اکچویتور چیست؟
اکچویتور (Actuator) یا عملگر، تجهیزی است که یک منبع انرژی و فرمان کنترلی را به حرکت مکانیکی تبدیل می کند. در سیستم های پایپینگ و کنترل فرآیند، اکچویتور نیروی لازم برای باز و بسته کردن شیر، تغییر موقعیت مجرابند یا قرار دادن کنترل ولو در درصد مشخصی از بازشدگی را فراهم می کند.
منبع انرژی اکچویتور می تواند هوای فشرده، انرژی الکتریکی، فشار هیدرولیک یا ترکیبی از این منابع باشد. حرکت خروجی نیز بسته به ساختار تجهیز می تواند خطی یا دورانی باشد. به همین دلیل اکچویتورها روی تجهیزاتی مانند کنترل ولو، شیر توپی، شیر پروانه ای، پلاگ ولو، دمپر و سایر تجهیزات مکانیکی قابل اتوماسیون استفاده می شوند.
انتخاب اکچویتور تنها بر اساس سایز شیر انجام نمی شود. نوع حرکت شیر، گشتاور یا نیروی موردنیاز، فشار فرآیند، فشار هوای ابزار دقیق، تعداد سیکل کاری، سرعت عملکرد، حالت Fail-Safe، شرایط محیطی و نوع فرمان کنترلی از مهم ترین پارامترهایی هستند که باید در انتخاب Actuator بررسی شوند.
تجهیز صنعت تامین کننده و وارد کننده انواع تجهیزات ابزار دقیق و پایپینگ می باشد. انواع اکچویتورها از برندهای معروف در انبار محصولات تجهیز صنعت موجود میباشد، جهت استعلام قیمت و خرید اکچویتور با کارشناسان فنی و فروش ما در تماس باشید.
انواع اکچویتور بر اساس منبع انرژی
۱. اکچویتور پنوماتیک
اکچویتور پنوماتیک از هوای فشرده برای ایجاد حرکت استفاده میکند و یکی از متداولترین انواع عملگر در شیرآلات صنعتی و کنترل ولو ها است.
انواع رایج:
- Diaphragm
- Piston
- Rack & Pinion
- Scotch Yoke
Emerson نیز اکچویتورهای پنوماتیکی را بهطور گسترده برای اتوماسیون ولو معرفی میکند و مکانیزمهای Rack & Pinion و Scotch Yoke را برای شیرهای روتاری به کار میبرد.
مزایا
- سرعت عملکرد بالا
- ساختار نسبتاً ساده
- مناسب سرویسهای On/Off و Modulating
- امکان ایجاد Fail-Safe با فنر
- مناسب بسیاری از محیطهای صنعتی
محدودیتها
- نیاز به هوای ابزار دقیق
- حساسیت عملکرد به فشار و کیفیت هوا
- نیاز به تجهیزات جانبی مثل Filter Regulator و Solenoid Valve
اکچویتور پنوماتیکی دیافراگمیاکچویتور دیافراگمی معمولا برای شیرهای با حرکت خطی (گلوب ولو، شیر دیافراگمی، شیر دروازه ای و …) به کار می روند . در بدنه عملگر این نوع عملگر ها از یک دیافراگم استفاده میشود که نیروی هوا به آن وارد شده و از طریق فشردگی و حرکت دیافراگم که توسط یک میله به استم ولو کوپل شده است، شیر تغییر وضعیت میدهد. | اکچویتور پنوماتیکی پیستونیاخیرآ Actuator های پیستونی کاربرد گسترده ای در شیر های صنعتی پیدا کرده اند. در این نوع تنوع از یک سیلندر و یک پیستون لغزنده که با اورینگ نسبت به سیلندر آب بندی شده است، استفاده می شود. سیلندر آن توسط یک قاب ریخته گری شده است به بدنه شیر وصل می شود. | اکچویتور پنوماتیکی چرخشیاکچویتور های پره ای (vane actuator) که به آنها رک اند پینیون (Rack and Pinion) نیز می گویند، معمولا برای دوران های ۹۰ درجه به کار می رود. در داخل آن ، یک پره نوسانی که لبه آن نسبت به دیواره داخلی محفظه آب بندی شده است، قرار دارد. با ورود و خروج هوای فشرده به فضای طرفین این پره، یک حرکت دورانی محدود در شفت متصل به آن به وجود می اید. وقتی هوا به فضای یک پره وارد می شود، هوای طرف دیگر تخلیه و پره حول شفت خود می چرخد. |
 |  |
مزایای عملگر پنوماتیکی
- تامین هوای فشرده در هر محیط صنعتی به راحتی امکان پذیر میباشد و در دسترس خواهد بود.
