Hava mühərrikləri izah edilir: Pnevmatik fırlanma müasir sənayeni necə hərəkətə gətirir

Sıxılmış hava mexaniki güc mənbəyi kimi

Sənaye hərəkətinə nəzarət elektrik enerjisinin həmişə ən təhlükəsiz seçim olmadığı mühitlər tərəfindən getdikcə daha çox formalaşır. Pnevmatik mühərriklər kimi də tanınan hava mühərrikləri sıxılmış havanı davamlı fırlanma qüvvəsinə çevirərək, xüsusi yüksək riskli ssenarilərdə elektrik ötürücülərini əvəz edir.

Adi elektrik maşınlarından fərqli olaraq, bu sistemlər tamamilə təzyiqli hava təchizatına əsaslanır. Bu dəyişiklik elektrik alışması risklərini aradan qaldırır və eyni zamanda tələbkar əməliyyatlar üçün sabit mexaniki çıxış təmin edir.

Sıxılmış hava adətən 4–6 bar diapazonunda işləyir; bu təzyiq daxili rotor sistemlərini işə salmaq və sənaye alətləri ilə aktuatorlar üçün istifadə oluna bilən fırlanma momenti yaratmaq üçün kifayətdir.

Sənaye müəssisələri pnevmatik fırlanmaya niyə yenidən müraciət edir

Operatorlar pnevmatik sistemlərin müasir avtomatlaşdırmada nə qədər aktual olaraq qaldığını çox vaxt lazımınca qiymətləndirmirlər. Partlayış və ya tozun çox olduğu mühitlərdə hava ilə hərəkət elektrik qövsü və həddindən artıq qızma ilə bağlı əsas nasazlıq rejimlərini aradan qaldırır.

Bu, enerji səmərəliliyindən daha çox təhlükəsizlik ehtiyatlarına üstünlük verilən proses sənayelərində hava mühərriklərini etibarlı seçimə çevirir.

Pnevmatik mühərrik mexanizminin daxilində

Hava mühərrikləri sıxılmış havanın hermetik kameralarda idarə olunan genişlənməsi vasitəsilə işləyir. Bu enerji çevrilməsi elektrik sarğıları və ya maqnit sahələri olmadan fırlanma hərəkəti yaradır.

Konstruksiyanın sadəliyi istilik gərginliyini azaldır və elektrik mühərriklərinin adətən dayanacağı yük şəraitində fasiləsiz işləməyə imkan verir.

Lövhəcikli sistemlər və davamlı fırlanma momentinin yaradılması

Lövhəcik tipli hava mühərrikləri balanslaşdırılmış konstruksiyalarına görə sənaye tətbiqlərində üstünlük təşkil edir. Eksantrik rotor və sürüşən lövhəciklər kameranı çoxsaylı hava ciblərinə bölərək ardıcıl təzyiq fərqləri yaradır.

Bu təzyiq zonaları rotoru davamlı fırlanmağa məcbur edir və dəyişən yük şəraitində sabit fırlanma momenti təmin edir.

Şəkil 1. Daxili hava kamerasının bölmələrə ayrılmasını və rotorun yerdəyişmə dinamikasını göstərən fırlanan lövhəcikli hava mühərrikinin quruluşu.

Yüksək fırlanma momenti tələbi üçün porşenli konfiqurasiyalar

Porşen əsaslı konstruksiyalarda mərkəzi valın ətrafında yerləşdirilmiş çoxsaylı silindrlərdən istifadə olunur. Sıxılmış hava qüvvəni porşenlər arasında növbə ilə bölüşdürərək aşağı sürətdə güclü fırlanma momenti yaradır.

Bu konstruksiyadan idarə olunan qüvvənin sürətdən daha vacib olduğu ağır yüklü alətlərdə və sənaye bərkitmə sistemlərində geniş istifadə olunur.

Turbini əsaslı yüksək sürətli iş

Turbini hava mühərrikləri fırlanma momentindən daha çox fırlanma sürətinə üstünlük verir. Hava əyri qanadlardan keçərək yığcam turbin sisteminə bənzər şəkildə rotoru fırladır.

Bu sistemlər adətən mexaniki müqavimətin minimum olduğu yüngül və yüksək sürətli tətbiqlər üçün seçilir.

Şəkil 2. Müxtəlif sənaye konfiqurasiyalarını və mexaniki yerləşimləri nümayiş etdirən pnevmatik mühərrik yığımları.

