Pnömatik mi Elektrik Aktüatör mü? Karar Ölçütleri ve Tork Payı

Aktüatörlü bir vana sipariş edilirken karar genellikle tersten verilir: önce vana seçilir, sonra “buna ne takalım?” diye sorulur. Oysa aktüatör tipi tesisin altyapısıyla ve emniyet mantığıyla ilgili bir karardır ve cevabı çoğu zaman vananın kendisiyle değil, binanın içinde neyin bulunduğuyla belirlenir.

Birinci soru: hava var mı

Tesiste işletme amaçlı basınçlı hava hattı varsa pnömatik aktüatör en doğal seçimdir; bağlantı maliyeti düşüktür, aktüatör basittir ve hat üzerinde çok sayıda vanayı aynı kaynaktan beslemek mümkündür. Hava hattı yoksa durum tersine döner. Tek bir vanayı çevirmek için kompresör, kurutucu, tank ve hava dağıtım hattı kurmak hem yatırım hem de sürekli bakım yükü demektir. Böyle bir durumda elektrik aktüatör, elektrik hattı zaten her yere gittiği için açık ara pratiktir.

Hız ve kontrol karakteri

İki tip hareket karakteri bakımından birbirine benzemez. Pnömatik aktüatör hızlıdır; emniyet kapatması ve hızlı devreye alma gereken yerlerde bu doğrudan bir değerdir. Elektrik aktüatör ise motor ve redüktör üzerinden çalıştığı için yavaş ve düzgün hareket eder. Yavaşlık burada bir kusur değildir: büyük çaplı bir hattı hızla kapatmak su darbesi üretir, elektrik aktüatörün kontrollü hareketi bunu kendiliğinden önler.

Oransal kontrol gerekiyorsa — yani vananın açık/kapalı değil, ara konumlarda tutulması isteniyorsa — iki yol vardır. Elektrik aktüatör bunu konum geri beslemesiyle doğal biçimde yapar. Pnömatik aktüatörde ise bir konum vericisi (pozisyoner) eklemek gerekir; çalışır, ama sisteme bir bileşen ve bir ayar noktası daha ekler.

Arıza durumunda konum

Bu ölçüt çoğu zaman diğer hepsini geçersiz kılar. Pnömatik aktüatör, yay geri dönüşlü tipte seçildiğinde hava kesildiği anda mekanik olarak emniyetli konuma gider; bunun için hiçbir elektrik veya kumanda gerekmez. Elektrik aktüatör ise enerji kesildiğinde genellikle olduğu yerde kalır. Aksini istiyorsanız batarya destekli bir modül ya da yay geri dönüş düzeneği eklenir; mümkündür ama ek bileşen, ek maliyet ve periyodik olarak kontrol edilmesi gereken bir batarya anlamına gelir.

Dolayısıyla soru şudur: bu vananın enerji kesildiğinde bilinen bir konumda bulunması zorunlu mu? Cevap evetse pnömatik tarafın avantajı yapısaldır; cevap hayırsa bu ölçüt kararı etkilemez ve diğer başlıklara geçilir.

Ortam

• Patlayıcı ortam. Pnömatik aktüatörün kendisinde elektrik yoktur; bu, patlayıcı ortam uygulamalarında yapısal bir kolaylıktır. Elektrik aktüatör kullanılacaksa uygun sertifikalı tip gerekir.
• Nem ve dış hava. Elektrik aktüatör bir motor ve kart barındırır; mahfaza koruma sınıfı ve nem yoğuşması dikkat ister. Pnömatik aktüatörde ise hava içindeki suyun donması benzer bir sorun yaratır.
• Erişim. Hava hattı çekilemeyen uzak bir noktada elektrik aktüatör, elektrik çekilemeyen bir noktada pnömatik aktüatör tek seçenek olarak kalır; bu ölçüt diğerlerinin hepsini geçersiz kılabilir.

Tork: vananın istediği, çapın söylemediği

Bir vanayı çevirmek için gereken tork sabit bir sayı değildir. Akışkanın cinsi, vana üzerindeki basınç farkı ve sit ile sızdırmazlık elemanı arasındaki sürtünme torku birlikte belirler. Basınç farkı büyüdükçe sızdırmazlık yüzeyine binen kuvvet artar ve vana daha zor döner. Elastomer sitli bir vana uzun süre kapalı kaldığında sit yerleşir ve ilk hareket torku belirgin biçimde yükselir. Partikül taşıyan akışkan sit yüzeyinde birikinti bırakır ve aynı etkiyi yapar.

Bu yüzden aktüatör, vananın hesaplanmış çalıştırma torkunun üzerine bir emniyet payı bırakılarak seçilir. Pay bırakılmadığında aktüatör yeni vanada sorunsuz çalışır, aylar sonra tam kapatamamaya başlar ve arıza aktüatöre yazılır. Payı baştan bırakmak, sahada aktüatör değiştirmekten her zaman ucuzdur.