Цилиндр линейного хода

С пружинным возвратом (одностороннего действия) или двустороннего действия

500–50 000 фунт-сил (площадь отверстия × давление подачи)

40–150 фунтов на квадратный дюйм (3–10 бар)

1–12 дюймов (25–300 мм) линейного хода

ISO 5211 (интерфейс крепления)

Поршень двустороннего действия в корпусе цилиндра; уплотнительное кольцо или манжета; давление воздуха приводит поршень в движение в обоих направлениях

Внутренние пружинные картриджи (модели с пружинным возвратом); диапазон регулируется выбором картриджа

Фланец ISO 5211 или вилка; кронштейн на траверсе клапана; прямое соединение штока через накидную гайку или вилочное соединение

Мощность поршня там, где мембрана не справляется

Линейные цилиндры хода обслуживают те же типы клапанов, что и мембранные приводы — шаровые, задвижки, регулирующие клапаны, требующие линейного усилия. Но они решают две проблемы, которые мембранные приводы не могут.

Более высокое усилие в меньшем корпусе. Отверстие цилиндра заменяет площадь мембраны. Диаметр отверстия меньше, чем у мембраны, при эквивалентном усилии, потому что поршневые цилиндры выдерживают более высокое давление подачи — до 150 фунтов на квадратный дюйм против 80 у мембраны. Больше давление × меньшая площадь = то же усилие с меньшим объемом привода. На вертикальных установках и в тесных трубных эстакадах, где мембранный привод не помещается между соседними трубопроводами, поршневой цилиндр вписывается и обеспечивает необходимую силу.

Более длинный ход без потери усилия. Мембранные приводы ограничены примерно 4 дюймами, потому что мембрана прогибается и теряет эффективную площадь при большем ходе. Поршневые цилиндры просто удлиняют корпус. Ходы 6, 8, 12 дюймов стандартны для задвижек с длинным ходом штока, и уплотнительное кольцо остается эффективным в любом положении вдоль отверстия. Выходное усилие не снижается с длиной хода — площадь поршня постоянна, независимо от того, находится ли поршень в 1 дюйме или 10 дюймах от торцевой крышки. Эта стабильность важна для задвижек, где полное открытие требует длинного выдвижения штока, а усилие посадки при полном закрытии должно соответствовать усилию отрыва при полном открытии.

Поршневые цилиндры расплачиваются за компактный размер трением уплотнений. Уплотнительное кольцо на поршне трется о стенку цилиндра. Эта сила трения снижает чистое усилие на штоке клапана — вам нужно более высокое давление подачи, чтобы обеспечить то же эффективное усилие, которое мембранный привод создает при более низком давлении. На клапанах открытия/закрытия, где шток проходит полный ход каждый цикл, эта потеря на трение приемлема. Клапан садится или открывается независимо от нескольких сотен фунтов трения.

На модулирующих регулирующих клапанах трение создает другую проблему — гистерезис. Позиционер командует небольшую корректировку, скажем, 2% хода штока. Трение поглощает усилие корректировки до того, как шток двинется. Позиционер перерегулирует при следующей корректировке. Шток колеблется вокруг целевого положения. Производительность контура управления ухудшается. Клапан вибрирует. Технологическая переменная колеблется.

Мембранные приводы имеют пренебрежимо малое трение уплотнений. Мембрана гнется свободно — нет трения кольца о поверхность отверстия. Для модулирующего режима, где важна точность позиционирования, мембранные приводы обеспечивают лучшую точность положения и более плавную реакцию контура управления.

Выбор на основе применения

Используйте поршневые цилиндры на задвижках с длинным ходом, на установках, где пространство не позволяет разместить мембранный привод, и на сервисе открытия/закрытия, где гистерезис не влияет на производительность. Используйте мембранные приводы на модулирующих регулирующих клапанах, где точность положения является приоритетом. Два типа приводов пересекаются на одних и тех же типах клапанов, но служат разным эксплуатационным потребностям.

A: Когда ход превышает 4 дюйма, когда установочное пространство не может вместить мембранный привод, или когда доступно давление подачи выше 80 фунтов на квадратный дюйм и вы хотите компактный размер привода. Задвижки с ходом штока 6+ дюймов — наиболее распространенное применение цилиндров.

A: Нет, в пределах номинального диапазона. Уплотнительные кольца поршня выдерживают 150 фунтов на квадратный дюйм без проблем усталости. Отверстие цилиндра и торцевые крышки рассчитаны на максимальное давление подачи. Мембранные приводы не выдерживают такое давление, потому что материал мембраны устает при повторяющихся прогибах под высоким давлением — уплотнение поршня не прогибается, оно скользит.

A: Зависит от диаметра отверстия, типа уплотнения и состояния цилиндра. Уплотнительные кольца на стандартных цилиндрах создают трение 50–200 фунт-сил в зависимости от размера отверстия. Манжеты снижают это до 20–80 фунт-сил, но стоят дороже. При выходном усилии 5 000 фунт-сил это трение составляет 1–4% —...