияет на ресурс и надежность. Для высокой температуры или агрессивной среды необходимы специальные материалы уплотнений.

Учитывайте ход и момент: выходные характеристики мембранных, поршневых и реечных приводов различаются; их следует согласовывать с типом арматуры и условиями работы.

Учитывайте комплектующие: подбор позиционера, электромагнитного клапана, концевых выключателей и других принадлежностей также важен и непосредственно влияет на точность управления и уровень автоматизации.

Устройство пневмопривода кажется сложным, но становится понятным при рассмотрении отдельных деталей. Знание назначения каждого компонента помогает обоснованно выбирать оборудование и быстрее находить неисправности.

Чжэцзянская компания HES по производству автоматических приборов и арматуры

С 1989 года · Более трех десятилетий специализации на пневмоприводах