Vérin à course linéaire

Retour par ressort (simple effet) ou double effet

500–50 000 lbf (surface d'alésage × pression d'alimentation)

40–150 psi (3–10 bar)

1–12 pouces (25–300 mm) linéaire

ISO 5211 (interface de montage)

Piston double effet dans le corps du cylindre ; joint torique ou joint à lèvre ; la pression d'air entraîne le piston dans les deux directions

Cartouches à ressort interne (modèles à rappel par ressort) ; portée réglable par sélection de la cartouche

Bride ISO 5211 ou chape ; support sur le châssis de la vanne ; couplage direct de la tige via écrou de couplage ou connexion à chape

La puissance du piston là où la membrane échoue

Les cylindres à course linéaire servent les mêmes types de vannes que les vérins à membrane — vannes à globe, vannes à opercule, vannes de régulation nécessitant une poussée linéaire. Mais ils résolvent deux problèmes que les vérins à membrane ne peuvent pas résoudre.

Poussée plus élevée dans un encombrement réduit. L'alésage du cylindre remplace la surface de la membrane. Le diamètre de l'alésage est plus petit qu'une membrane pour une poussée équivalente, car les cylindres à piston tolèrent une pression d'alimentation plus élevée — jusqu'à 150 psi contre 80 psi pour une membrane. Plus de pression × surface plus petite = même poussée avec moins de volume de vérin. Sur les installations verticales et les supports de tuyauterie serrés où un vérin à membrane ne rentre pas entre les canalisations adjacentes, le cylindre à piston s'insère et fournit la force nécessaire.

Course plus longue sans pénalité de poussée. Les vérins à membrane plafonnent à environ 4 pouces car la membrane se déforme et perd sa surface effective sur une course plus longue. Les cylindres à piston prolongent simplement le corps. Des courses de 6, 8, 12 pouces sont standard pour les vannes à opercule avec une longue course de tige, et le joint torique reste efficace à n'importe quelle position le long de l'alésage. La sortie de poussée ne se dégrade pas avec la longueur de course — la surface du piston est constante, que le piston soit à 1 pouce ou 10 pouces du fond. Cette constance est importante sur les vannes à opercule où l'ouverture complète nécessite une extension longue de la tige et où la force d'assise à la fermeture complète doit correspondre à la force de dégagement à l'ouverture complète.

Le compromis du frottement

Les cylindres à piston paient leur taille compacte par le frottement des joints. Le joint torique du piston frotte contre l'alésage du cylindre. Cette force de traînée réduit la poussée nette à la tige de la vanne — vous avez besoin d'une pression d'alimentation plus élevée pour fournir la même force effective qu'un vérin à membrane produit à une pression plus basse. Sur les vannes tout-ou-rien où la tige parcourt toute la course à chaque cycle, cette perte par frottement est acceptable. La vanne s'assied ou se dégage indépendamment de quelques centaines de livres de frottement.

Sur les vannes de régulation modulantes, le frottement crée un problème différent — l'hystérésis. Le positionneur commande un petit ajustement, disons 2 % de course de tige. Le frottement absorbe la force d'ajustement avant que la tige ne bouge. Le positionneur dépasse la cible à l'ajustement suivant. La tige oscille autour de la position cible. La performance de la boucle de régulation se dégrade. La vanne oscille. La variable de procédé fluctue.

Les vérins à membrane ont un frottement de joint négligeable. La membrane fléchit librement — pas de traînée de joint torique contre une surface d'alésage. Pour le service modulant où un positionnement précis est important, les vérins à membrane offrent une meilleure précision de position et une réponse de boucle de régulation plus fluide.

Choisir en fonction de l'application

Utilisez des cylindres à piston sur les vannes à opercule avec des exigences de course longue, sur les installations où l'espace ne permet pas un vérin à membrane, et sur le service tout-ou-rien où l'hystérésis n'affecte pas la performance. Utilisez des vérins à membrane sur les vannes de régulation modulantes où la précision de position est la priorité. Les deux types de vérins se chevauchent sur les mêmes types de vannes mais servent des besoins opérationnels différents.

A : Lorsque la course dépasse 10 cm, lorsque l'espace disponible ne permet pas l'installation d'un actionneur à membrane, ou lorsque la pression d'alimentation est supérieure à 5,5 bars et que vous souhaitez un actionneur compact. Les vannes à guillotine avec une course de tige supérieure à 15 cm constituent l'application la plus courante pour ce type de vérin.

R : Non, dans la plage nominale. Les joints toriques des pistons supportent 150 psi sans problème de fatigue. L'alésage du cylindre et les embouts sont conçus pour la pression d'alimentation maximale. Les actionneurs à membrane ne supportent pas cette pression car le...