Escolha o atuador de válvula certo para o seu sistema

Os atuadores de válvula são um componente vital da industrialização. Isto explica por que, de acordo com o Future Market Insights, o mercado global de atuadores pneumáticos atingirá um valor de mercado de US$ 16 bilhões em 2023. Embora os atuadores de válvula tenham vários formatos, eles só funcionam conforme esperado em aplicações específicas. Este artigo examina atuadores de válvula pneumáticos, elétricos e hidráulicos e apresenta as vantagens e desvantagens de cada um para auxiliar na jornada de compra.

Como o nome sugere, os atuadores de válvula pneumática utilizam a energia gerada pelo ar comprimido em movimento mecânico rotativo ou linear. O uso típico para atuadores de válvula pneumática rotativa é em válvulas macho, borboleta e esfera, e os dois tipos principais são atuadores de válvula pneumática scotch yoke e cremalheira e pinhão. Ambos podem operar nas versões simples ou dupla, contando com retorno por mola ou ação direta (simples ou dupla). Nos atuadores de dupla ação, a configuração requer que o ar fornecido acione os pistões na direção primária de operação e na direção recíproca de operação.

Alternativamente, os atuadores de retorno por mola requerem apenas que o ar fornecido acione a ação dos pistões em uma direção e, em vez disso, dependem da força mecânica de uma mola para retornar os pistões à sua posição original. Esta configuração de retorno por mola produz, consequentemente, uma posição à prova de falhas, uma orientação designada para a qual o atuador retornará a válvula de deslocamento após a perda de suprimento de ar para o atuador. Atuadores de pinhão e cremalheira de ação dupla fornecem saídas de torque lineares, oferecendo consistência durante todo o curso da válvula. No entanto, um atuador scotch yoke forneceria uma curva de saída de torque que reflete sua capacidade de fornecer suas saídas de torque máximas no início e no final de seu curso com torque diminuído no meio do curso.

Para garantir que um usuário selecione o tipo de válvula pneumática correto para sua aplicação, ele deve considerar recursos como método de atuação da válvula, configuração da válvula, capacidade de vazão, tipo de ação de retorno e meio de controle. A configuração da válvula pode significar a opção por válvulas de 2, 3 ou 4 vias, e o usuário pode escolher uma válvula de retorno por mola ou de atuação direta. O gás ou líquido usado para controlar a válvula e como o usuário acionará a válvula também desempenham um papel fundamental no processo de seleção.

Um dispositivo atuador elétrico converte eletricidade em energia cinética ou mecânica que pode controlar válvulas borboleta e esféricas de um quarto de volta. A maioria usa um motor que pode se mover em ambas as direções e uma chave fim de curso que o desliga quando atinge a posição final. Existem dois tipos básicos de atuadores de válvula elétrica: rotativos e lineares. Os atuadores elétricos rotativos podem ser usados ​​com válvulas macho, esfera e borboleta que giram 90 graus (um quarto de volta) de abertura para fechamento, normalmente usadas na indústria de embalagens. Os atuadores de válvula elétrica linear funcionam melhor com válvulas de diafragma, pitada, gaveta, ângulo e globo que exigem uma haste deslizante para abrir ou fechar a válvula. Eles funcionam bem onde o objetivo é tolerâncias restritas.

Para selecionar corretamente um atuador elétrico, o usuário deve considerar o perfil de movimento. Ou seja, a força necessária para movimentar a carga, a distância percorrida e as velocidades mínima e máxima exigidas. Além disso, eles devem levar em consideração a carga, o ciclo de trabalho/taxa de ciclagem e os requisitos de precisão posicional.

Eles usam os mesmos princípios de operação dos atuadores pneumáticos, exceto que as válvulas do atuador hidráulico usam um líquido no lugar do ar. Portanto, um atuador hidráulico converte a energia da pressão do fluido em movimento mecânico linear, rotativo ou oscilatório. Por utilizarem fluido incompressível, são ideais para cargas pesadas. Os atuadores hidráulicos vêm em vários formatos, incluindo válvulas rotativas, lineares, de estrangulamento, start-stop e semi-rotativas. Os atuadores do tipo pistão têm o uso mais difundido. Ao contrário de outros atuadores, os usuários precisam de vários componentes para operar os atuadores hidráulicos. Por exemplo, um atuador do tipo pistão contém um cilindro, mola, haste, pistão, válvula de controle, fluido hidráulico e linha hidráulica de alimentação e retorno.