اکچویتورهای پنوماتیکی (عملگرهای پنوماتیکی)، پرمصرف ترین اکچویتور در شیرهای صنعتی هستند زیرا نسبتا ارزان هستند و انرژی مورد نیاز آنها (هوای فشرده) در اغلب کارگاه ها موجود است. اکچویتور پنوماتیکی،ساختار ساده تری نست به انواع مشابه الکتریکی و هیدرولیکی شان دارند که یکی از مزایای دیگر انها محسوب می شود زیرا تعمیر و نگهداری آنها آسان تر است.
مزایا
- مزایای اکچویتور های پنوماتیکی به اختصار ،بدین شرح است:
- تهیه هوای فشرده نسبتا ارزان و اسان است.
- پیستون ها غالبا ازادانه حرکت می کنند و خودبه خود قفل نمی شوند. به همین دلیل به نصب فنر در یک طرف پیستون می توان در مواقع اضطراری پیستون را به جای اولیه خود باز گرداند.
- وقتی که هوای در تماس با یک منبع گرمایی باشد،افزایش فشار هوای گرم به عملکرد اکچویتور کمک می کند.
- طراحی این عملگر ساده تر و کم هزینه نگهداری و تعمیر انها نسبتا کم است.
- هوای ا ضافی و خارج شده از سیستم،بدون ایجاد هیچ مشکلی به هوای ازاد بر می گردد.
معایب
- مصرف هوای فشرده در اکچویتورهای پنوماتیکی بزرگ که برای شیرهای بزرگ مورد نیاز هستند، ممکن است زیاد باشد یا اصلا ممکن است نیروی هوای فشرده قادر به گرداندن میله شیر بزرگ نباشد.
- طراحی عملگرد های پنوماتیکی و به کار گیری رینگ ها آببند پلاستیکی در آنها، باعث محدودیت دمایی اینگونه عملگرها می شوند.
انواع اکچویتور پنوماتیکی
اکچویتور پنوماتیکی غالبا از هوای فشرده به عنوان منبع انرژی استفاده می کنند ولی در بعضی از سیستم ها دیده شده که از گاز های طبیعی نیز برای این کار استفاده شده است. وقتی لازم باشد یک سری اکچویتور پنوماتیکیرا به صورت یک شبکه به هم پیوسته بکار برده شوند، لازم است از یک کمپرسور و یک انبار مناسب برای تامین هوای فشرده یکنواخت و کافی استفاده شود. برای محاسبه ظرفیت تامین هوای فشرده باید به عواملی نظیر سایز لوله و شیلنگ ها و تعداد دفعات عملکرد اکچویتور پنوماتیکی (عملگر پنوماتیکی) و میزان مصرف ان توجه کرد.
سه نوع اصلی از اکچویتورهای پنوماتیکی مورد مصرف در شیر های صنعتی عبارتند از:
نوع دیافراگمی: اکچویتور دیافراگمی معمولا برای شیرها با حرکت خطی به کار می روند ولی می توان از آنها در شیر های دورانی نیز استفاده کرد. این اکچویتور توسط یک قطعه فلزی بر روی بدنه شیر متصل می شود. معمولا بر روی این قاب، عقربه ای تعبیه شده که وضعیت باز و بسته بودن شیر را نشان می دهد.
بعضی از اکچویتور پنوماتیکی یک طرف هستند (single acting). در این اکچویتور ها در یک طرف دیافراگم، یک فنر قرار داده شده است تا وقتی فشار هوای ورودی به محفظه کاهش می یابد،این فنر بتواند دیافراگما را به جای اول خود برگرداند. این فنر به هنگام قطع هوای فشرده می تواند اکچویتور را به وضعیت اولیه باز گرداند و در واقع شیر را به وضعیت اولیه خود (باز یا بسته) در آورد.
در شیر های با اکچویتور (عملگر) دبل اکشن اعمال نیروی هوای فشرده باعث بسته شدن شیر می شود. بنابراین هرگاه که هوای فشرده به هر علتی قطع شود، شیر خود به خود باز شده و در همین حالت باقی می ماند.
نوع پیستونی: هرچند که اکچویتور های پیستونی معمولا اولین انتخاب در اکچویتور ها محسوب نمی شوند، ولی به تدریج کاربرد گسترده تری در شیر های صنعتی پیدا کرده اند.در این اکچویتور ها، از یک سیلندر و یک پیستون لغزنده که با اورینگ نسبت به سیلندر آبندی شده است، استفاده می شود. سیلندر اکچویتور توسط یک قاب ریخته گری شده به بدنه شیر وصل می شود. با این طرح، فضای کافی برای نصب قطعات و لوازم جانبی کنترل وجود دارد.
تبدیل حرکت خطی به زاویه ای را به یکی از روش های زیر انجام داد:
- با استفاده از قاب scotch، متشکل از یک پیستون، یک میله اتصال و یک پین گردشی
- با استفاده از مکانیزم چرخ دنده و دنده شانه ای rack and pinion که از یک چرخ دنده محرک و یک یا دو پیستون متصل به دنده شانه ای تشکیل شده است.
- استفاده از بازوی گردشی متصل به پیستون که حرکت خطی پیستون را به گردشی تبدیل می کند.
- با استفاده از یک مکانیزم بادامکی (cam) که در آن، پیستون ها حرکت خطی را به یک بادامک نوسانی تبدیل می کند.
نوع پره ای: اکچویتور های پره ای معمولا برای دوران های 90 درج به کار می رود. در داخل این اکچویتور، یک پره نوسانی که لبه ان نسبت به دیواره داخلی محفظه آببندی شده است، قرار دارد.
با ورود و خروج هوا ی فشرده به فضای طرفین این پره، یک حرکت دورانی محدود در شفت متصل به ان به وجود می اید. وقتی هوا به فضای یک پره وارد می شود، هوای طرف دیگر تخلیه شده و پره حول شفت خود می چرخد. طراحی این اکچویتور (عملگر) ساده، قیمت ان پایین و تعداد اجرای ان کم است و به همین دلیل، نگهداری و تعمیر ان نیز آسان است. این اکچویتورها را می توان فقط برای گشتاورد های پایین و فشار های کمبه بکار برد که این موضوع از محدودیت های این اکچویتور (عملگر) محسوب می شود.