Hava mühərrikləri elektrik ötürücülərini harada əvəz edir

Hava mühərrikləri alışmaya nəzarətin və istilik təhlükəsizliyinin sistem layihələndirməsində əsas rol oynadığı mühitlərdə mühüm əhəmiyyət daşıyır. Onların istifadəsi universal deyil, konkret sənaye sahələrində məqsədyönlü şəkildə tətbiq olunur.

Təhlükəli proses mühitləri

Kimya zavodlarında, mədən əməliyyatlarında və tozun çox olduğu istehsal zonalarında pnevmatik sistemlər elektrik boşalmasının səbəb olduğu partlayış riskini azaldır.

Elektrik cərəyanının olmaması uçucu atmosferlərdə ən geniş yayılmış alışma mənbələrindən birini aradan qaldırır.

Hərəkətə nəzarət sistemlərinə inteqrasiya

Hava mühərrikləri dəyişən sürətə və fırlanma momentinə nəzarət etmək üçün çox vaxt mexaniki axın və təzyiq tənzimləyiciləri ilə birləşdirilir. Bu, onları daha geniş hərəkət ekosistemlərində, xüsusilə hibrid avtomatlaşdırma arxitekturaları üçün ötürücülər və hərəkətə nəzarət sistemləri tətbiq edilən yerlərdə funksional alternativə çevirir.

Bir çox müəssisədə pnevmatik aktuatorlar və elektrik servo sistemləri birlikdə işləyir və hər biri fərqli risk və məhsuldarlıq sərhədlərini qarşılayır.

Elektrik ötürücü arxitekturaları ilə müqayisə

Elektrik mühərrikləri dəqiq avtomatlaşdırmada üstünlük təşkil edir, lakin uçucu mühitlərdə istilik və elektrik riskləri yaradır. Pnevmatik sistemlər səmərəlilik hesabına bu məhdudiyyətləri aradan qaldırır.

Enerji və elektrik komponentləri kimi dəstəkləyici infrastrukturlarda mühəndislər pnevmatikanın təhlükəsiz dayanma və ya təhlükəli hərəkət tapşırıqlarını yerinə yetirdiyi hibrid sistemlər hazırlamağa davam edirlər.

Şəkil 3. Təhlükəsizlik məhdudiyyətlərinə görə elektriklə işləmənin məhdudlaşdırıldığı mühitlərdə hava mühərriklərinin tətbiqi.

Pnevmatika müasir sənayedə niyə hələ də vacibdir

Servo ötürücülərdə və ağıllı elektrik aktuatorlarında əldə olunan irəliləyişlərə baxmayaraq, hava mühərrikləri aktuallığını qoruyur. Onların həddindən artıq yüklənmə şəraitinə davamlılığı və mexaniki sadəliyi təhlükəsizlik baxımından kritik əməliyyatlarda istifadəsini cəlbedici edir.

Elektrik mühərriklərindən fərqli olaraq, pnevmatik sistemlər sarğıların zədələnməsi və ya istilik nəzarətinin itirilməsi olmadan dayanma şəraitinə tab gətirir. Bu xüsusiyyət sərt mühitlərdə texniki xidmətin mürəkkəbliyini azaldır.

Hələ də hava sistemlərinin xeyrinə olan mühəndislik kompromisləri

Enerji səmərəliliyi məhdudiyyət olaraq qalır. Lakin təhlükəli zonalarda etibarlılıq sənaye qərarvermə çərçivələrində çox vaxt səmərəliliklə bağlı narahatlıqlardan daha üstün tutulur.

Avtomatlaşdırma daha ekstremal mühitlərə yayıldıqca, pnevmatik sistemlər köhnəlmiş əvəzləyici deyil, sabit ehtiyat texnologiyası olaraq qalır.

Pnevmatik hərəkətə mühəndislik baxışı

Hava mühərrikləri köhnəlmiş həll deyil, praqmatik mühəndislik kompromisini təmsil edir. Onların rolu elektrik ötürücüləri ilə birbaşa rəqabət aparmaq deyil, elektrik enerjisinin qəbuledilməz risk yaratdığı yerlərdə işləməkdir.

Müasir sənaye layihələndirməsində onlar elektron idarəetmə sistemlərini əvəz etməkdənsə, tamamlayan təhlükəsizlikyönümlü hərəkət səviyyəsi kimi fəaliyyət göstərir.

*Daniel Mercer, Sənaye sistemləri üzrə müxbir, ABB və Emerson şirkətlərində sahə inteqrasiyası layihələri üzrə 14 illik təcrübə, hərəkətə nəzarət və proses avtomatlaşdırma sistemlərinin təhlili üzrə ixtisaslaşıb*