Actuador Neumático de Yugo Escocés

Retorno por resorte (simple efecto) o doble efecto

500–100,000 Nm según los tamaños de modelo

Rotación de cuarto de vuelta de 90°

ISO 5211 (montaje), NAMUR (montaje de solenoide)

Cilindro único, pistón doble; el mecanismo de yoke escocés convierte el movimiento lineal del pistón en salida rotativa de 90°

Cartuchos de resorte en el cilindro (modelos de retorno por resorte); múltiples juegos de resortes disponibles; o doble efecto sin resortes

Brida ISO 5211 directa al cuerpo de la válvula o soporte; interfaz NAMUR para solenoide y accesorios

El Torque Variable Es la Verdadera Ventaja del Yoke Escocés

Los actuadores de piñón y cremallera producen torque constante a lo largo de los 90° de carrera. Los actuadores de yoke escocés producen torque variable, y esa variabilidad es la razón de su existencia.

Las válvulas de cuarto de vuelta necesitan más torque para desasentar la bola o el disco que para mantenerlos girando. El torque de arranque en la posición asentada supera el torque de funcionamiento a mitad de carrera en un 30–50% en válvulas de mariposa y bola típicas. En válvulas grandes de alta presión, esa diferencia aumenta. Una válvula de bola de 24 pulgadas Clase 300 podría necesitar 15,000 Nm para desasentar del asiento pero solo 8,000 Nm de torque de funcionamiento a mitad de carrera.

La geometría del yoke escocés aborda esto. El brazo del yoke convierte la fuerza del pistón en momento rotacional, y esa relación de conversión cambia a lo largo de la carrera. En la posición inicial de arranque (rotación de 0–10°), la geometría del brazo del yoke produce un multiplicador de torque más alto. La fuerza del pistón se amplifica en más fuerza rotacional al inicio de la carrera, exactamente donde la válvula más lo necesita. A mitad de carrera, el multiplicador baja, coincidiendo con el requisito de torque de funcionamiento más bajo. El perfil de torque se ajusta a la curva de demanda de torque de la válvula.

Actuadores Más Pequeños en Válvulas Grandes

Debido a que el yoke escocés entrega un mayor torque de arranque por unidad de suministro de aire, puedes especificar un actuador más pequeño para la misma válvula. O usar una presión de suministro más baja. O ambos. En una válvula de mariposa de 36 pulgadas en servicio de agua, un actuador de yoke escocés a 80 psi podría producir un torque de arranque adecuado donde un actuador de piñón y cremallera necesitaría 100 psi para entregar la misma fuerza inicial. Esa diferencia de presión importa en plantas donde los cabezales de aire de instrumentos funcionan a 80 psi y aumentar a 100 psi requiere un regulador de refuerzo dedicado en cada válvula.

Movimiento Más Suave Extiende la Vida del Asiento

Los actuadores de piñón y cremallera aplican fuerza repentinamente cuando la válvula se despega del asiento. La salida de torque constante significa que el actuador entrega torque completo en el instante en que la válvula comienza a moverse: un choque mecánico que golpea el asiento en cada ciclo.

El yoke escocés comienza lento. La aceleración del pistón se acumula a través de la mitad de la carrera. El disco de la válvula se levanta del asiento gradualmente en lugar de soltarse bruscamente. En válvulas grandes de cuarto de vuelta de alta presión, ese movimiento de desasentado más suave reduce la fuerza de impacto en el anillo del asiento. La vida del asiento se extiende. Los intervalos de mantenimiento se alargan. En válvulas que ciclan frecuentemente —válvulas de aislamiento automatizadas en procesos por lotes— esa diferencia en la vida del asiento se acumula a lo largo de miles de ciclos.

Especificación de yugo escocés cuando las demandas de torque son altas

Los actuadores de yoke escocés son la elección correcta en válvulas grandes de cuarto de vuelta (mariposa de 8–48 pulgadas, bola de 8–24 pulgadas) donde el torque de asentado excede lo que el piñón y cremallera entrega a una presión de suministro razonable. En válvulas más pequeñas donde los requisitos de torque son moderados, el piñón y cremallera es más simple y económico. No sobre-especifiques: la complejidad y el costo del yoke escocés se justifican solo cuando la característica de torque variable resuelve un problema real.

A: Costo y complejidad. El mecanismo de yoke escocés tiene más piezas móviles que el piñón y cremallera: el brazo del yoke, la ranura y el pasador añaden costo de mecanizado y ensamblaje. En válvulas donde el torque constante es adecuado, el piñón y cremallera hace el trabajo por menos dinero. El yoke escocés gana su prima en válvulas grandes con alto torque de arranque.

A: Cambia el método de dimensionamiento. Dimensionas basándote en el torque de arranque al inicio de la carrera, no en torque constante. Calcula el requisito de torque de asentado/desasentado de la válvula, luego verifica que el torque del yoke escocés en la posición de arranque exceda ese requisito por tu...