Elektrische Actuators voor Modulatie Kogelkranen

Een elektrische actuator in een modulerend kogelklepsysteem past de positie van de klep nauwkeurig aan op basis van stuursignalen, waardoor ze essentieel zijn voor toepassingen die nauwkeurige modulatie vereisen. Er zijn elektrische actuators voor 2-weg en 3-weg modulerende kogelkleppen. Dit artikel onderzoekt de technische specificaties, operationele mechanismen en integratiemogelijkheden van deze actuators.

Types modulerende kogelklep actuators

• Belimo actuators voor modulerende kogelklep: De Belimo actuator (Figuur 1 rechts) kan zonder gereedschap met de hand op de klep worden gemonteerd, waarbij alleen verticale bewegingen nodig zijn om de juiste uitlijning van de pennen met de flensgaten te garanderen. De montageoriëntatie is in stappen van 180° ten opzichte van de klep verstelbaar. Bovendien kan de rotatiehoek van de actuator fijn worden afgesteld in stappen van 2,5° met behulp van een clip, waardoor een nauwkeurige instelling van de maximale doorstroomcapaciteit van de klep mogelijk is. Hij beschikt over overbelastingsbeveiliging, waardoor eindschakelaars overbodig zijn doordat hij automatisch stopt wanneer de eindstop is bereikt. De actuator kan eenvoudig worden verwijderd door hem uit te klikken en kan worden gebruikt om de klepspindel handmatig te draaien. Hij bevat een geïntegreerde interface voor BACnet MSTP en Modbus RTU, waardoor hij digitale stuursignalen van het besturingssysteem kan ontvangen en realtime statusupdates kan geven. BACnet MSTP vergemakkelijkt HVAC- en verlichtingsregeling, Modbus RTU staat bekend om zijn betrouwbaarheid in industriële automatisering, en MP-Bus vereenvoudigt de integratie van HVAC-componenten.
• J4C actuators: J4C actuators (Figuur 1 links) hebben een robuuste constructie met opties voor fail-safe (Battery Safety Return, waardoor de actuator open of gesloten kan blijven bij stroomuitval) en modulerende (Digital Positioning System) besturing met analoge signalen zoals 4-20 mA of 0-10V. Deze analoge signalen maken fijn afgestelde aanpassingen van apparaten zoals variabele snelheidsaandrijvingen, dempers en kleppen mogelijk, wat zorgt voor optimale omgevingsomstandigheden en energie-efficiëntie.

Ze bieden hoog koppel, snelle werking en zijn geschikt voor verschillende agressieve en corrosieve media. Met een werkingskoppelbereik van 20-300 Nm zijn deze actuators geschikt voor verschillende klepgroottes. Voor onderhoud zijn er aparte reserveonderdelen beschikbaar voor de kogelklep en de actuator zelf.

Lees ons artikel overzicht van modulerende kleppen voor meer informatie over het ontwerp en de toepassingen van modulerende kleppen.

