Actuatoren

Actuatoren voor het automatiseren van afsluiters

Een actuator vervangt of ondersteunt handbediening. Dat is nodig wanneer een afsluiter op afstand of automatisch moet worden bediend, vaak moet schakelen, of wanneer de benodigde kracht te groot is om met de hand te leveren.

Elke actuatortechniek heeft een eigen combinatie van kracht, koppel, snelheid, regelmogelijkheden en energiebehoefte. De keuze begint daarom bij de afsluiter en het proces, niet bij de actuator.

Een actuator kan een afsluiter open en dicht zetten, in een tussenstand positioneren voor procesregeling, of bij een storing naar een vooraf bepaalde veilige stand brengen als onderdeel van een beveiligingssysteem.

Zo werken actuatoren

Een actuator zet pneumatische, elektrische of hydraulische energie om in een mechanische beweging. Die beweging wordt overgebracht op de spindel of as van de afsluiter.

Pneumatische actuatoren gebruiken perslucht die op een zuiger of membraan drukt. Die beweging bedient de afsluiter direct, of wordt via een tandheugel en rondsel of een Scotch-yoke-mechanisme omgezet in een draaibeweging.

Elektrische actuatoren werken met een elektromotor en een overbrenging. Tandwielen of een schroefmechanisme zetten de draaiing van de motor om in het koppel of de lineaire kracht die de afsluiter nodig heeft.

Hydraulische actuatoren gebruiken hydraulische vloeistof onder druk om een zuiger te bewegen. Die beweging levert een lineaire kracht of wordt via een overbrenging omgezet in een draaibeweging.

Elektrohydraulische actuatoren combineren een elektrische voeding met hydraulische aandrijving. Een elektrisch aangedreven pomp bouwt de hydraulische druk op. Bij sommige uitvoeringen zit die hydraulische unit geïntegreerd in de actuator.

Een stuursignaal bepaalt hoe de actuator beweegt. Bij regeltoepassingen zorgt een positioner (klepstandsteller) of een elektronische regeling ervoor dat de afsluiter in de gewenste tussenstand komt.

Voordelen van actuatoren

Met een actuator koppelt u een afsluiter aan uw proces- en besturingssysteem. Welke voordelen u precies krijgt, hangt af van de techniek, de configuratie en de besturing.

• Geautomatiseerde bediening: Minder handmatig werk, bediening op afstand en automatisch schakelen volgens een vaste volgorde.
• Procesregeling: Een regelende (modulerende) actuator zet de afsluiter in elke gewenste tussenstand om het proces te regelen.
• Keuze in energiebron: Pneumatisch, elektrisch, hydraulisch of elektrohydraulisch. U kiest wat past bij de beschikbare voorzieningen en de eisen van het proces.
• Veilige stand bij storing: Met de juiste combinatie van actuator en besturing gaat de afsluiter bij een storing naar een vooraf bepaalde stand.
• Pneumatische mogelijkheden: Er zijn uitvoeringen met veerretour. Scotch-yoke-actuatoren leveren een hoog koppel aan het begin en einde van de slag, precies waar veel afsluiters het meeste koppel vragen.
• Elektrische mogelijkheden: Elektrische actuatoren kunnen positioneren, digitaal communiceren en diagnosegegevens leveren, zonder dat u perslucht nodig hebt.
• Hoge kracht en hoog koppel: Hydraulische en elektrohydraulische actuatoren zijn geschikt voor toepassingen met hoge krachten of grote koppels. Sommige systemen hebben een accumulator, zodat de afsluiter ook zonder voeding naar een veilige stand kan.

Welke voordelen van toepassing zijn, hangt altijd af van de gekozen uitvoering en besturing.

Naast afsluiters kunnen actuatoren ook schuiven, luchtkleppen en andere apparatuur aandrijven die een gecontroleerde beweging nodig heeft.

De juiste actuator kiezen

Voor de keuze van een actuator brengt u zowel de mechanische eigenschappen van de afsluiter als de eisen van het proces in kaart.

Stem de beweging af op de afsluiter

Kwartslagactuatoren leveren een draaibeweging van doorgaans 90°, voor afsluiters zoals kogelkranen, vlinderkleppen en plugkranen.

Multiturnactuatoren leveren meerdere omwentelingen, voor schuifafsluiters en andere afsluiters met een spindel met schroefdraad.

Lineaire actuatoren leveren een rechte beweging, voor klepafsluiters, membraanafsluiters en andere afsluiters met een op en neer gaande spindel.

Kies de techniek

De beschikbare energie is een belangrijk uitgangspunt. Een pneumatische actuator heeft een geschikte persluchtvoorziening nodig, een elektrische actuator een elektrische voeding. Hydraulische en elektrohydraulische actuatoren komen in beeld wanneer de benodigde kracht, het koppel of het gewenste gedrag daarom vragen.

Vergelijk daarnaast de vereiste snelheid, de schakelfrequentie, de regelfuncties en het onderhoud.

Bepaal de werking

Pneumatische en hydraulische actuatoren kunnen dubbelwerkend zijn, waarbij de druk de beweging in beide richtingen levert, of enkelwerkend met veerretour, waarbij een veer de actuator terugzet zodra de druk wegvalt.

Stem de actuator ook af op de bedrijfsvoering. Een actuator die vooral open en dicht schakelt, stelt andere eisen dan een actuator die continu regelt.

Bepaal koppel, kracht en omstandigheden

Bepaal het benodigde koppel of de benodigde kracht over de hele slag, niet op één punt. Houd daarnaast rekening met de looptijd, de beschikbare voeding of druk, de montage-aansluiting, de stuursignalen, bescherming tegen de omgeving en de bereikbaarheid voor onderhoud.

Neem waar nodig ook eisen voor explosiegevaarlijke omgevingen (ATEX) en functionele veiligheid (SIL) op in de specificatie.

Bepaal het gedrag bij uitval

Leg vooraf vast of de afsluiter bij uitval moet openen (fail-open), sluiten (fail-close) of in positie moet blijven (fail-in-place).

Hoe de afsluiter reageert bij het wegvallen van voeding, druk of stuursignaal, hangt af van de complete combinatie van afsluiter, actuator en besturing. Ga er dus niet van uit dat een bepaalde techniek vanzelf het gewenste gedrag geeft.

Expertise en service van AxFlow

AxFlow denkt met u mee bij de keuze en dimensionering van actuatoren, zodat techniek, vermogen en configuratie passen bij uw afsluiter en proces.

Wilt u bestaande handbediende afsluiters automatiseren of een actuator vervangen? Ook dan denken we graag met u mee.

Vraag ons naar de mogelijkheden voor installatie, inbedrijfstelling, onderhoud en reserveonderdelen.

Vind de juiste actuator voor uw afsluiter

Bij de keuze van een actuator beoordeelt u het type afsluiter, het koppel of de kracht, de bedrijfsvoering, de beschikbare energie, de beweging, de snelheid, de besturing en de omgeving in samenhang.

Bekijk de productseries of neem contact op met een van onze specialisten voor hulp bij de keuze en dimensionering van een actuator.