バルブアクチュエータの選択について理解する

バルブを自動化するかどうかの決定は、通常、安全性、信頼性の高い動作、コストなどの考慮事項に基づいて行われます。写真提供：SVF Flow Controls。

バルブの仕様を作成する際の最も重要なステップは、サイズ基準を決定することです。

バルブを自動化するかどうかは、通常、次の考慮事項の 1 つまたはすべてに基づいて決定されます。

すべてのアクチュエータには、次のようないくつかの明確な目的があります。バルブを動かすクロージャー部材 (ディスク、ボール、またはプラグ) を希望の位置に取り付けます。バルブを保持してくださいクロージャー部材を希望の位置に取り付けます。バルブを固定する所望の遮断仕様を提供するのに十分なトルクを備えた閉鎖部材。故障モードを提供するシステム障害が発生した場合。用途に応じて、完全に開いたり、閉じたり、そのままにしたりすることができます。必要な回転移動量を提供する (90°、180°など)。 90°を超える回転を必要とするバルブには、マルチポートバルブが含まれます。必要な動作速度を提供します。すべてのアクチュエータは、使用される制御回路要素に応じてサイクル速度を調整できます。

場合によっては、プロセスエンジニアはプロセスシステムに空気圧作動バルブを使用するか電気作動バルブを使用するかを選択する必要があります。どちらのスタイルにも利点があり、最適な選択を行うためにデータを入手できることは重要です。

アクチュエータのタイプ (空気圧または電気) を選択する際に最も重要なのは、アクチュエータに最も効果的な動力源を決定することです。考慮すべき点は次のとおりです。

最も実用的な空気圧アクチュエータは、40 ～ 120 psi (3 ～ 8 bar) の空気圧供給を利用します。一般に、それらは 60 ～ 80 psi (4 ～ 6 bar) の供給圧力に合わせたサイズになっています。

電動アクチュエーターは 110 VAC 電源で使用されることがよくありますが、単相および三相のさまざまな AC および DC モーターで使用できます。

危険な環境での電動アクチュエータの使用を正当化することが難しい場合がありますが、圧縮空気が利用できない場合、または空気圧アクチュエータが必要な動作特性を提供できない場合は、適切に分類されたエンクロージャを備えた電動アクチュエータを使用できます。

ほぼすべての電動アクチュエータメーカーには、NEMA VII に準拠した標準製品ラインのバージョンのオプションがあります。危険エリアに関するガイダンスの別の情報源は、ATEX から入手できます。

一方、空気圧アクチュエータは本質的に「防爆」です。電気制御装置を危険区域で空気圧アクチュエータとともに使用する場合、一般に電気制御装置の方が電気アクチュエータよりもコスト効率が高くなります。ソレノイド操作のパイロットバルブ (電気装置) は、非危険場所に取り付けて電力を供給し、アクチュエータに配管することができます。位置表示用のリミットスイッチは、NEMA VII エンクロージャに収容できます。危険区域における空気圧アクチュエータの本質的な安全性により、これらの用途では空気圧アクチュエータが実用的な選択肢となります。

プロセス産業でバルブアクチュエータに関して広く指定されているもう 1 つの安全アクセサリは、スプリングリターン (フェールセーフ) オプションです。電源または信号障害が発生すると、スプリングリターンアクチュエーターがバルブを所定の安全位置に駆動します。これは、空気圧アクチュエータの実用的で安価なオプションであり、業界全体で空気圧アクチュエータが広く使用される重要な理由です。

電動アクチュエータには、スプリングリターンオプションまたはバッテリバックアップシステムが用意されており、予測可能な「故障」位置決めが可能です。

バルブ自動化用の空気圧アクチュエータまたは電気アクチュエータを指定する前に、それぞれの主要な性能特性をいくつか考慮することが重要です。

デューティサイクル:空気圧アクチュエータのデューティサイクルは 100% です。実際、彼らは一生懸命働けば働くほど、より良い仕事ができるのです。電動アクチュエーターは、デューティサイクル 25% のモーターを備えたものが最も一般的です。これは、高サイクル用途での過熱を防ぐために、モーターを頻繁に停止させる必要があることを意味します。ほとんどのオンオフ自動バルブは 95% の時間アイドル状態を維持するため、通常、デューティサイクルは問題になりません。オプションのモーターやコンデンサーを使用すると、電動アクチュエーターを 100% のデューティサイクルにアップグレードできます。