Hoe een modulerende kogelklep met actuator te selecteren

1. Configuratie: Een 2-weg modulerende kogelklep is geschikt voor eenvoudige aan/uit-besturing en geschikt voor systemen waar nauwkeurige doorstroomregeling nodig is, zoals HVAC-systemen. Een 3-weg configuratie wordt gebruikt in systemen waar de doorstroming tussen verschillende paden moet worden omgeleid. Het is ideaal voor toepassingen die het mengen van verschillende media of het verdelen van de doorstroming naar meerdere uitlaten vereisen.
2. Doorstroomvereisten: Bepaal de vereiste doorstroomsnelheid en selecteer een klep met een geschikte Kv-waarde. Als de doorstroomsnelheid lager is dan vereist, kan het systeem niet efficiënt werken, wat leidt tot onvoldoende verwarming, koeling of vloeistofoverdracht. Omgekeerd kan een te hoge doorstroomsnelheid overmatige drukval, verhoogde slijtage aan de klep en systeemcomponenten en mogelijke schade of uitval van het systeem veroorzaken.
3. Druk en temperatuur: Zorg ervoor dat de klep de maximale druk en temperatuur van de toepassing aankan.
4. Spanningscompatibiliteit: Controleer de spanningscompatibiliteit van de actuator met het systeem. Onjuiste spanning kan leiden tot actuatoruitval, wat resulteert in operationele stilstand, verhoogde onderhoudskosten en mogelijke schade aan andere systeemcomponenten.
5. Stuursignaal: Het juiste stuursignaal zorgt voor nauwkeurige modulatie van de kleppositie, wat optimale prestaties en efficiëntie garandeert. Het vergemakkelijkt ook de communicatie met gebouwbeheersystemen of andere besturingssystemen, waardoor gecentraliseerde bewaking en besturing mogelijk is. Het kiezen van een actuator die het gewenste stuursignaal ondersteunt (bijv. 0-10 V, 4-20 mA, BACnet MSTP) is essentieel voor het bereiken van nauwkeurige besturing en naadloze integratie met bestaande systemen.
6. Beschermingsgraad: Kies een actuator met een geschikte IP-beschermingsgraad voor de installatieomgeving. IP54 is geschikt voor gebruik binnenshuis met bescherming tegen stof en spatwater. IP67 biedt een hogere bescherming tegen stof en onderdompeling in water, geschikt voor ruwere omgevingen.
7. Materiaalcompatibiliteit: Zorg ervoor dat de klepmaterialen compatibel zijn met het te regelen medium. Dit voorkomt corrosie en verlengt de levensduur van de klep. Typische behuizingsmaterialen zijn:
   1. Messing: Veelgebruikt vanwege zijn goede weerstand tegen corrosie en ontzinking, waardoor het geschikt is voor water- en stoomtoepassingen.
   2. Roestvrij staal: Bekend om zijn superieure weerstand tegen agressieve en corrosieve media, ideaal voor zware omgevingen en chemische toepassingen.
   Typische afdichtingsmaterialen zijn:
   1. EPDM (Ethyleen Propyleen Dieen Monomeer): Uitstekende weerstand tegen water, stoom en een verscheidenheid aan chemicaliën, vaak gebruikt voor afdichtingen in HVAC- en waterbehandelingssystemen.
   2. PTFE (Polytetrafluorethyleen): Hoge chemische bestendigheid en duurzaamheid, geschikt voor een breed scala aan industriële toepassingen met agressieve chemicaliën.
   3. FKM (Fluorelastomeer): Biedt uitstekende weerstand tegen oliën, brandstoffen en hoge temperaturen, waardoor het geschikt is voor veeleisende industriële omgevingen.

Lees onze chemische compatibiliteitstabel voor meer informatie over de compatibiliteit van verschillende materialen met verschillende media.

8. Ontwerp van de kogelboring: L-poort is geschikt voor het omleiden van de doorstroming tussen twee verschillende paden. Het wordt vaak gebruikt in toepassingen waarbij de doorstroming van een enkele inlaat naar een van twee uitlaten moet worden geleid. T-poort is ideaal voor het mengen of verdelen van de doorstroming tussen drie verschillende paden. Het maakt complexere doorstroomconfiguraties mogelijk, zoals het combineren van doorstromingen van twee inlaten of het gelijktijdig verdelen van de doorstroming naar twee uitlaten. Lees ons artikel over de circuitfunctie van kogelkleppen voor meer informatie over de circuitfuncties en boringontwerpen van kogelkleppen.

Aanvullende functies

• Handmatige overbrugging: Overweeg actuators met handmatige overbruggingopties voor noodbediening of onderhoud.
• Verstelbaar werkingsbereik: Sommige actuators bieden verstelbare werkingsbereiken, waardoor een fijne afstelling van de maximale doorstroomcapaciteit van de klep mogelijk is. Deze functie is bijzonder nuttig in toepassingen die nauwkeurige doorstroomregeling vereisen.
• Onderhoud en reiniging: Kleppen met een 3-delig ontwerp kunnen worden gedemonteerd voor grondige reiniging, wat zorgt voor langdurige betrouwbaarheid en prestaties. Dit is belangrijk voor toepassingen waar reinheid cruciaal is.