Siłowniki

Siłowniki to elementy napędowe w układach regulacji automatycznej. Zamieniają one energię pochodzącą od płynu roboczego (np. olej, powietrze), na energię mechaniczną konieczną do przemieszczenia części nastawczej według sygnału wyjściowego regulatora.

Rozróżnia się siłowniki:

- elektryczne

- pneumatyczne

- hydrauliczne

- elektrohydrauliczne

- elektropneumatyczne

Najbardziej spopularyzowane są siłowniki pneumatyczne.

Siłownik pneumatyczne można podzielić następująco:

- membranowe

- tłokowe

- wirnikowe

SIŁOWNIK MEMBRANOWY O DZIAŁANIU PROSTYM:

Elastyczna membrana zostaje ugięta, pod wpływem działania ciśnienia sterującego doprowadzonego nad górną pokrywę siłownika. Przy pomocy sztywnego talerza membrana oddziałuje na sprężynę. Wartość siły wynikającej ze ściskania sprężyny zwiększa się proporcjonalnie do wielkości ugięcia. Ugięcie membrany jest równoważone za każdym razem dla innej wartości ciśnienia. Przy właściwie dobranej sprężynie, przy pewnej wielkości ciśnienia, siła działająca na membranę, wytworzoną w ściskanej sprężynie, zostaje zrównoważona przez ugięcie sprężyny. Drgania membrany przenoszone są za pośrednictwem trzpienia na zewnątrz korpusu. Siłę naciągu sprężyny reguluje się wkręcając bądź wykręcając śrubę w korpus siłownika.

SIŁOWNIK MEMBRANOWY O DZIAŁANIU ODWROTNYM:

Różnica w budowie polega na umieszczeniu sprężyny zwrotnej. Sprężyna ta jest zamieszczona powyżej membrany, natomiast ciśnienie sterujące działa pod membraną. Z tego powodu ciśnienie sterujące zasysa trzpień, a co za tym idzie otwiera zawór.

SIŁOWNIKI HYDRAULICZNE:

Stosuje się je głównie w urządzeniach gdzie są wymagane od siłownika wywieranie dużych sił. Do sterowania używa się przeważnie elementów sterujących - rozdzielaczy. Steruje się położeniem suwaka w rozdzielaczu. Przesunięcie suwaka w skrajne położenie sprawia, że do jednej z komór siłownika doprowadzany jest olej o ciśnieniu równym ciśnieniu zasilania, co wywołuje ruch tłoka siłownika. Tłok będzie się przesuwał tak długo, dopóki suwak rozdzielacza nie powróci w położenie neutralne, albo tłok wysunie się w położenie maksymalne.

Pozycja przesuwnego suwaka rozdzielacza określa prędkość posuwu tłoka. Siłowniki hydrauliczne działają przy ciśnieniach roboczych w granicach 600 - 8000kPa.

SIŁOWNIKI ELEKTRYCZNE:

Ten rodzaj siłowników występuje pod dwoma postaciami:

  • silnikowe,
  • elektromagnetyczne.

SIŁOWNIKI ELEKTROMAGNETYCZNE:

Stosuje się je do pracy przy zaworach o niedużych średnicach nominalnych. Prąd płynący przez uzwojenie elektromagnesu, w tego typu siłownikach, sprawia, że powstaje siła wciągająca rdzeń i wywołuje bardzo szybki ruch do wewnątrz. Ruch ten sprawia, że zawór zostaje całkowicie otwarty. W chwili wyłączenia prądu płynącego przez elektromagnes sprężyna zwrotna zamyka zawór. Spotyka się także inne rozwiązania, gdzie włączenie elektromagnesu wywołuje zamknięcie zaworu, a brak prądu - jego otwarcie.

ELEMENTY NASTWACZE:

Elementy te stanowią integralną część urządzeń wykonawczych. Mają bezpośredni wpływ na wyjściowy strumień płynu lub energii do obiektu. W układach regulacji automatycznej powszechnie używa się takich części jak: zawory, zasuwy, przepustnice, żaluzje, dozowniki. Przeważnie używanym typem urządzeń nastawczych są zawory, służące do modyfikacji strumienia cieczy, pary bądź gazu w instalacji rurowej. W stosowanych zaworach jednogniazdowych ciśnienie cieczy roboczej wywiera nacisk w kierunku otwarcia zaworu. W zaworach dwugniazdowych ciśnienie przepływającego medium oddziałuje na dwa grzybki w odwrotnych kierunkach co powoduje znaczną redukcję siły obciążającej element napędowy czyli siłownik. W zaworze wysuwany grzybek współdziała z nieruchomym gniazdem - z tego powodu obie części zaworu muszą być bardzo dokładnie obrobione. Jakość powierzchni współpracujących wpływa bezpośrednio na szczelność oraz charakterystykę zaworu.