- هوای اضافی و خارج شده از این نوع عملگرها بدون ایجاد هیچ مشکلی به هوای آزاد برمی گردد.
- طراحی ساده و تعمیرات و نگهداری ارزان
مشاهده کامل انواع اکچویتور پنوماتیکی
۲. اکچویتور برقی
اکچویتور برقی با استفاده از موتور و مجموعه گیربکس، انرژی الکتریکی را به حرکت مکانیکی تبدیل میکند. در این اکچویتورها با استفاده از گیربکس، سرعت موتور الکتریکی را کاهش داد و به سرعت دورانی مطلوب رسید. با توجه به اینکه منبع تغذیه این Actuatorها برق است آلودگی و نشتی ندارند و تجهیز تمیزی به حساب می آیند. این اکچویتور ها قیمت نسبتا بالایی دارند ولی با توجه به اینکه قطعات متحرک کمی دارند هزینه تعمیر نگهداری پایینی دارند.
این نوع برای موارد زیر مناسب است :
- شیرهای قطع و وصل
- ولوهای Modulating
- مکانهایی که Instrument Air وجود ندارد
- کنترل از راه دور
Emerson در منابع رسمی خود اشاره میکند که Electric Actuatorها معمولاً شامل موتور و Gear Train هستند و باید در انتخاب آنها به Torque/Thrust، Travel، Speed و Duty Cycle توجه شود.
مزایای عملگر الکتریکی
- دارای قابلیت تغییر سرعت موتور به کمک گیربکس و رسیدن به سرعت مطلوب
- موتور الکتریکی به سادگی با سیستم کنترلی قابلیت کنترل دارد
- عدم ایجاد آلودگی و یا رطوبت در محیط
- دارای طراحی های فشرده و کوچک
مشاهده کامل انواع اکچویتور برقی
۳. اکچویتور هیدرولیک
اکچویتور هیدرولیکی از سیال هیدرولیک تحت فشار برای تولید نیرو یا گشتاور استفاده میکند.
انواع مایعات می توانند منبع انرژی آن باشند در واقع این عملگرها با تبدیل انرژی هیدرولیک به مکانیکی می توانند باعث حرکت دادن و چرخاندن شیرهای صنعتی شوند. از آنجایی که مایعات و سیالات تراکم پذیر نیستند یک عملگر هیدرولیکی میتواند نیروی های زیادی را تحمل کند و گشتاور بالایی را تولید کند.
این نوع عملگر در کاربردهایی که نیروی بسیار بالا، Torque زیاد، Fail-Safe خاص و یا شرایط سنگین نیاز است، کاربرد دارد.
مزایای عملگر هیدرولیکی
- قابلیت ذخیره فشار هیدرولیکی
- آب بندی و عایق کاری کم هزینه
- ایجاد نیرو و گشتاور های بسیار بالا
۴. اکچویتور الکتروهیدرولیک
ترکیبی از نیروی الکتریکی و سیستم هیدرولیک است. Rotork برای نمونه خانواده RCE را بهعنوان Electro-Hydraulic Actuator برای سرویسهای On/Off و کاربردهایی با Torque بالا معرفی میکند.
