Пневматические цилиндры применяются для комплектации трубопроводной арматуры (ТПА) в объеме не меньшем, чем поворотные пневмоприводы. Например, для шиберных задвижек, по сути, нет альтернативы пневмоцилиндру в случае необходимости перемещения запорного органа от воздействия пневматической среды.
Положительные технические свойства четвертьоборотных приводов действительны и для пневматических цилиндров. Простота конструкции, быстродействие перемещения запорного органа, взрывобезопасность – все эти свойства характерны как для поворотных пневмоприводов, так и для прямоходных пневматических цилиндров.
Также для пневматических цилиндров характерно использование так называемой функции демпфирования. При использовании цилиндра с данной функцией скорость перемещения штока цилиндра в крайних точках уменьшается. Это предотвращает инерционные удары в крайних положениях хода цилиндра. В четвертьоборотных приводах невозможно применить замедление движения в крайних положениях.
Все физические законы равноценно применимы как для четвертьоборотных пневмоприводов, так и для прямоходных пневмоцилиндров. Усилие на прямоходном пневмоцилиндре зависит от объема цилиндра и давления воздуха, поступающего в цилиндр. Соответственно, усилие, развиваемое цилиндром, прямо пропорционально параметрам объема и давления.
Характерна для пневмоцилиндров также зависимость скорости перемещения штока от сечения портов пневмоцилиндра или пневматической магистрали.
Конструктивно длина хода пневматического цилиндра неизменна, в отличие от возможности регулировки угла поворота механическими упорами четвертьоборотных пневмоприводов. При применении четвертьоборотной арматуры регулируемые механические упоры позволяют за счет привода нивелировать некую погрешность в изготовлении арматуры и добиться необходимого положения запорного элемента относительно седла. В прямоходной арматуре с пневматическими цилиндрами точность расчета и конструктивное исполнение являются главными факторами общей надежности в эксплуатации.
Все методы пневматического управления, применяемые в четвертьоборотных пневмоприводах, -пневмо и электропневмораспределители, позиционеры применяются и с прямоходными пневматическими цилиндрами. Системы пневматического управления принципиально не отличаются.
Наряду с этим существенным минусом применения пневматических цилиндров по сравнению с четвертьоборотными пневматическими приводами является отсутствие технической возможности применения пневматических цилиндров с пружинным возвратом. В случае использования четвертьоборотных пневмоприводов реализация функции безопасности в подавляющем большинстве случаев решается путем установки в одну из полостей (открытие или закрытие) набора пружин, позволяющих при отсутствии давления в пневмомагистрали перевести запорный орган арматуры в заранее известное (предопределенное) положение – «открыто» или «закрыто» – и тем самым реализовать функцию безопасности арматуры.
В случае применения пневматического цилиндра с арматурой, требующей наличия функции положения безопасности, наиболее часто применяют не механическое перемещение штока за счет пружин, а резервную пневматическую систему – пневморесивер, или так называемую «пневматическую пружину». Обычно ресивер с закрытым объемом воздуха заданного давления размещают на цилиндре или в непосредственной близости от места установки арматуры. В случае исчезновения давления воздуха в штатной пневмосистеме происходит автоматическое переключение пневмосистемы на питание воздухом не от штатной пневмосистемы, а от ресивера. Объема воздуха в ресивере достаточно для одного или нескольких циклов перемещения запорного органа арматуры. Это позволяет подать необходимый объем воздуха в полость пневмоцилиндра для перевода в положение безопасности запорного органа арматуры.
Одновременно с этим необходимо аппаратно контролировать наличие воздуха в цилиндре во всем периоде эксплуатации оборудования. В случае если по каким-либо причинам в момент перевода арматуры в положение безопасности воздуха в цилиндре не окажется, то пневматическая система автоматики не сработает и не переведет арматуру в положение безопасности. И сама техническая идея реализации функции безопасности арматуры с прямоходным пневматическим цилиндром и аварийным ресивером станет неосуществимой из-за отсутствия воздуха в ресивере.
Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя», № 7 (49) 2018
