空気圧式ラックアンドピニオンアクチュエータ

空気圧式ラックアンドピニオンアクチュエータ

Bettis 空気圧式ラックアンドピニオンアクチュエータは、大規模から小規模、高温から低温、汎用的なものから過酷なものまで幅広く存在する、産業用途向けのバルブを自動化する信頼性の高いトルクを提供します。

ラックアンドピニオンアクチュエータとは?

  • ラックアンドピニオンアクチュエータとは、通常産業用のバルブまたはダンパーを自動開閉する際に使用される機械装置です。
  • ラックアンドピニオンとは、直線運動を回転運動に変換する1対の歯車の総称です。ラックと呼ばれる直線ギアのバーは、ピニオンと呼ばれる円形ギアの歯とかみ合います。ラックに与える直線力により、ピニオンの回転運動が起こります。
  • バルブを自動化するために、一般的なアクチュエータの設計では、ピニオンでバランスのとれた力を確保するために、反対方向に動くピストン型ラックを2つ使用します。通常、アクチュエータの駆動には空気圧が使用されます。ピストンラックに圧力をかけることにより、ピニオンを目的の位置に回転させることができます。ピニオン底部はバルブステムに接続されており、ピニオンが回転するとバルブが開閉します。
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作動原理

ラックアンドピニオンの一般的なアプリケーション

ラックアンドピニオンアクチュエータは、化学、製薬、水処理、石油ガスなどのプロセス産業で使用されるバタフライ、ボール、プラグといったバルブのような 90度回転式バルブの自動化と操作に使用します。

このアクチュエータには、スプリングリターンとダブルアクティング(複動型)の2種類の構造があります。機械式スプリングターンはフェイルセーフを適用するためのもので、「フェイルクローズ」または「フェイルオープン」といった安全機能用に組み立てることができます。

ダブルアクティングアクチュエータは、フェイル時最終位置といった安全機能に使用できます。

ラックアンドピニオンアクチュエータの高度なアプリケーション

ラックアンドピニオンアクチュエータは、幅広くある高度な用途に使用できます。最もよく知られているアプリケーションは、高温または低温操作を可能する温度関連のトリムキットです。

他のアプリケーションは、ストロークの異なる操作(フルストローク調整)、特殊なコーティング要件、特殊な操作媒体、または高速操作速度に関連しています。

このような高度なアプリケーションの多くには、専用の制御アクセサリが用意されています。

バルブ取付

ラックアンドピニオンアクチュエータには、バルブ、ソレノイド、制御アクセサリ用に標準化されたインターフェースフランジがあります。

バルブのインターフェースは通常、ISO 5211 規格に準拠しています。トルクをベースにしたこの規格が業界規格になり、直接取り付けできるバルブが数多く入手できるようになったため、ブラケットとのカップリングコストを削減できるようになりました。直接取り付けできないバルブについても、数多くの標準ブラケットを入手できるので、コストを最小限に抑えることができます。

アクチュエータとバルブとの間には、緊急時またはアクチュエータのメンテナンスが必要な場合に自動バルブパッケージの手動操作を可能にする、デクラッチ可能な手動オーバーライドギアボックスを取り付けることができます。

ラックアンドピニオンの標準制御

ソレノイドおよび制御アクセサリのインターフェースは、VDI/VDE 3845 (NAMUR) 規格およびアクチュエータの欧州規格 EN15714-3 に準拠しています。ソレノイドのインターフェースでは、パイプソレノイドまたは直接取り付け可能なソレノイドを使用でき、アクチュエータの容量に基づいてさまざまなサイズの空気圧インターフェースを使用して、サイクル速度要件に対応することが可能です。

制御アクセサリインターフェースは、アクチュエータの上部にあり、スイッチボックスまたはアナログ位置トランスミッタを取り付けることができます。これらの装置は、バルブのステムに直接または間接的に取り付けられたアクチュエータのピニオンに取り付けられ、制御室への自動バルブパッケージの位置フィードバックを可能にします。一般的にスイッチボックスは、アナログ位置トランスミッタが 4-20mA または 0-10V 信号によってストローク全体の実際の位置を示す完全に開いた位置と閉端位置を感知します。調節用途では、バルブポジショナを使用するとアクチュエータ上部に直接取り付けることができます。


統合制御開発

サプライヤーの多くは、VDI/VDE 3845 (NAMUR) 規格に準拠した制御コンポーネントをさまざま提供しています。ただし、異なるコンポーネントを数多く注文、保管、取り扱い、取り付けなどを行う必要があります。

現在、お客様の多くは、コンポーネントの種類と異常個所となる可能性を減らすために、さらに統合されたバルブ操作システムを求めています。現在、スイッチボックスのサプライヤーの中には、スイッチボックスにソレノイドが装備されている半統合ソリューションを提供しているサプライヤーもいます。最新の開発の中には、制御と位置フィードバックをアクチュエータサイズの全範囲に適合する、1つの制御モジュールに統合しているものがあります。

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