جدول مقایسه انواع اکچویتور
| ویژگی | پنوماتیک | برقی | هیدرولیک | الکتروهیدرولیک |
|---|---|---|---|---|
| منبع انرژی | هوای فشرده | برق | روغن تحت فشار | برق + هیدرولیک |
| سرعت | معمولاً بالا | متوسط | بالا | مدلمحور |
| نیروی خروجی | متوسط تا بالا | وابسته به موتور/گیربکس | بسیار بالا | بالا |
| Fail-Safe | آسان با Spring Return | نیازمند طراحی مناسب | قابل اجرا | قابل اجرا |
| کنترل Modulating | مناسب | مناسب با Duty مناسب | مناسب | مناسب |
| نیاز به کمپرسور | بله | خیر | خیر، ولی Hydraulic Power Unit لازم است | خیر یا یکپارچه |
| نگهداری | متوسط | متوسط | بیشتر | بیشتر |
| کاربرد رایج | کنترل ولو، Ball، Butterfly | ولوهای Remote/On-Off/Modulating | خطوط بزرگ و سرویس سنگین | Critical Service |
انواع اکچویتور بر حسب نوع حرکت
عملگرها بر حسب نوع حرکتی که دارند و نیرویی که به استم شیر منتقل میکنند دارای انواع خطی و چرخشی میباشند که در ادامه به توضیح هریک خواهیم پرداخت:
اکچویتور خطی (Linear):
این Actuator ها حرکتی خطی ایجاد میکنند و نیروی اعمالی به Actuator توسط یک حرکت خطی به شیر منتقل میگردد.
اکچویتورهای خطی بیشتر در شیر های کنترلی (گلوب ولو،گیت ولو و شیر دیافراگمی) که عملگر آنها بصورت دیافراگمی میباشد کاربرد دارد.
نیروی اعمالی به صفحه دیافراگم باعث پایین و بالا رفتن صفحه دیافراگم می شود و این مقدار توسط یک میله که به استم ولو کوپل است به ولو منتقل میگردد و باعث تغییر وضعیت آن میشود.
اکچویتور چرخشی یا دورانی (Rotary):
حرکت این عملگرها به صورت دورانی یا چرخشی (روتاری) می باشد.
این اکچویتورهای پنیوماتیکی ساختمان ساده ای دارند، به طور خلاصه یک شفت دندانه دار که باید به شیر وصل شود در وسط قرار دارد و دو پیستون در دو طرف آن قرار گرفته اند که با دندانه ای به شفت متصل هستند.
دو محفظه جدا از هم وجود دارد که ناحیه درونی، بین دو پیستون و ناحیه خارجی، بین هر پیستون و دیواره قراردارد و کاملا از هم ایزوله هستند. سیال محرک (هوا فشرده) با پر و خالی شدن در این دو ناحیه باعث به حرکت درآمدن پیستون میشود و پیستون نیز با استفاده از دنده هایی که آن را به شفت متصل کرده، گشتاور لازم برای چرخاندن شیر را تامین میکنند و شیر باز و بسته میشود.
برای شیرهای Quarter-Turn مثل: Ball Valve / Butterfly Valve / Plug Valve استفاده میشوند.
جدول راهنمای انتخاب اکچویتور
انتخاب اکچویتور باید بر اساس مشخصات واقعی شیر و شرایط فرآیند انجام شود و تنها سایز خط یا سایز ولو برای انتخاب Actuator کافی نیست.
| پارامتر | نکته انتخاب |
|---|---|
| نوع شیر | Globe، Ball، Butterfly، Plug، Gate و... |
| نوع حرکت | Linear، Quarter-Turn یا Multi-Turn |
| Torque / Thrust | باید از نیروی موردنیاز واقعی ولو بیشتر باشد |
| فشار فرآیند | روی Seating Force و Torque موردنیاز اثر دارد |
| فشار هوای ابزار دقیق | برای اکچویتور پنوماتیک تعیینکننده خروجی نیرو است |
| منبع انرژی | هوای فشرده، برق یا هیدرولیک |
| نوع سرویس | On/Off یا Modulating |
| Fail Action | Fail Open، Fail Close یا Fail in Place |
| سرعت عملکرد | زمان باز و بسته شدن موردنیاز |
| Duty Cycle | مخصوصاً در اکچویتور برقی مهم است |
| دمای محیط | باید با محدوده مجاز Actuator سازگار باشد |
| محیط نصب | Indoor، Outdoor، Corrosive یا Hazardous Area |
| استاندارد ضدانفجار | در صورت نصب در Hazardous Area بررسی شود |
| تعداد سیکل | روی عمر مکانیکی و انتخاب Duty اثر دارد |
| تجهیزات جانبی | Positioner، Solenoid، Limit Switch، Filter Regulator و Lock-Up Valve |
برای انتخاب صحیح اکچویتور، باید Torque یا Thrust موردنیاز شیر در بدترین شرایط فرآیند محاسبه شود و سپس Actuator با ضریب ایمنی مناسب انتخاب گردد.
