Na automação de válvulas, a escolha criteriosa de motores desempenha um papel crucial. Geralmente, Esse atuador desempenha um papel crucial em diversas aplicações, gerando movimento ou força por meio do uso de um motor elétrico. Sua função principal está relacionada à execução de ações que demandam força, promovendo o deslocamento de uma carga. Esse mecanismo inovador aproveita a energia elétrica para acionar um motor, convertendo assim a energia elétrica em movimento mecânico.
Esses atuadores encontram ampla aplicação em diversas indústrias, oferecendo um meio flexível e eficiente para automatizar processos e controlar sistemas. Seja em ambientes industriais, processos de manufatura ou até mesmo em produtos de consumo do dia a dia, os atuadores elétricos desempenham um papel crucial ao possibilitar precisão, confiabilidade e automação.
Os atuadores, responsáveis por acionar o movimento das válvulas, são projetados para operar em condições ambientais extremas. No entanto, é importante destacar que, em geral, não são destinados a operações contínuas devido ao potencial acúmulo excessivo de calor no motor. Essa precaução é adotada não apenas para preservar a integridade do motor, mas também para assegurar a durabilidade e eficiência operacional do sistema como um todo. Ao evitar o superaquecimento, mantemos a estabilidade do sistema e prolongamos sua vida útil, contribuindo para um desempenho consistente em diferentes condições de operação.
COMPONENTES DO ATUADOR
Os interruptores de limite são dispositivos simples que consistem em um contato elétrico que é aberto ou fechado quando a válvula atinge uma posição final. Os interruptores de limite são geralmente instalados no corpo da válvula ou no atuador.
limite podem ser classificados em dois tipos principais:
- Interruptores de limite mecânicos: esses interruptores usam um mecanismo físico, como uma mola ou um cursor, para abrir ou fechar o contato elétrico.
- Interruptores de limite elétricos: esses interruptores usam um sensor elétrico, como um sensor de proximidade ou um sensor de efeito Hall, para abrir ou fechar o contato elétrico.
Sensores de torque
Os sensores de torque são dispositivos mais complexos que medem a quantidade de torque aplicada à válvula. Os sensores de torque podem ser classificados em dois tipos principais:
- Sensores de torque estáticos: esses sensores medem o torque estático, ou seja, o torque aplicado à válvula quando ela está parada.
- Sensores de torque dinâmicos: esses sensores medem o torque dinâmico, ou seja, o torque aplicado à válvula quando ela está em movimento.
Os sensores de torque são geralmente instalados no corpo da válvula ou no atuador.
Transmissores de posição
Os transmissores de posição são dispositivos que indicam a posição da válvula por meio de um sinal elétrico. Os transmissores de posição podem ser classificados em dois tipos principais:
- Transmissores de posição de corrente: esses transmissores geram um sinal de corrente contínua que varia de 4 a 20mA, dependendo da posição da válvula.
- Transmissores de posição de tensão: esses transmissores geram um sinal de tensão que varia de 0 a 10V, dependendo da posição da válvula.
Os transmissores de posição são geralmente instalados no atuador, por sua vez, mede a quantidade de torque aplicada à válvula. Isso pode ser útil para detectar sobrecargas ou condições anormais que possam causar danos ao atuador.
Em muitos cenários, os atuadores são melhorados com um transmissor remoto de posição, proporcionando uma indicação contínua da posição da válvula. Essa informação é transmitida por meio de um sinal elétrico, que pode ser uma corrente de 4-20mA ou uma tensão específica.
A utilização desse transmissor não só fornece um feedback altamente preciso sobre o estado da válvula, mas também facilita o monitoramento remoto do sistema. Esse aspecto é crucial para uma operação mais eficiente e segura, permitindo que os operadores e sistemas de controle remoto estejam cientes das condições em tempo real. Assim, a integração desses componentes não apenas otimiza a operação das válvulas.
Engrenagens
Uma estratégia empregada para reduzir a velocidade elevada de saída de um motor elétrico é a utilização de uma engrenagem de rosca sem-fim. Essa abordagem visa alcançar uma significativa redução de velocidade e um aumento correspondente de torque na etapa de engrenagem, resultando em uma eficiência reduzida, mas desejada, para os atuadores.
