Généralement, une vanne ne peut pas contrôler un processus par elle-même, elle a donc besoin d'un opérateur pour la placer afin de contrôler une variable de processus. Un dispositif spécial comme un actionneur est nécessaire pour faire fonctionner les vannes à distance et automatiquement pour les déplacer. Un actionneur est un type de dispositif utilisé pour faire fonctionner ou déplacer quelque chose. Actionneurs sont disponibles en trois types qui sont définis par leur source d'énergie et utilisés dans des industries telles que l'électricité, l'hydraulique et la pneumatique. Cet article présente donc un aperçu de actionneur pneumatique – le fonctionnement et leurs applications.
Qu'est-ce qu'un actionneur pneumatique ?
Une définition d'actionneur pneumatique est ; un type d'actionneur utilisé pour transformer l'énergie contenue dans l'air comprimé en mouvement. Il existe différents fabricants qui proposent différentes formes d'actionneurs pneumatiques où certains actionneurs convertissent l'énergie de l'air comprimé en mouvement linéaire et certains actionneurs changent en mouvement rotatif. Ces actionneurs ont des noms différents dans l'industrie comme les vérins pneumatiques, les actionneurs pneumatiques et les vérins pneumatiques.
Comment fonctionne un actionneur pneumatique ?
Un actionneur pneumatique dépend principalement d'une certaine forme de gaz sous pression comme l'air comprimé qui pénètre dans une chambre pour accumuler de la pression. Une fois que cet air accumule une pression suffisante par rapport à la pression atmosphérique externe, il en résulte le mouvement cinétique contrôlé d'un dispositif comme un engrenage ou un piston. Ainsi, ce mouvement résultant est dirigé soit dans un mouvement circulaire, soit en ligne droite. Ces actionneurs sont l'un des dispositifs mécaniques les plus fréquemment utilisés dans un large éventail d'industries actuelles lorsque le gaz comprimé est converti en énergie extrêmement contrôlée, reproductible et fiable.
Construction et fonctionnement de l'actionneur pneumatique
L'actionneur pneumatique est construit en utilisant différents composants comme un ressort, un compresseur, un réservoir, un diaphragme et une vanne. Le schéma suivant représente la construction d'un actionneur pneumatique. Pour entraîner ce système, l'énergie du fluide est changée en énergie mécanique. Dans ce système, l'air frais est comprimé à travers le compresseur et cet air est simplement stocké dans le réservoir de stockage.
Ici, une vanne de régulation de débit est utilisée pour contrôler la direction de l'air et sa vitesse d'écoulement. L'unité à ressort de cet actionneur gère le flux d'air d'un endroit à un autre et donne également une course de retour vers le piston.
Au début, la soupape de commande restera ouverte et le diaphragme est tiré vers le haut par l'action du ressort en cas de besoin d'alimentation en air. Ensuite, l'air est extrait de l'atmosphère, il est filtré par un filtre et envoyé au compresseur. Maintenant, le compresseur va comprimer l'air et augmenter le niveau de pression.
Ici, nous devons remarquer que, lorsque le niveau de pression de l'air augmente, la température de l'air augmente également. Ainsi, les refroidisseurs d'air sont utilisés pour maintenir la température dans une plage modeste. Après cela, l'air sous pression est simplement stocké dans un réservoir de stockage afin que le niveau de pression puisse être maintenu. De plus, cet air sous pression à l'intérieur du système applique de l'énergie au diaphragme de l'actionneur pneumatique. Une fois que la force surmonte la force du ressort à cause de l'air sous pression, elle maintient le diaphragme en haut pour que le diaphragme se déplace vers le bas pour fermer la soupape de commande.
Lorsque la pression d'alimentation en air augmente, le diaphragme se déplace continuellement vers le bas, ce qui ferme totalement la vanne de régulation à un point particulier. De même, une fois que la pression d'alimentation en air est diminuée, la force appliquée sur le diaphragme par le ressort surmonte la force en raison de la force fournie. Cela peut entraîner un mouvement vers le haut du diaphragme pour ouvrir la vanne de régulation.
Ici, il est également noté ici que la position de la soupape de commande dépend principalement de la pression de l'air. En conséquence, l'ouverture et la fermeture de la soupape de commande sont liées au mouvement du diaphragme avec la pression de l'air.
Nous savons qu'après un contrôleur, les actionneurs sont là pour fournir un signal de commande pour que l'action préférée ait lieu. Ainsi, la pression d'air sera modifiée en fonction du signal de commande obtenu et cela modifie simultanément la position de la soupape de commande. De cette manière, cet actionneur fonctionne en fonction du signal de commande reçu et pilote le processus.
Types d'actionneurs pneumatiques
Il existe différents types d'actionneurs pneumatiques comme les pistons, les palettes rotatives et les ressorts ou les diaphragmes.
Actionneur pneumatique à piston
Ce type d'actionneur pneumatique utilise un piston dans un cylindre. Le mouvement du piston peut être provoqué en appliquant simplement plus ou moins de puissance sur une face du piston.