مفاهیم Spring Return و Double Acting
در اکچویتور، فنر برگشت، انرژی خارجی حرکت را در یک جهت ایجاد میکند و فنر، تجهیز را در زمان قطع انرژی به موقعیت تعریفشده برمیگرداند.
این مکانیزم میتواند برای ایجاد حالات Fail Open – Fail Close استفاده شود.
Double Acting
در اکچویتور Double Acting، نیرو برای حرکت در هر دو جهت تأمین میشود.
در مدل پنوماتیک هوا برای بازکردن و هوا برای بستن به دو سمت پیستون اعمال میشود.
تفاوت مهم
Single Acting و Double Acting را با Fail Open و Fail Close یکی نکنید.
Single Acting یک نوع طراحی Actuator است در صورتی که Fail Open / Fail Close نتیجه رفتار کل مجموعه Valve + Actuator در Failure است.
مفهوم Fail-Safe در اکچویتور
Fail Open، Fail Close و Fail in Place
| وضعیت | عملکرد |
| Fail Open | در قطع انرژی، ولو به وضعیت باز می رود |
| Fail Close | در قطع انرژی، ولو بسته می شود |
| Fail in Place | تلاش می شود ولو در آخرین موقعیت حفظ شود |
انتخاب Fail Action باید از قوانین کلی امنیت فرآیند تعیین شود.
مثلاً:
- Fuel Gas Valve ← معمولاً Fail Close
- Cooling Water ← ممکن است Fail Open باشد
اما هیچ کدام قانون مطلق نیستند؛ شرایط فرآیند تعیین کننده است.
کاربرد اکچویتور
یکی از مهمترین کاربرد های Actuator استفاده از آنها در فرآیند هایی میباشد که نیاز به کنترل بصورت اتوماتیکی یا اتوماسیون میباشد و در مواردی که از لحاظ ایمنی نیاز به قطع و وصل سریع مسیر جریان باشد.
همچنین در فرایند هایی که نیاز به کنترل بسیار دقیق شیر میباشد و این امر توسط اپراتور به کمک عملگرهای دستی امکان پذیر نیست و یا امکان دسترسی اپراتور به شیر نمیباشد نیز از اکچویتور های اتوماتیک پنوماتیکی یا الکتریکی استفاده میشود. این اکچویتور ها با دریافت سیگنال های پنوماتیکی یا الکتریکی از فواصل دور قابل کنترل میباشند.
همچنین در فرآیند هایی که فشار سیال بسیار بالا یا سایز شیر و خط لوله بزرگ میباشد و برای باز و بست کردن شیر نیاز به نیرو و گشتاور بسیار بالایی باشد نیز از اکچویتور یا عملگر های اتوماتیک استفاده میشود.
برندهای تولید کننده اکچویتور
تولید کنندگان بسیاری در دنیا به تولید انواع اکچویتور یا عملگر مشغول میباشند. بعضی از این تولیدکنندگان انواع Actuator های پنوماتیکی دیافراگمی را در سایز ها و مدل های مختلف تولید میکنند. شرکت های FISHER، MASONEILAN، SAMSON از این تولید کنندگان میباشند که بصورت تخصصی اکچویتور های دیافراگمی و پیستونی را تولید میکنند.
برخی از سایر شرکت ها مانند El-O-Matic و FESTO انواع Actuator های دورانی یا چرخشی (Rack and Pinion) را تولید میکنند.
