Ауа қозғалтқыштары туралы түсінік: пневматикалық айналу қазіргі өнеркәсіпті қалай қуаттандырады

Сығылған ауа механикалық қуат көзі ретінде

Өнеркәсіптік қозғалысты басқару электр энергиясы әрдайым қауіпсіз бола бермейтін орталарға байланысты барған сайын өзгеріп келеді. Пневматикалық қозғалтқыштар деп те аталатын ауа қозғалтқыштары сығылған ауаны үздіксіз айналмалы күшке түрлендіріп, нақты жоғары қауіп жағдайларында электр жетектерін алмастырады.

Кәдімгі электр машиналарынан айырмашылығы, бұл жүйелер толығымен қысымдағы ауа жеткізіліміне сүйенеді. Мұндай тәсіл электрлік тұтану қаупін жойып, күрделі операциялар үшін тұрақты механикалық қуат беруді жалғастырады.

Сығылған ауа әдетте 4–6 бар аралығында жұмыс істейді. Бұл ішкі ротор жүйелерін іске қосып, өнеркәсіптік құралдар мен атқарушы механизмдерге қажет пайдалы айналдыру моментін өндіруге жеткілікті.

Өнеркәсіп орындары пневматикалық айналуды неге қайта қарастырады

Операторлар пневматикалық жүйелердің заманауи автоматтандыруда әлі де қаншалықты маңызды екенін жиі бағаламайды. Жарылыс қаупі бар немесе шаң мөлшері жоғары орталарда ауамен жұмыс істейтін қозғалыс электр доғасы мен қызып кетуге байланысты негізгі ақау түрлерін жояды.

Сондықтан ауа қозғалтқыштары қауіпсіздік талаптары энергия тиімділігінен басым түсетін технологиялық өндірістерде сенімді таңдау болып қала береді.

Пневматикалық қозғалтқыш механизмінің құрылысы

Ауа қозғалтқыштары сығылған ауаның герметикалық камералар ішінде басқарылатын кеңеюі арқылы жұмыс істейді. Бұл энергия түрлендіру процесі электрлік орамдарсыз немесе магнит өрістерінсіз айналмалы қозғалыс жасайды.

Құрылымның қарапайымдылығы жылулық жүктемені азайтып, электр қозғалтқыштарын әдетте тоқтататын жүктеме жағдайларында үздіксіз жұмыс істеуге мүмкіндік береді.

Пластиналы жүйелер және үздіксіз айналдыру моментін өндіру

Пластиналы ауа қозғалтқыштары теңгерімді құрылымына байланысты өнеркәсіптік қолданыстарда басым. Эксцентрлі ротор мен сырғымалы пластиналар камераны бірнеше ауа қалтасына бөліп, бірізді қысым айырмаларын қалыптастырады.

Бұл қысым аймақтары роторды үздіксіз айналуға мәжбүрлеп, өзгермелі жүктеме жағдайларында тұрақты айналдыру моментін береді.

1-сурет. Ішкі ауа камераларының бөлінуін және ротордың орын ауыстыру динамикасын көрсететін пластиналы айналмалы ауа қозғалтқышының құрылымы.

Жоғары айналдыру моментіне арналған поршеньді құрылымдар

Поршеньді конструкцияларда орталық біліктің айналасына орналасқан бірнеше цилиндр пайдаланылады. Сығылған ауа поршеньдер арасында кезекпен күш түсіріп, төмен жылдамдықта жоғары айналдыру моментін қалыптастырады.

Бұл құрылым басқарылатын күш жылдамдықтан маңыздырақ болатын ауыр жүктемелі құралдарда және өнеркәсіптік бұрандаларды тарту жүйелерінде кеңінен қолданылады.

Турбиналы жоғары жылдамдықты жұмыс

Турбиналы ауа қозғалтқыштары айналдыру моментінен гөрі айналу жылдамдығына басымдық береді. Ауа иілген қалақшалар арқылы өтіп, шағын турбиналық жүйеге ұқсас роторды айналдырады.

Бұл жүйелер әдетте механикалық кедергісі аз, жеңіл әрі жоғары жылдамдықты қолданыстар үшін таңдалады.

2-сурет. Әртүрлі өнеркәсіптік конфигурациялар мен механикалық орналасуларды көрсететін пневматикалық қозғалтқыш жинақтары.