L'actionneur pneumatique à piston à simple effet utilise un ressort sur une face et modifie la force sur l'autre face, tandis qu'un actionneur pneumatique à piston à double effet a une pression d'air qui est appliquée sur les deux faces du piston. Le mouvement linéaire du piston peut être directement utilisé pour l'actionnement du mouvement linéaire, sinon il peut être transformé en mouvement rotatif avec un pignon et une crémaillère ou un agencement mécanique connexe. Ces actionneurs sont simplement reconnus par un diamètre de cylindre et une longueur de course. Un actionneur pneumatique avec un grand cylindre est capable d'exercer plus de force.
Actionneur pneumatique à palettes rotatives
L'actionneur pneumatique à palettes rotatives fonctionne simplement comme un actionneur pneumatique à piston avec deux chambres sous pression. Le boîtier de cet actionneur a la forme d'un coin à tarte plutôt que d'une forme cylindrique. Une palette comprenant un arbre de sortie divise simplement les deux chambres pressurisées. Changer le degré de différence à travers la palette déplace l'arbre de sortie en conséquence tout au long de ses 90 degrés de mouvement.
Actionneur pneumatique à ressort/diaphragme
Ce type d'actionneur pneumatique nécessite de l'air comprimé pour pousser un diaphragme contre une plaque opposée par un ressort. Une fois la pression diminuée, le ressort tirera le diaphragme vers l'arrière. Ainsi, en modifiant la force, la position peut être atteinte. Ce type d'actionneur peut s'ouvrir/se fermer une fois que la force d'air est perdue par le ressort ramenant l'actionneur en position de rupture.
Avantages et inconvénients
La avantages de l'actionneur pneumatique s comprennent les éléments suivants.
- Les actionneurs pneumatiques fournissent une force élevée et des vitesses de mouvement rapides une fois utilisés dans les applications basées sur le contrôle de mouvement linéaire.
- Ces actionneurs ont une grande durabilité.
- Ils ont une grande fiabilité.
- Ce sont les appareils préférés où l'hygiène est essentielle dans les applications.
- Rentable.
- Ils sont très faciles à entretenir et à installer
- Ceux-ci sont extrêmement durables et peuvent réduire les coûts nécessaires pour maintenir leurs performances.
- Ces actionneurs ont une large plage de température allant de 0 à 200 °C.
- Ceux-ci sont anti-déflagrants et ignifuges.
- Les actionneurs pneumatiques ont moins de poids.
La inconvénients des actionneurs pneumatiques inclure les éléments suivants.
- La puissance o/p de cet actionneur est inférieure à celle de l'actionneur hydraulique.
- Les pièces internes de la machine ne sont pas lubrifiées en raison de l'utilisation de l'air comme le fluide.
- La précision de sortie est assez inférieure dans les opérations à faible vitesse.
- Ces actionneurs fonctionnent très efficacement lorsqu'ils sont utilisés pour des applications particulières.
- Ceux-ci ne sont pas bien exécutés à moins de vitesse.
- L'air comprimé nécessite une bonne préparation
- L'air peut être pollué par la lubrification ou l'huile ce qui réduit son entretien.
Applications
La applications des actionneurs pneumatiques inclure les éléments suivants.
- Les actionneurs pneumatiques sont applicables dans une large gamme d'applications telles que différents domaines industriels et certains des domaines d'application de ces actionneurs sont ;
- Compresseurs d'air.
- Aviation.
- Application ferroviaire.
- Machines de conditionnement et de production.
- Moteurs automobiles combustibles.
- Ces actionneurs sont couramment utilisés dans les pistons et les chambres d'allumage des véhicules à essence. Ils utilisent donc l'allumage par air et l'essence pour générer l'énergie sous pression qui déplace éventuellement le piston et transforme l'énergie dans le vilebrequin de la voiture. Mais, ces actionneurs dépendent principalement du gaz sous pression sans allumage pour générer la force mécanique préférée.
- Ces types d'actionneurs sont nécessaires pour les machines d'emballage et de production, les compresseurs d'air, les tubes de courrier et également les dispositifs de transport comme les applications aéronautiques et ferroviaires.
Comment la pneumatique est-elle utilisée en robotique ?
Généralement, la pneumatique utilise du gaz sous pression pour contrôler les systèmes physiques. Ceux-ci sont largement utilisés sur les robots à air comprimé pour produire un mouvement mécanique.
Qu'est-ce qu'un bras robotique pneumatique ?
Le bras robotique pneumatique fonctionne comme une main humaine et comprend deux bras, à savoir ; le haut du bras et l'avant-bras. Le bras supérieur est permanent avec un support articulé à la base rotative et activé avec un cylindre pneumatique tandis que l'avant-bras est fixé au bras supérieur par un support articulé. Par conséquent, le bras robotique fonctionne comme une main humaine à l'aide d'un vérin pneumatique.
Ainsi, ceci est un aperçu d'un actionneur pneumatique – travailler avec des applications. Ces actionneurs sont des sources de contrôle de mouvement efficaces, hautement fiables et sécurisées qui utilisent du gaz ou de l'air sous pression pour convertir l'énergie en mouvement linéaire ou rotatif. Ceux-ci sont particulièrement adaptés à l'ouverture et à la fermeture fréquentes des vannes et sont également utilisés dans d'autres applications industrielles où l'utilisation de l'électricité peut provoquer un risque d'inflammation ou d'incendie. Voici une question pour vous, quels sont les exemples d'actionneurs ?