شرکت هایی مانند biffi و AUMA و rotork نیز از تولید کنندگان مطرح انواع اکچویتور های الکتریکی یا موتوری (MOV) میباشند.
در ادامه به معرفی برخی از تولید کنندگان مطرح انواع اکچویتور در بازار ایران اشاره میکنیم:
- اکچویتور نوجیکس (Nogix)
- اکچویتور پروال (Proval)
- اکچویتور دوراویس (Duravis)
- اکچویتور مگا (Mega)
- اکچویتور آلفا ایر (Alphair)
- اکچویتور یورو کنترل (EURO Control)
- اکچویتور روپو (Ropo)
تفاوت اکچویتور و پوزیشنر
| تجهیز | وظیفه |
| Actuator | ایجاد نیرو یا گشتاور برای حرکت Valve |
| Positioner | تنظیم دقیق موقعیت Valve بر اساس سیگنال فرمان |
| Solenoid Valve | قطع/وصل هوای فرمان برای عملیات On/Off |
| I/P Converter | تبدیل سیگنال الکتریکی به سیگنال پنوماتیکی |
تجهیزات جانبی اکچویتور
| تجهیز جانبی | کاربرد |
|---|---|
| Positioner | کنترل موقعیت دقیق ولو |
| Solenoid Valve | فرمان پنوماتیکی On/Off |
| Limit Switch Box | اعلام Open/Close Position |
| Filter Regulator | تنظیم فشار و تصفیه هوای ابزار دقیق |
| Volume Booster | افزایش ظرفیت جریان هوا و سرعت پاسخ |
| Quick Exhaust | تخلیه سریع هوا |
| Lock-Up Valve | حفظ موقعیت در افت فشار هوا |
| Handwheel | Manual Override |
| Air Lock | حفاظت پنوماتیکی |
خرید اکچویتور
اکچویتورها، دستگاههایی هستند که برای انتقال و تبدیل انرژی به حرکت مورد استفاده قرار میگیرند. این دستگاهها عمدتاً در صنعت و سیستمهای اتوماسیون استفاده میشوند و وظیفه کنترل حرکت و کنترل موقعیت را بر عهده دارند.
اکچویتورها میتوانند به صورت مکانیکی، هیدرولیکی، پنوماتیکی و الکتریکی عمل کنند. هر نوع اکچویتور دارای ویژگیها و مزایا و معایب خود است و بر اساس نیازهای کاربردی و شرایط محیطی، انتخاب میشود.
شرکت تجهیز صنعت خرید و فروش انواع تجهیزات ابزار دقیق، تجهیزات آزمایشگاهی و تجهیزات پایپینگی، محصولاتی متناسب با نیازهای شما در زمینه اکچویتور را ارائه میدهد.
برای دریافت اطلاعات دقیقتر، خرید و مشاوره در مورد محصولات موجود، بهتر است با شرکت تجهیز صنعت تماس حاصل بفرمایید. این شرکت دارای کارشناسان متخصص و با تجربه است که میتوانند اطلاعات دقیقی در مورد مشخصات فنی، قیمت اکچویتور و خرید و فروش اکچویتور ارائه دهند و شما را در انتخاب بهترین گزینه هدایت کنند.
عوامل تاثیرگذار بر قیمت اکچویتور
قیمت اکچویتورها تحت تأثیر عوامل متعددی قرار میگیرد. در زیر به برخی از این عوامل اشاره میکنم:
- نوع اکچویتور: نوع Actuator مورد نظر تأثیر زیادی بر قیمت دارد. اکچویتورهای پنوماتیکی معمولاً به صرفهترین گزینه هستند و قیمت کمتری نسبت به اکچویتورهای الکتریکی و هیدرولیکی دارند. اکچویتورهای الکتریکی و هیدرولیکی ممکن است قیمت بیشتری داشته باشند، اما دارای ویژگیها و عملکرد برتری هستند.
- ظرفیت و ابعاد: بزرگی و ظرفیت اکچویتور نیز تأثیر مهمی بر قیمت دارد. Actuator های با ظرفیت بزرگتر و قدرت بیشتر معمولاً هزینه بیشتری دارند.
