Döner (Rotary) Pnömatik Aktüatör Nedir? Çalışma Prensibi Nasıldır?
Pnömatik döner (Rotary) Aktüatör sıkıştırılmış formda olan hava veya proses gazının enerjisini bir silindir içerisinde döner harekete çevirmek için kullanılan cihazlardır. Bu cihazlar dayanıklılık boyutlarına göre yüksek güç sunma, basitlik ve uzun ömürlülük gibi avantajlar sağlarlar. Rotary Pnömatik Aktüatörler çalışma prensibi olarak 3 ana grupta toplanmaktadır. Bunlar aşağıdaki gibidir:
- Scoth Yoke (İskoç Boyunduruğu)
- Vane (Kanatlı)
- Rack and Pinion (Kremayer)
Rotary (Döner) Pnömatik Aktüatörler genel olarak Kelebek ve Küresel vanaları uzaktan açmak / kapatmak için yalnızca ¼ tur yapabilecek şekilde tasarlanmıştır. Bu nedenle döner aktüatörlerdeki hareket %5 artı-eksi tolerans ile 0-90° arasında sınırlanmıştır. Rack and Pinion pnömatik aktüatörler çeyrek turlu pnömatik aktüatörler olarak bilinmektedir. Kelebek ve küresel vanalarda diğerlerine göre maliyet ve ulaşılabilme kolaylığı açısından çok bilinen ve kullanılan modeldir. Döner pnömatik aktüatörler açık/kapalı bilgisi için kuru kontak veya proximity limit switch kutuları, oransal (modulating, proportional) kontrol için I/P Pozisyoner, açma ve kapatma için 5/2 veya 3/2 namur yön valfleri ile donatılabilirler.
Aktuatörlerin vana bağlantısı için vana bağlantı millerinin diagonal,kare,yıldız şekillerine uygun olarak üretilip,aktuatör piston çapı büyüdükçe çapı artan vana miline bağlı olarak mil kare çap bağlantısı diye adlandırılan bağlantı ölçü çaplarıda artmaktadır.
Pnömatik Aktüatörleri incelemek için tıklayınız.
Çeyrek Turlu (Kremayer) Pnömatik Aktüatörlerin Çalışma Prensibi Nasıldır?
Pnömatik aktüatörlerde kremayer dişli doğrusal hareketi döner harekete çevirmek için tasarlanmıştır.
Çok yaygın olan bu tasarımda görselde de görüldüğü gibi 3 temel bileşeni Piston, kremayer ve pinyon dişli oluşturmaktadır. Pistonun bir tarafındaki odacık basınçlı hava ile basınçlandırıldığında kremayer dişlisini içe doğru hareket ettirir ve piyon dişli ile olan dişli bağlantısı vasıtası ile hareket çıkış döner mili bu hareketi döner harekete çevirmektedir. Çıkış gücünü iki kat artırmak için çift piston kullanılmaktadır. Ayrıca bu tasarım piston içerisinde bir yataklama ve çift taraflı denge sağlamaktadır. Daha sonra aksi yönde hareket için diğer odacığın basınçlandırılması yada odacıklara yayların yerleştirilmesi ile sağlanmaktadır.
Pnömatik silindir içinde her iki odacığın basınçlandırılması ile oluşan tasarım Çift etkili, odacıklara yay yerleştirilmesi ile oluşan tasarım Tek etkili olarak tanımlanmaktadır.
Çift Etkili Çeyrek Turlu Pnömatik Aktüatörler Nedir?
Çift etkili pnömatik aktüatör 5/2 Yön valfi ile çalıştırılabilmektedir.Besleme havasının Bağlantısı değiştirilerek çalışma yönü saat yönünde veya saat yönünün tersinde değiştirilebilmektedir. Tüm pnömatik aktüatörlerde aktuatörün çift yönlü çalışabilmesi ve odadaki havanın aksi yöndeki hareketi bloke etmemesi için tahliye nin bulunması zorunludur. Hava basıncı ve piston çapı arttırılması ile daha yüksek tork değerleri elde edilebilmektedir. Talep edilirse her iki çalışma yönünde strok sınırlaması da yapılabilmektedir.
Tek Etkili Çeyrek Turlu Pnömatik Aktüatör Nedir?
ccw (saat tersi yönü) cw (saat yönü)
Tek etkili çeyrek tur pnömatik aktüatörlerde hava yalnızca tek bir odacığa alınır ve hareketin sadece tek yönlü olmasından sorumludur. Aksi yöndeki hareket her iki taraftaki odacığa yerleştirilmiş bir yay gurubu ile sağlanır. Tek etkili pnömatik aktüatörlerin dezavantajı karşı yay kuvvetleri nedeni ile tüm strok boyunca azalan çıkış kuvvetidir.
Çeyrek Turlu Pnömatik Aktüatör Torque (Tork) Karakteristiği
Çift etkili pnömatik aktüatörlerde strok (0 ve 90°de) boyunca sabit tork değeri elde edilebilmesine rağmen tek etkili pnömatik aktüatörlerde hava ile açma başlangıcında (0°) max tork değeri elde edilebilirken, Strok sonunda (90°) karşı yay kuvveti nedeni ile düşmektedir. Yayın tam gerili olduğu (90°) den (0°) doğru tork değeri artmaktadır. Bu sebeple uygulamada tek etkili aktüatör çift etkili aktüatörlere göre daha büyük çaplarda seçilmektedir. Uygulamada dikkat edilecek önemli bir konu, sürtünme kayıpları ve bileşenlerin toleransları nedeni ile aktüatör seçilirken mevcut tork değerinin %30 emniyet katsayısı kadar büyük değer kullanılarak seçim yapılmalıdır.
Standartları Nelerdir?
Çeşitli üreticilerin ürünleriyle uyumlu ve değiştirilebilir olması için pnömatik aktüatörler standart hale getirilmiştir. Bu standartlar, aktüatör, hava portları, konum göstergesi, aksesuar bağlantıları, şaft milleri gibi çeşitli bileşenlerin boyutlarını belirlemektedir.
ISO 5211:2017 Nedir?
Endüstriyel vanalara aktüatörlerin bağlanması için gereklilikleri belirlemektedir. Flanş ve tahrik bileşenlerinin boyutlarını ve tork değerlerini belirtir.
NAMUR VDI/VDE 3845: 2010-09 Nedir?
Bu standart, aktüatör ile basınçlı hava sağlayan bir proses valfi arasındaki özellikleri içermektedir. Namur vanaları, vananın düz tarafında iki hava deliği ve vanayı aktüatör gövdesine sabitlemek için ek delikler içeren VDI/VDE 3845’e göre bir montaj uygulaması sunar.
VDI/VDE 3845 (Namur) Nedir?
Yön valflerinin gövde üzerine bağlantı standartlarını kapsamaktadır.
ISO 5211/DIN3337 Nedir?
Pnömatik aktüatörün proses vanasına bağlantı standartlarını kapsamaktadır.
