Actionneur pneumatique à crémaillère et pignon

Trois principaux types d'actionneurs de vannes sont couramment utilisés : pneumatiques, hydrauliques et électriques.

Les actionneurs pneumatiques peuvent être classés en deux catégories : conception à joug écossais, conception à palettes et sujet de ce post-rack. et actionneurs à pignon.

Qu'est-ce qu'un actionneur à crémaillère et pignon ?

Les actionneurs à crémaillère et pignon sont des dispositifs mécaniques utilisés pour ouvrir et fermer automatiquement des vannes ou des registres, généralement pour des applications industrielles.

Les actionneurs pneumatiques à crémaillère, également appelés vérins à rotation limitée, sont des actionneurs rotatifs utilisés pour tourner, ouvrir, fermer, mélanger, osciller, positionner, diriger et bien d'autres fonctions mécaniques impliquant une rotation restreinte. Ces actionneurs sont également souvent utilisés pour l'automatisation de vannes quart de tour, comme les vannes à bille ou papillon.

Les actionneurs pneumatiques à crémaillère convertissent l'énergie de l'air comprimé au moyen d'un cylindre pneumatique en un mouvement rotatif oscillant. Le gaz propre, sec et traité requis par cet actionneur est fourni via une station d'air comprimé centrale, qui prend généralement en charge une gamme de dispositifs pneumatiques dans un système de traitement.

Les actionneurs pneumatiques, par rapport à leurs homologues électriques, sont généralement plus durables, mieux adaptés aux environnements dangereux et moins chers. De plus, ils nécessitent souvent moins d’entretien et fournissent un couple plus élevé par rapport à leur taille.

Les actionneurs à crémaillère et pignon convertissent le mouvement linéaire d'un mécanisme d'entraînement pour fournir un mouvement de rotation conçu pour ouvrir et fermer des vannes quart de tour telles que des vannes à bille, papillon ou à boisseau et également pour faire fonctionner des registres industriels ou commerciaux.

Le mouvement de rotation d'un actionneur à crémaillère et pignon s'effectue via un mouvement linéaire et deux engrenages. Un engrenage circulaire, appelé « pignon », engrène les dents d'un ou deux engrenages linéaires, appelé « crémaillère ».

Les actionneurs pneumatiques utilisent des pistons fixés au support. Lorsque la puissance de l'air ou du ressort est appliquée aux pistons, la crémaillère change de position. Ce mouvement linéaire est transféré au pignon rotatif (dans les deux sens) fournissant une rotation bidirectionnelle pour ouvrir et fermer la vanne connectée.

Les pistons des actionneurs à crémaillère et pignon peuvent être pressurisés avec de l'air, du gaz ou de l'huile pour fournir le mouvement linéaire qui entraîne le pignon. Pour faire tourner le pignon dans la direction opposée, l'air, le gaz ou l'huile doivent être redirigés vers l'autre côté des pistons, ou utiliser des ressorts hélicoïdaux comme source d'énergie pour la rotation. Les actionneurs à crémaillère et pignon utilisant des ressorts sont appelés « actionneurs à ressort de rappel ». Les actionneurs qui reposent sur la pressurisation du côté opposé du rack sont appelés « à action directe ».

Construction d'un actionneur à crémaillère et pignon

La plupart des actionneurs sont conçus pour une course de 100 degrés avec un réglage de la course dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre pour les positions ouvertes et fermées. Des supports de montage ISO conformes aux normes mondiales sont couramment disponibles pour offrir facilité et flexibilité dans l'installation directe des vannes.

Les dimensions de montage sur les connexions des ports pneumatiques de l'actionneur et sur les trous d'accessoires de l'actionneur et l'arbre d'entraînement sont également des caractéristiques de conception courantes pour rendre l'ajout de vannes pilotes et d'accessoires plus pratique.

Les actionneurs pneumatiques à crémaillère et pignon sont compacts et efficaces. Ils sont fiables, durables et offrent une bonne durée de vie. Il existe de nombreuses marques d'actionneurs à crémaillère et pignon sur le marché, toutes présentant des différences subtiles en termes de joints de piston, de joints d'arbre, de conception de ressort et de conception de corps. Certaines variantes sont spécialement conçues pour des environnements ou des circonstances opérationnelles très spécifiques.

Indicateur

L'indicateur de position est standard pour le montage d'accessoires.

Pignon

Le pignon est en acier allié nickelé autocatalytique pour le montage NAMUR d'accessoires, ISO 5211 et DIN3337 pour le montage sur des vannes.