- جنس و کیفیت ساخت: جنس و کیفیت ساخت اکچویتور نیز به قیمت آن تأثیر میگذارد. اکچویتورهای با کیفیت بالا، استحکام مناسب و استفاده از مواد با کیفیت عالی معمولاً قیمت بالاتری دارند.
- برند تولید کننده: برند تولید کننده نیز میتواند قیمت را تحت تأثیر قرار دهد. برندهای معروف و معتبر ممکن است قیمت بیشتری داشته باشند.
- نیازهای خاص کاربرد: نیازهای خاص یک کاربرد مانند ویژگیهای خاص، استانداردها، مقاومت در برابر شرایط محیطی خاص و سفارشی سازیهای بیشتر میتوانند به افزایش قیمت اکچویتور منجر شوند.
لازم به ذکر است که قیمتها ممکن است به دلیل تغییرات بازار و عوامل دیگر متغیر باشند. شرکت تجهیز صنعت یکی از تامین کننده های Actuator از برند های مطرح دنیا می باشد. انواع اکچویتور در نمایشگاه این شرکت موجود است جهت بازدید از نمایشگاه ،مشاوره، خرید و فروش و قیمت اکچویتور می توانید با کارشناسان فنی و فروش ما در تماس باشید تا با کسب اطلاعات کافی بتوانید تجهیزی را با بهترین قیمت متناسب با نیازهای کاربردیتان تهیه بفرمایید.
سوالات متداول درباره اکچویتور
اکچویتور چیست؟
اکچویتور یا عملگر تجهیزی است که انرژی پنوماتیکی، الکتریکی یا هیدرولیکی را به حرکت مکانیکی تبدیل میکند. در شیرآلات صنعتی، اکچویتور نیروی لازم برای باز، بسته یا تنظیم موقعیت ولو را ایجاد میکند.
تفاوت اکچویتور پنوماتیک و برقی چیست؟
اکچویتور پنوماتیک از هوای فشرده و اکچویتور برقی از موتور الکتریکی استفاده میکند. مدل پنوماتیکی معمولاً سرعت بالاتر و اجرای Fail-Safe سادهتری دارد، در حالی که مدل برقی در سایتهایی که هوای ابزار دقیق وجود ندارد گزینه مناسبی است.
تفاوت اکچویتور خطی و روتاری چیست؟
اکچویتور خطی حرکت رفتوبرگشتی ایجاد میکند و برای ولوهایی مانند Globe Valve مناسب است. اکچویتور روتاری حرکت چرخشی تولید میکند و معمولاً روی Ball Valve، Butterfly Valve و Plug Valve نصب میشود.
برای انتخاب اکچویتور چه اطلاعاتی لازم است؟
نوع شیر، سایز، Torque یا Thrust موردنیاز، اختلاف فشار، فشار Shutoff، نوع حرکت، منبع انرژی، سرعت عملکرد، Fail Action، دمای محیط، تعداد سیکل و شرایط نصب باید مشخص شوند.
تفاوت اکچویتور و پوزیشنر چیست؟
اکچویتور نیروی لازم برای حرکت شیر را ایجاد میکند، اما پوزیشنر موقعیت واقعی شیر را با فرمان سیستم کنترل مقایسه کرده و فشار یا فرمان لازم را به اکچویتور میدهد تا ولو در موقعیت موردنظر قرار گیرد.
Spring Return و Double Acting چه تفاوتی دارند؟
در Spring Return، انرژی خارجی حرکت را در یک جهت ایجاد میکند و فنر در زمان قطع انرژی اکچویتور را به وضعیت اولیه برمیگرداند. در Double Acting، نیرو برای حرکت در هر دو جهت اعمال میشود.
آیا میتوان اکچویتور را فقط بر اساس سایز شیر انتخاب کرد؟
خیر. دو شیر با سایز یکسان ممکن است Torque یا Thrust کاملاً متفاوتی داشته باشند. نوع شیر، اختلاف فشار، Seat Design، فشار Shutoff و شرایط فرآیند باید در انتخاب بررسی شوند.
