Çeyrek Turlu Elektrik Aktüatörlü Vana Nedir?

Elektrik aktüatörlü vana, Çeyrek (0-9°) turlu vanaları kumanda etmek için kullanılan bir tür döner (Çeyrek Turlu) vana (Kelebek, Küresel vana gibi) aktüatörlerdir. Bu aktüatörler elektrik enerjisini bir tür döner harekete dönüştürmektedir. Çeyrek turlu motorların hareketi  0-90° arasında sınırlandırılır. Elektrik motoru tarafından oluşturulan tork bir sürücü dişliler tarafından çıkış miline iletilir. Elektrik aktüatörler AC (alternatif akım) veya DC (Doğru akım) ile kumanda edilebilmektedir. Dişliler, miller, limit switchler, motor ve diğer bileşenler kompakt bir gövde içinde toplanmışlardır. Elektrik aktüatörlü vanalarda ISO5211 bağlantı standartlarını içeren bağlantı parçaları ve normu uygulanmaktadır.

Çeyrek Turlu Elektrik Aktüatörlü Vana – Tork

Elektrik aktüatörlü vanalarda açma ve kapatma için 90 derecelik bir dönüş gereklidir. Motor tarafından üretilen tork değeri çıkış miline bağlı vanaya Nm cinsinden iletilmektedir. Bir aktüatör torku  i motor gücüne ve dişli tasarımına bağlıdır. Aktüatörün vanayı açıp-kapatabilmesi için sahip olduğu tork değerinin vana torkundan %30 kadar büyük olması gereklidir. Vanalarda Ayrılma (Breakaway) vanayı döndürmek için gereken en yüksek Tork değeri olduğundan bir valfi için gerekli tork olarak belirtilmektedir.

4-20mA Oransal Elektrikli Aktüatörlü vana incelemek için Tıklayın

Ayrılma (Breakaway) Tork

Bir vana açık veya kapalı konumda iken bu noktalardan ayrılması için gereken tork değeri ayrılma torku olarak adlandırılmaktadır. Başka bir ifade ile bir vananın durma noktasından harekete başlaması için gerekli tork değeridir. Genel olarak küresel vanalarda ayrılma torku çalışma torkundan %30 daha yüksektir. Hareketin durağan bir noktadan başlaması nedeni ile akışkan küre üzerinde bir kaçıklık oluşturabilir, küre sit yüzeyinde sürtünme oluşturabilir. Bu yüzden arılma torku çalışma torkundan daha yüksektir.

Elektrik Aktüatör Response (Cevap) Zamanı

Respons zamanı bir vananın komut verildikten sonra tam açık veya kapatması için ihtiyaç duyduğu zaman olarak tanımlanmaktadır. Bir motorun hızı motorun gücü ve dişli tasarımı ile doğru orantılıdır. Bir aktüator motor kapasitesi  ve daha yüksek dişli oranları ile daha fazla tork üretilirken daha düşük bir tepki süresi elde edilebilmektedir.

Elektrik Aktüatörün Kumanda Şekilleri

Elektrik aktuatörlerde kumanda sinyalleri two step (ON-OFF), 3 Nokta Yüzer kontrol (3-point control) ve Oransal (proportional, modulating) kontrol şeklinde 3 ana gurupta toplanmaktadır. Son yıllarda teknolojik gelişmelerle birlikte birtakım haberleşme protokolleri de kullanılmaya başlanmıştır. Bu motorlarda standart besleme gerilimleri 24 VAC, 24 VDC ve 220 VAC, 380 VAC ‘dir.

Elektrik Aktüatörlerinin Montajı

Çeyrek turlu aktuatörlerin vanaya bağlanabilmesi için bir kare flanş bağlantıları içerirler.

Bu bağlantılar ISO 5211 normuna uygun olarak tasarlanmıştır. ISO 5211 standardında, maksimum flanş torku, boyut ve vida, cıvata veya saplama sayısına göre değişen farklı flanş türleri vardır.

