Aktüatör nedir?

Aktüatörler, hava, hidrolik(yağ), gas, veya elektrik enerjisinden aldığı sinyali vana veya klepeleri kontrol etmek için mekanik enerjiye çeviren mekanizmadır. Vananın üzerine monte edilir ve vana gövdesine bağlanır. Hareket dönel veya lineerdir.

Aktüatörlere Neden İhtiyaç Duyarız?

  • Sıcaklık kontrolü
  • Akış kontrolü
  • Basınç kontrolü
  • Seviye kontrolü
  • Diğer (Ph, iletkenlik, Vb.)
  • Kapama
  • Boşaltma
  • Karıştırma

Aktüatör Seçerken Nelere Dikkat Etmeliyiz?

  • Aktüatör tipi belirlenir. Elektrik, Pnömatik, Gaz, Hidrolik.
  • Açma-kapama için moment belirlenir.
  • Aktüatörün çalışma basıncı veya elektrik beslemesi öğrenilir.
  • Montaj yapılacak vana direk bağlantı ise mil karesi ölçülür. Direk bağlanmıyorsa sıcaklık ve aktüatörün çalışacağı ortam hesaba katılarak ara bağlantı hazırlanması.
  • Çalışma prensiplerinin belirlenmesi. On/Off, Oransal.

On/Off isteniyorsa aktüatöre takılacak aksesuarlar seçilir. Switch Box, yön valfi, hız ayar valfi, regülatör, şartlandırıcı, look up, vs.

Orsansal isteniyorsa kullanılacak pozisyonerin tipi belirlenir. Elektro pnömatik, smart, pnömatik pnömatik, ıp converter vs.

  • Manuel kontrol (manuel override) isteniyormu?
  • Sistemin bulunduğu zone tespiti.
  • Kontrol mesafesi, tepki süresi ve güvenilirliğe göre güç kaynağı seçimi.
  • Gerekli spesifikasyonların belirlenmesi.

Atex Grubu , SIL Seviyesi , Ortam Sıcaklığı , IP68 ,IEC, FM

  • Prosese uygun haberleşme sisteminin belirlenmesi.

Modbus, Profibus, Fieldbus, Hart

 

Temel olarak aktüatörler üçe ayrılır.

 I.   Pnömatik aktuatörler  

 II.  Elektrikli (motorlu) aktuatörler

 III. Hidrolik aktuatörler 

 

I.Pnömatik Aktuatörler

Hava veya eşdeğer bir gazın basıncını mekanik harekete çeviren aygıtlardır. Çalışma mekanizması olarak rack&pinion, scotch yoke, piston tip, lineer silindir ve diyafram tip olmak üzere beş çeşide ayrılır.

Dönel (rotary) tip pnömatik aktüatörler, küresel vana, kelebek vana, plug vanaları hareket ettirmek için kullanılır.

Diyaframlı tip pnömatik  aktüatörler ise genellikle glob kontrol vanalarını kontrol eder. Tek etkili olarak çalışır.

Lineer silindir pnömatik aktüatörlerse pinch vana gibi lineer hareket yapan vanaların tek etkili ve çift etkili olarak kontrol edilmesini sağlar.

Çift etkili pnömatik aktüatör: Hem açma hem kapatma işlemi için hava gerektirir, hava kesildiği anda son konumunu korur. Bu aktüatörler 0-90°, 0-120° ve 0-180° açılarında çalışırlar.

Tek etkili pnömatik aktüatör: Sadece açma işlemi için hava gerektirir. Kapatma işlemi iç mekanizma ile genellikle yay kuvveti ile yapılır. Tek etkili aktüatörler arıza durumunda otomatik olarak kapanır. Daha az hava tüketimi vardır.

Normalde kapalı vana: Hava kesildiğinde vana kapalı konumda kalır.

Normalde açık vana: Hava kesildiğinde vana açık konumda kalır.

