システムに適したバルブ アクチュエータを選択してください

Jun 19, 2023

バルブ アクチュエータは工業化の重要なコンポーネントです。 Future Market Insights によると、空気圧アクチュエータの世界市場だけでも 2023 年には市場価値が 160 億ドルに達するとみられる理由はこれにあります。バルブ アクチュエータにはさまざまな形式がありますが、特定の用途でのみ期待どおりに機能します。 この記事では、空気圧式、電気式、油圧式のバルブ アクチュエータを検討し、購入に役立つそれぞれの長所と短所を示します。

名前が示すように、空気圧バルブ アクチュエータは、圧縮空気によって生成されたエネルギーを回転または直線的な機械運動に使用します。 ロータリー空気圧バルブ アクチュエータの一般的な用途は、プラグ バルブ、バタフライ バルブ、ボール バルブであり、主なタイプはスコッチ ヨークとラック アンド ピニオン空気圧バルブ アクチュエータの 2 つです。 どちらも、スプリング リターンまたは直接 (シングルまたはダブル) アクションのいずれかに依存して、シングルまたはデュアル バージョンで動作できます。 複動アクチュエータの構成では、ピストンを主動作方向と往復動作方向に駆動するために供給された空気が必要です。

あるいは、スプリングリターンアクチュエータは、供給された空気のみでピストンの動作を一方向に駆動し、代わりにスプリングの機械力に頼ってピストンを元の位置に戻します。 このスプリングリターン構成により、アクチュエータへの空気供給が失われたときにアクチュエータがストロークバルブを戻す指定された方向であるフェールセーフ位置が得られます。 複動式ラックアンドピニオン アクチュエータは線形トルク出力を提供し、バルブ ストローク全体にわたって一貫性を提供します。 ただし、スコッチヨークアクチュエータは、ストロークの開始時と終了時に最大トルク出力を提供し、ストローク途中でトルクが減少する能力を反映したトルク出力曲線を提供します。

ユーザーが用途に適した空気圧バルブのタイプを確実に選択するには、バルブの作動方法、バルブの構成、流量容量、戻り動作のタイプ、制御媒体などの機能を考慮する必要があります。 バルブ構成は、2、3、または 4 方バルブのいずれかを選択することを意味し、ユーザーはスプリングリターンまたは直接作動バルブを選択できます。 バルブの制御に使用されるガスまたは液体、およびユーザーがバルブをどのように作動させるかも、選択プロセスにおいて重要な役割を果たします。

電動アクチュエータ デバイスは、電気を運動エネルギーまたは機械エネルギーに変換し、バタフライ バルブやボール 4 分の 1 回転バルブを制御します。 ほとんどの場合、両方向に移動できるモーターと、最終位置に達するとモーターをオフにするリミット スイッチが使用されます。 電動バルブ アクチュエータには、ロータリーとリニアの 2 つの基本的なタイプがあります。 ロータリー電動アクチュエータは、包装業界で通常使用される、90 度 (4 分の 1 回転) 回転して開閉するプラグ、ボール、バタフライ バルブとともに使用できます。 リニア電動バルブ アクチュエータは、バルブの開閉にスライド ステムを必要とするダイヤフラム、ピンチ、ゲート、アングル、グローブ バルブで最もよく機能します。 これらは、厳しい公差が目標の場合にうまく機能します。

電動アクチュエータを正しく選択するには、ユーザーは動作プロファイルを考慮する必要があります。 つまり、荷物を移動するのに必要な力、移動距離、必要な最小速度と最大速度です。 さらに、負荷、デューティ サイクル/サイクル レート、位置精度の要件を考慮する必要があります。

これらは、油圧アクチュエータ バルブが空気の代わりに液体を使用することを除いて、空気圧アクチュエータと同じ動作原理を使用します。 したがって、油圧アクチュエータは流体圧力エネルギーを直線、回転、または振動の機械運動に変換します。 非圧縮性流体を使用しているため、重荷重に最適です。 油圧アクチュエータには、ロータリーバルブ、リニアバルブ、スロットリングバルブ、スタートストップバルブ、セミロータリーバルブなど、いくつかの形式があります。 ピストン型アクチュエータは最も広く使用されています。 他のアクチュエータとは異なり、油圧アクチュエータを動作させるにはいくつかのコンポーネントが必要です。 たとえば、ピストン型アクチュエータには、シリンダ、スプリング、ステム、ピストン、制御バルブ、作動油、油圧供給および戻りラインが含まれています。

最適な油圧アクチュエータは、その使用事例によって異なります。 ユーザーは、使用圧力範囲、力と力の方向、シリンダーの取り付けスタイルなどの要素を考慮する必要があります。 その他の要因には、作動時間 (開閉にかかる時間)、動作範囲、シール推力、アクチュエーターの力、および回転数が含まれます。

Gilbert Welsford と Jason Welsford は、バルブ業界の第 3 世代の起業家です。 初期のキャリアでは、それぞれが他の業界で名声を上げましたが、祖父が 1965 年に設立したバルブ販売会社に「帰ってきました」。二人は一緒に、valveman.com と、首都圏のバルブ販売会社 FS Welsford Co. の両方を経営しています。フィラデルフィアおよびニューヨーク市全域の市場。