A engrenagem de rosca sem-fim é projetada para ser auto-bloqueante, o que significa que ela impede alterações acidentais e indesejadas na posição da válvula. Essa característica é crucial para garantir a estabilidade e a confiabilidade do sistema. Ao atuar sobre o elemento de fechamento da válvula, a engrenagem de rosca sem-fim proporciona uma resistência efetiva contra movimentos não intencionais, assegurando que a posição da válvula seja mantida de maneira precisa e consistente.
Engrenagens de rosca sem fim
Engrenagens de rosca sem fim são um tipo de engrenagem que consiste em um parafuso e uma coroa. O parafuso tem uma rosca que se encaixa nos dentes da coroa. Quando o parafuso gira, ele faz com que a coroa também gire.
Engrenagens de rosca sem fim têm uma alta relação de transmissão, o que significa que podem reduzir a velocidade de saída de um motor elétrico em uma grande proporção. No entanto, elas também têm uma baixa eficiência, o que significa que perdem uma quantidade significativa de energia durante a transmissão.
Auto-travamento
Engrenagens de rosca sem fim são auto-travantes, o que significa que evitam alterações acidentais e indesejadas na posição da válvula. Isso ocorre porque o parafuso e a coroa estão permanentemente acoplados. Se o parafuso parar de girar, a coroa também parará.
Fixação da Válvula
O dispositivo de fixação da válvula é composto por dois elementos. Primeiro: A flange utilizada para conectar firmemente o atuador ao componente correspondente no lado da válvula. Quanto maior o torque a ser transmitido, maior será a flange necessária. Este projeto garante uma conexão robusta e confiável entre o atuador e a válvula, suportando os esforços associados à automação do sistema.
As dimensões e o design do flange de montagem da válvula e dos acessórios da válvula são estipulados nas normas EN ISO 5210 para atuadores multivoltas ou EN ISO 5211 para atuadores de volta parcial. O projeto de acessórios de válvula para atuadores lineares é geralmente baseado na DIN 3358.
Operação manual
Na sua versão básica a maioria dos atuadores elétricos são equipados com um volante para operar os atuadores durante o comissionamento ou falha de energia. O volante não se move durante a operação do motor.
As chaves limitadoras de torque eletrônicas não funcionam durante a operação manual. Dispositivos mecânicos de limitação de torque são comumente usados para evitar sobrecarga de torque durante a operação manual.
Controles do atuador
Os controles do atuador desempenham um papel crucial na gestão eficiente do sistema, sendo responsáveis pelo processamento dos sinais do atuador e dos comandos provenientes do Sistema de Controle Distribuído (DCS). Essa responsabilidade pode ser atribuída a controles externos, como um Controlador Lógico Programável (CLP), se necessário.
Atualmente, os atuadores modernos apresentam controles integrados que processam sinais localmente, eliminando atrasos significativos. Além disso, esses controles incluem o painel essencial para gerenciar o motor elétrico, utilizando componentes como contatores reversores ou tiristores, que, por serem componentes elétricos, não sofrem desgaste mecânico.
No processo, os controles do atuador operam dentro do quadro para acionar ou desativar o motor elétrico, dependendo dos sinais ou comandos recebidos. Além disso, desempenham uma função vital ao fornecer sinais de feedback ao CLP, informando, por exemplo, quando a válvula atinge sua posição final. Essa integração eficaz dos controles contribui para um desempenho preciso e confiável do sistema como um todo.
Conexão elétrica
Os cabos desempenham um papel vital na integridade do sistema, conectando tanto os cabos de alimentação do motor quanto os cabos de sinal responsáveis pela transmissão de comandos ao atuador e pela recepção de sinais de feedback sobre o estado do mesmo. Essa conexão elétrica é uma parte essencial do sistema, sendo projetada com a finalidade de garantir eficiência e facilidade de manutenção.
A conexão elétrica pode ser concebida de duas maneiras principais: como um tampão terminal selado independentemente ou como um conector de plugue/tomada. Essas opções são estrategicamente escolhidas para atender às demandas específicas do sistema. Além disso, é crucial que a fiação seja facilmente desconectada e reconectada, facilitando procedimentos de manutenção e inspeção. Essa abordagem assegura a confiabilidade contínua do sistema, permitindo intervenções eficazes quando necessário.
Válvulas de Controle: Como Restaurar ? – Dicas de Instrumentação (dicasdeinstrumentacao.com)