 

Pnömatik aktüatörlerin avantajları:

  • Elektrik enerjisi gerektirmez.
  • Hızlı çalışma.
  • Genellikle emniyet konumlu.
  • Düşük bakım maliyeti

Pnömatik Aktüatörlerin Dezavantajları:

  • İyi hava kalitesi sağlama zorunluluğu.
  • Kurulu hava tesisatı olmayan işletmelerde ilave tesisat yatırımı gerektirmesi

 

II.Elektrikli Aktuatörler

Elektro-mekanik aktüatör olarak da adlandırılan bu elektrikli aktüatör, mekanik enerji üretmek için elektrik enerjisinden yararlanan bir ekipmandır. Motor her iki yönde de çalışır ve vana gövdesini dişli kaplinler vasıtasıyla tahrik eder. Birçok uygulamada kullanıldığı gibi çoğu endüstriyel kullanıcı tarafından tercih edilmektedir.

Dönel, lineer ve multiturn (çok turlu) aktüatörler elektrik aktüatörlerin çeşitleridir.

Dönel veya rotary elektrik aktüatörler küresel, kelebek, plug vanaların ve 90° damperlerin kontrolü için kullanılır.

Lineer elektrik aktüatörler lineer hareket eden gate, glob ve pinch vanaları kontrol eder.

Multiturn(çok turlu) elektrik motorlarla lineer ve dönel hareket eden vanaları kontrol edebiliriz.

Elektrik Aktüatörlerin Avantajları;

  • Pnömatik aktüatörler kadar bakım gerektirmez.
  • Elektrik aktüatörler dış ortamda pnömatik aktüatöre göre daha verimli çalışır.
  • Elektrikli aktüatörlerin en büyük avantajlarından biri sundukları hassasiyet ve doğruluktur. Yüksek hassasiyetli mekanizmalar kullanalarak, kesin işlemlere ve sonuçlara yol açan nihai hassasiyet ve doğruluk elde edebilirler.
  • Elektrikli aktüatörler pnömatik aktüatörlere göre daha pahalı olmasına rağmen, bu aktüatörlerin işletme ve bakım maliyetlerini pnömatik aktüatörlerden daha düşüktür. Böylece, düşük bakım ve işletme maliyetleri gerektiren sistemlerde etkili bir şekilde kullanılabilirler.
  • Havanın olmadığı sistemler için mükemmeldir. Elektriğin kolayca erişilebildiği sistemler için elektrik aktüatör kullanımı idealdir.
  • Bağlantısı kolaydır. Elektrikli aktüatörlerin montaj maliyetleri de pnömatik aktüatöre göre daha düşüktür.
  • Elektrik kesildiği zaman vananın kapanması için akü güç kaynağı ile çalıştırabilir.
  • Elektrikli aktüatörler sahip oldukları gelişmiş teknoloji ile daha sessiz bir çalışma sunar. Dolayısıyla, daha sessiz, daha hassas ve daha temiz aktüatör arıyorsanız bunlar sizin için doğru seçim olacaktır.

Elektrikli Aktüatörlerin Dezavantajları: 

  • Nispeten yavaş çalışma.
  • Emniyet konumu özelliği yok veya yüksek maliyetli.
  • Patlayıcı / yanıcı (ex-proof) sahalarda maliyeti yüksek.

 

 III.Hidrolik Aktuatörler

Hidrolik (yağ) basıncını mekanik harekete çeviren aygıtlardır. Hidrolik aktüatörler genellikle, vanayı çalıştırmak için gereken torkun pnömatik veya elektrikli aktüatörler tarafından karşılanamadığı yerlerde kullanılır. Tek etkili ve çift etkili çeşitleri vardır.

Hidrolik Aktüatörlerin Avantajları;

  • Yüksek kuvvetler (torklar)
  • Hızlı çalışma.
  • Emniyet konumu mümkün (normalde kapalı veya normalde açık vana için)
  • Hidrolik basınç bağımsız bir pompayla sağlanabildiği gibi, proses akışkanı tarafından da sağlanabilir.

 Hidrolik Aktüatörlerin Dezavantajları;

  • Hidrolik yağ bakımı (harici yağ beslemeli tipler)
  • Yüksek hızlarda dairesel hareket için uygun değildirler.
  • Boyutlarını küçültmek zordur.
  • Uzak güç kaynağına ihtiyaç duyar bu da yer kaplar.