Actionneur pneumatique à joug écossais

Retour par ressort (simple effet) ou double effet

500–100 000 Nm selon les tailles de modèles

Rotation quart de tour de 90°

ISO 5211 (montage), NAMUR (montage de solénoïde)

Cylindre unique, double piston ; le mécanisme à fourche scotch convertit le mouvement linéaire du piston en sortie rotative de 90°

Cartouches de ressorts dans le cylindre (modèles à retour par ressort) ; plusieurs ensembles de ressorts disponibles ; ou double effet sans ressorts

Bride ISO 5211 directement sur le corps de vanne ou support ; interface NAMUR pour solénoïde et accessoires

Le couple variable est le véritable avantage de la fourche scotch

Les actionneurs à crémaillère et pignon produisent un couple constant sur les 90° de course. Les actionneurs à fourche scotch produisent un couple variable — et cette variabilité est la raison de leur existence.

Les vannes quart de tour nécessitent plus de couple pour déloger la bille ou le disque que pour maintenir la rotation. Le couple de décollage en position assise dépasse le couple de fonctionnement à mi-course de 30 à 50 % sur les vannes papillon et à bille typiques. Sur les grandes vannes à haute pression, cet écart s'agrandit. Une vanne à bille de 24 pouces classe 300 pourrait nécessiter 15 000 Nm pour sortir du siège mais seulement 8 000 Nm de couple de fonctionnement à mi-course.

La géométrie de la fourche scotch répond à cela. Le bras de fourche convertit la force du piston en moment rotatif — et ce rapport de conversion change sur toute la course. À la position initiale de décollage (rotation de 0 à 10°), la géométrie du bras de fourche produit un multiplicateur de couple plus élevé. La force du piston est amplifiée en force rotative plus importante au début de la course, exactement là où la vanne en a le plus besoin. À mi-course, le multiplicateur diminue, correspondant à l'exigence de couple de fonctionnement plus faible. Le profil de couple correspond à la courbe de demande de couple de la vanne.

Actionneurs plus compacts sur grandes vannes

Parce que la fourche scotch fournit un couple de décollage plus élevé par unité d'alimentation en air, vous pouvez spécifier un actionneur plus petit pour la même vanne. Ou utiliser une pression d'alimentation plus basse. Ou les deux. Sur une vanne papillon de 36 pouces en service eau, un actionneur à fourche scotch à 80 psi pourrait produire un couple de décollage adéquat là où un actionneur à crémaillère et pignon nécessiterait 100 psi pour fournir la même force initiale. Cette différence de pression compte dans les usines où les collecteurs d'air d'instrumentation fonctionnent à 80 psi et où l'augmentation à 100 psi nécessite un régulateur de surpression dédié à chaque vanne.

Un mouvement plus fluide prolonge la durée de vie du siège

Les actionneurs à crémaillère et pignon appliquent la force soudainement lorsque la vanne se décolle du siège. La sortie à couple constant signifie que l'actionneur fournit un couple complet à l'instant où la vanne commence à bouger — un choc mécanique qui martèle le siège à chaque cycle.

La fourche scotch démarre lentement. L'accélération du piston augmente jusqu'à mi-course. Le disque de la vanne se soulève du siège progressivement plutôt que de se libérer brusquement. Sur les grandes vannes quart de tour à haute pression, ce mouvement de décollement plus fluide réduit la force d'impact sur la bague de siège. La durée de vie du siège s'étend. Les intervalles de maintenance s'allongent. Sur les vannes qui cyclent fréquemment — vannes d'isolation automatisées dans les processus par lots — cette différence de durée de vie du siège s'accumule sur des milliers de cycles.

Spécifiez la fourche scotch lorsque les demandes de couple sont élevées

Les actionneurs à fourche scotch sont le bon choix sur les grandes vannes quart de tour (papillon de 8 à 48 pouces, à bille de 8 à 24 pouces) où le couple de siège dépasse ce que la crémaillère et pignon fournit à une pression d'alimentation raisonnable. Sur les vannes plus petites où les exigences de couple sont modérées, la crémaillère et pignon est plus simple et moins chère. Ne sur-spécifiez pas — la complexité et le coût de la fourche scotch ne sont justifiés que lorsque la caractéristique de couple variable résout un problème réel.

A : Coût et complexité. Le mécanisme à fourche scotch a plus de pièces mobiles que la crémaillère et pignon — le bras de fourche, la rainure et la goupille ajoutent des coûts d'usinage et d'assemblage. Sur les vannes où un couple constant est adéquat, la crémaillère et pignon fait le travail pour moins cher. La fourche scotch justifie son supplément sur les grandes vannes avec un couple de décollage élevé.

A : Cela change la méthode de dimensionnement. Vous dimensionnez en fonction du couple de décollage au début de la course, pas du couple constant. Calculez l'exigence de couple d'assise/décollement de la vanne, puis...