Ауа қозғалтқыштары электр жетектерін қай жерде алмастырады

Ауа қозғалтқыштары тұтануды бақылау мен жылулық қауіпсіздік жүйе құрылымында басты орын алатын орталарда маңызды рөл атқарады. Олар әмбебап қолданылмайды, керісінше нақты өнеркәсіп салаларында мақсатты түрде пайдаланылады.

Қауіпті технологиялық орталар

Химия зауыттарында, тау-кен өндірістерінде және шаңы көп өндірістік аймақтарда пневматикалық жүйелер электр разрядынан туындайтын жарылыс қаупін азайтады.

Электр тогының болмауы ұшқыш атмосфералардағы ең көп таралған тұтану көздерінің бірін жояды.

Қозғалысты басқару жүйелеріне біріктіру

Айнымалы жылдамдық пен айналдыру моментін басқару үшін ауа қозғалтқыштары көбіне механикалық ағын және қысым реттегіштерімен бірге қолданылады. Бұл оларды кеңірек қозғалыс жүйелерінің құрамындағы функционалды баламаға айналдырады, әсіресе гибридті автоматтандыру архитектураларында жетектер мен қозғалысты басқару жүйелері қолданылатын кезде.

Көптеген зауыттарда пневматикалық атқарушы механизмдер мен электрлік сервожүйелер қатар жұмыс істейді: олардың әрқайсысы қауіп пен өнімділіктің әртүрлі шектеріне жауап береді.

Электр жетегі архитектураларымен салыстыру

Электр қозғалтқыштары дәл автоматтандыруда басымдыққа ие, бірақ ұшқыш орталарда жылулық және электрлік қауіптер туындатады. Пневматикалық жүйелер тиімділік есебінен бұл шектеулерді жояды.

Электр қуатының компоненттері сияқты инфрақұрылымдық салаларда инженерлер пневматика қауіпсіз істен шығу режимін немесе қауіпті қозғалыс міндеттерін орындайтын гибридті жүйелерді әлі де жобалайды.

3-сурет. Қауіпсіздік шектеулеріне байланысты электрмен жұмыс істеуге тыйым салынған орталарда ауа қозғалтқыштарын қолдану.

Пневматика қазіргі өнеркәсіпте неге әлі де маңызды

Сервожетектер мен ақылды электрлік атқарушы механизмдердегі жетістіктерге қарамастан, ауа қозғалтқыштары өз маңызын сақтап келеді. Олардың шамадан тыс жүктемеге төзімділігі мен механикалық қарапайымдылығы қауіпсіздік аса маңызды операцияларда тартымды етеді.

Электр қозғалтқыштарынан айырмашылығы, пневматикалық жүйелер орамдардың зақымдануынсыз немесе жылулық қашусыз тоқтап қалу жағдайларына төтеп береді. Бұл қасиет қатал ортадағы техникалық қызмет көрсетудің күрделілігін азайтады.

Ауа жүйелерінің пайдасына шешілетін инженерлік ымыралар

Энергия тиімділігі шектеу болып қала береді. Алайда қауіпті аймақтардағы сенімділік өнеркәсіптік шешім қабылдау үдерістерінде көбіне тиімділікке қатысты мәселелерден басым түседі.

Автоматтандыру аса күрделі орталарға таралған сайын, пневматикалық жүйелер ескірген алмастырғыш емес, тұрақты резервтік технология ретінде қала береді.

Пневматикалық қозғалысқа инженерлік көзқарас

Ауа қозғалтқыштары ескірген шешім емес, инженерлік тұрғыдан прагматикалық ымыраны білдіреді. Олардың мақсаты электр жетектерімен тікелей бәсекелесу емес, электр энергиясы қабылданбайтын қауіп тудыратын жерлерде жұмыс істеу.

Заманауи өнеркәсіптік жобалауда олар электрондық басқару жүйелерін алмастырмай, толықтыратын, қауіпсіздікке басымдық беретін қозғалыс қабаты ретінде қызмет етеді.

*Дэниел Мерсер, өнеркәсіптік жүйелер жөніндегі тілші, ABB және Emerson компанияларындағы далалық интеграция жобаларында 14 жылдық тәжірибесі бар, қозғалысты басқару және технологиялық автоматтандыру жүйелерін талдауға маманданған*