Atuadores pneumáticos tipo pinhão e cremalheira

Atuadores pneumáticos tipo pinhão e cremalheira

Os atuadores pneumáticos tipo pinhão e cremalheira da Bettis oferecem torque confiável para automatizar válvulas para diversas aplicações industriais grandes ou pequenas, quentes ou frias, gerais ou severas.

O que é um atuador de pinhão e cremalheira?

  • Os atuadores de pinhão e cremalheira são dispositivos mecânicos usados para abrir e fechar válvulas ou amortecedores automaticamente, geralmente para aplicações industriais.
  • "Pinhão e cremalheira" é um termo genérico para um par de engrenagens que converte movimento linear em movimento giratório. Uma barra linear, chamada de "cremalheira", engata os dentes em uma engrenagem circular, chamada de "pinhão". A aplicação de uma força linear sobre a cremalheira induz o movimento giratório do pinhão.
  • Para a automação de válvulas, um design comum de atuador usa duas cremalheiras tipo pistão que se movem em direções opostas para garantir o equilíbrio das forças sobre o pinhão. Geralmente é usada a pressão de ar pneumática para mover o atuador. Com a aplicação de pressão às cremalheiras, é possível girar o pinhão na direção desejada. O fundo do pinhão se conecta à haste da válvula para abrir e fechar a válvula conforme o giro do pinhão.
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Como funciona?

Aplicações comuns de pinhão e cremalheira

Os atuadores de pinhão e cremalheira servem para a automação e a operação de válvulas de quarto de volta, como as borboletas, esféricas e de retenção, em indústrias de processo, como química, farmacêutica, processamento de água, óleo e gás etc.

Os atuadores estão disponíveis em dois modelos: retorno por mola e ação dupla. O retorno por mola mecânico é para aplicações à prova de falhas e pode ser montado na função de segurança "falha aberta" ou "falha fechada".

Os atuadores de ação dupla podem ser usados para a função de segurança "falha na última posição".

Aplicações avançadas de pinhão e cremalheira

Há atuadores de pinhão e cremalheira disponíveis para várias aplicações avançadas. Os mais conhecidos são os kits de trim de temperatura, para operação em alta ou baixa temperatura.

Outras aplicações estão relacionadas à manipulação diferente do curso (ajuste de curso completo), revestimentos especiais, fluido de operação especial ou velocidade operacional alta.

Há acessórios de controle dedicados disponíveis para várias dessas aplicações avançadas.

Montagem da válvula

Os atuadores de pinhão e cremalheira têm interfaces/flanges de interface padronizadas para válvulas, solenoides e acessórios de controle.

As interfaces de válvulas geralmente cumprem a norma ISO 5211. Essa norma baseada em torque tornou-se um padrão do setor, e há várias válvulas que permitem montagem direta, eliminando o custo de suporte e acoplamento. Pra válvulas que não permitem a montagem direta, há vários suportes padronizados disponíveis para reduzir o custo a um mínimo.

Entre o atuador e a válvula, é possível montar uma caixa de engrenagens de cancelamento manual com embreagem que permite operação manual do pacote de válvula automática em caso de emergências ou quando é preciso fazer manutenção do atuador.

Controles comuns de pinhão e cremalheira

O solenoide e as interfaces de acessório de controle cumprem a norma VDI/VDE 3845 (NAMUR) e a norma europeia EN15714-3 para atuadores. A interface de solenoide permite solenoides com tubulação ou montagem direta, além de vários tamanhos de interface pneumática com base no volume do atuador para acomodar a velocidade de ciclo necessária.

A interface do acessório de controle, sobre o atuador, permite a montagem de caixas de interruptores ou transmissores de posição analógicos. Esses dispositivos são montados no pinhão do atuador, que é montado direta ou indiretamente na haste da válvula e envia o feedback da posição do pacote de válvula automatizado à sala de controle. As caixas de interruptores detectam a abertura ou fechamento, sendo que os transmissores analógicos indicam a posição ao longo do curso por meio de um sinal de 4 a 20 mA ou 0 a 10 V. Para aplicações de modulação, há posicionadores de válvula disponíveis para montagem direta no topo do atuador.


Desenvolvimento de controle integrado

Vários fornecedores oferecem diversos componentes de controle segundo a norma VDI/VDE 3845 (NAMUR). Mas os diversos componentes precisam ser pedidos, estocados, manuseados, montados, etc.

Muitos clientes querem um sistema de operação de válvula más integrado, que reduza a diversidade de componentes e o número de potenciais pontos de falha. Alguns fornecedores de caixas de interruptores oferecem soluções semi-integradas com solenoide. Um dos últimos avanços é integrar o controle e o feedback de posição em um módulo de controle que cabe em todos os tamanhos de atuadores.

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