Çeyrek Tur Pnömatik Aktüatörlerin Özellikleri

Pozisyon Göstergesi

Pozisyon göstergesi belirli bir konumda aktüatörün açık ve kapalı konumunu göstermektedir. Pozisyon bilgisini kuru kontak şeklinde gönderebilen limit switch veya aolog olarak 4-20 mA şeklinde gönderebilen elektrikli sistemler de bulunmaktadır. Pozisyon göstergeleri 2 farklı çalışma şekline sahiptirler. Bunlardan birisi mekanik switchler, diğeri Proximity (non-contact)dır. Mekanik switchler bir kam mili tarafından aktive edilir. Proximity switchler vana pozisyonunu tespit eden sensörler tarafından aktive edilir.

Manuel (El)  Kumandası

El kumandası aktüatörlerde bulunan bir güvenlik özelliğidir. El kumandası bize herhangi bir enerji kesilmesi (hatası) veya acil bir durumda vanaya müdahale edilmesini sağlamaktadır.

Çalışma Döngüsü

Çalışma Döngüsü, bir aktüatörün döngüler arasındaki kullanım süresini belirlemektedir. Vananın açılması ve ardından kapanması bir çevrim olarak adlandırılmaktadır. Çalışma döngüsü, yüzde olarak ifade edilir ve açık ve kapalı zamanın bir oranı olarak kabul edilmektedir.

Emniyet Konumu (Fail – Safe)

Vanalarda enerji kesilmesi veya hatası durumunda uygulanan bir güvenlik unsurudur. Prosesin özelliklerine bağlı olarak otomatik vanalarda sistem güvenliğine göre vananın açık veya kapalı kalması sağlanır. Bu emniyet konumları yay mekanizması veya enerji depolama sitemleri ki bunlar pil, kondansatör olabilir, enerji kesilmesinden sonra vanayı istenilen emniyet konumuna getirilmesini sağlamaktadır. Bu uygulamaya örnek olarak aşırı ısınmayı engellemek için buhar vanası kapanmasına karşılık aşırı ısınmanın önüne geçmek için soğutma suyu vanasının açık kalması örnek olarak verilebilir.

ELEKTRİK BAĞLANTISI

İki Nokta (ON-OFF) DC Bağlantı

DC voltajın + veya – si ortak uç olup, ortak uça bağlı olarak diğer uç bir dijital kontrol cihazı vasıtası ile kontakları üzerinden diğer iki klemense yönlendirilerek açma ve kapatma sağlanmaktadır. Aktüatör sadece enerjilendiğinde güç tüketir.

İki veya Üç Nokta Yüzer Kontrol DC Elektrik Bağlantısı

İki  Nokta ON-OFF AC Bağlantı

IP KORUMA SINIFI

IP Koruma sınıfı elektrik aktüatörün suya, toza ve çevresel etkilere karşı koruma derecesini belirtmektedir. Küresel vanalarda elektrik aktüatörlerin standart koruma derecesi IP54 tür. Bazı üreticiler IP65 i sağlayabilmektedir.

ATEX

Atex direktifleri aktüatörlerin patlayıcı ortamlarda çalışabilme şartlarını belirlemektedir. Patlamaya karşı korumalı aktüatör olarak tanımlanmaktadır.

DÜŞÜK VAOLTAJ DİREKTİFİ (LVD Low voltage Directive) 2014/35/EU

Elektrik aktüatörlerin düşük voltaja karşı korumalı olduğunu ifade etmektedir.

ELEKTROMANYETİK UYUMLULUK (EMC) 2014/30/EU

Aktüatörün elektromanyetik alan oluşturmadığını ve elektromanyetik alandan etkilenmediğini göstermektedir.

ELEKTRİK AKTÜATÖRLÜ VANA MALZEMESİ NEDİR?

Elektrik aktuatörlerin gövdeleri genel olarak plastik türevlerinden veya aliminyum alaşımlarından üretilmektedir.Uygulamanın özelliklerine göre farklı malzemeler de kullanılabilmektedir.

Elektrik Aktüatörlerin Seçim Kriterleri

1. Tork Değeri
2. Motor Gücü
3. Bağlantı Şekilleri
4. IP Koruma derecesi
5. Sıcaklık
6. Atex
7. Emniyet Konumu
8. Proses uygulaması türü
9. Çalışma Döngüsü