Corps de l'actionneur

L'aluminium anodisé dur extrudé permet un corps ASTM6005, peint en poudre polyester. La norme TVC est une peinture polyester en poudre gris clair.

Embouts

Polyester en poudre d'aluminium moulé sous pression peint en noir. Différentes couleurs sur demande. Également disponible en PTFE ou ENP.

Pistons

Les pistons à double crémaillère sont fabriqués en aluminium moulé sous pression puis anodisés dur. Également disponible en acier moulé et galvanisé. Les pistons sont positionnés symétriquement pour une longue durée de vie et un fonctionnement rapide. L'inversion de rotation s'effectue simplement en inversant les pistons.

Ajustement du voyage

Les deux boulons de réglage externes indépendants de la butée de course peuvent s'ajuster facilement et précisément à ± 5° dans les directions d'ouverture et de fermeture.

Ressorts haute performance

Les ressorts revêtus préchargés sont fabriqués à partir d'un matériau de haute qualité résistant à la corrosion et ayant une durée de vie plus longue, qui peut être modifié en toute sécurité et facilement pour satisfaire différentes exigences de couple en modifiant la quantité de ressorts.

Roulements et guides

Fabriqué à partir de plastiques techniques à faible friction et longue durée de vie, pour éviter le contact direct entre les métaux. L'entretien et le remplacement sont faciles et pratiques.

Joints toriques

Les joints toriques en caoutchouc NBR assurent un fonctionnement sans problème dans des plages de température standard. Pour applications à haute et basse température FKM ou Silicone

Comment Actionneur à crémaillère et pignon Travail?

Actionneurs à double effet

L'air vers l'orifice A force les pistons vers l'extérieur, provoquant la rotation du pignon. dans le sens inverse des aiguilles d'une montre pendant que l'air est évacué du port B.

L'air vers l'orifice B force les pistons vers l'intérieur, provoquant la rotation du pignon. dans le sens des aiguilles d'une montre pendant que l'air est évacué du port A.

L'air vers l'orifice A force les pistons vers l'extérieur, provoquant la rotation du pignon. dans le sens des aiguilles d'une montre pendant que l'air est évacué du port B.

L'air vers l'orifice B force les pistons vers l'intérieur, provoquant la rotation du pignon. dans le sens inverse des aiguilles d'une montre pendant que l'air est évacué du port A.

Actionneurs à ressort de rappel

L'air vers l'orifice A force les pistons vers l'extérieur, provoquant la compression des ressorts. Le pignon tourne. dans le sens inverse des aiguilles d'une montre pendant que l'air est évacué du port B.

La perte de pression d'air sur l'orifice A amène l'énergie stockée dans les ressorts à forcer les pistons vers l'intérieur. Le pignon tourne dans le sens des aiguilles d'une montre pendant que l'air est évacué du port A.

L'air vers l'orifice A force les pistons vers l'extérieur, provoquant la rotation du pignon. dans le sens des aiguilles d'une montre pendant que l'air est évacué du port B.

La perte de pression d'air sur l'orifice A amène l'énergie stockée dans les ressorts à forcer les pistons vers l'intérieur. Le pignon tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre pendant que l'air est évacué du port A.

Applications courantes à crémaillère et pignon

Les actionneurs à crémaillère et pignon sont destinés à l'automatisation et au fonctionnement des vannes quart de tour telles que les vannes papillon, à bille et à boisseau utilisées dans les industries de transformation telles que la chimie, la pharmacie, le traitement de l'eau, le pétrole et le gaz, etc.

Les actionneurs sont disponibles en deux constructions : ressort de rappel et double effet. Le ressort de rappel mécanique est destiné aux applications de sécurité et peut être assemblé pour la fonction de sécurité « Fail-Close » ou « Fail-Open ».

Les actionneurs à double effet peuvent être utilisés pour une fonction de sécurité « Fail-In-Last-Position ».

Applications avancées à crémaillère et pignon

Les actionneurs à crémaillère et pignon sont disponibles pour une large gamme d'applications avancées. Les kits de garniture liés à la température qui permettent un fonctionnement à haute ou basse température sont les plus connus.

D'autres applications sont liées à la manipulation différente de la course (réglage complet de la course), aux exigences de revêtement spéciales, aux fluides de fonctionnement spéciaux ou aux vitesses de fonctionnement rapides.

Pour bon nombre de ces applications avancées, des accessoires de contrôle dédiés sont disponibles.

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