Siłowniki

SIŁOWNIKI: są to elementy napędowe w układach regulacji automatycznej. Dostarczają one energii mechanicznej niezbędnej do przestawienia elementu nastawczego zgodnie z sygnałem wyjściowym regulatora. Rozróżniamy siłowniki:
-elektryczne
-pneumatyczne
-hydrauliczne
-elektrohydrauliczne
-elektropneumatyczne
Najbardziej rozpowszechnione są siłowniki pneumatyczne.
Siłowniki pneumatyczne dzielimy na następujące grupy:
-membranowe
-tłokowe
-wirnikowe
SIŁOWNIK MEMBRANOWY O DZIAŁANIU PROSTYM: ciśnienie sterujące doprowadzane jest nad górną pokrywę siłownika działając na elastyczną membranę powodując jej uginanie. Membrana za pośrednictwem sztywnego talerza naciska na sprężynę. Siła pochodząca od ściskanej sprężyny zwiększa się proporcjonalnie do wartości ugięcia. Dla każdej wartości ciśnienia równowaga następuje przy innej wartości ugięcia membrany. Jeżeli więc sprężyna jest odpowiednio dobrana to dla pewnej wartości ciśnienia ugięcie sprężyny powoduje zrównoważenie siły wywieranej przez membranę siłą pochodzącą od ściskanej sprężyny. Ruch membrany przenoszony jest za pośrednictwem trzpienia na zewnątrz obudowy siłownika. Naciąg sprężyny regulowany jest poprzez wkręcenie w obudowę siłownika śruby.
SIŁOWNIK MEMBRANOWY O DZIAŁANIU ODWROTNYM: różni się umieszczeniem sprężyny zwrotnej. Sprężyna zwrotna umieszczona jest nad membraną a ciśnienie sterujące podawane jest pod membranę. Wobec tego ciśnienie sterujące powoduje wciąganie trzpienia a więc otwieranie zaworu.
SIŁOWNIKI HYDRAULICZNE: stosowane są przede wszystkim tam gdzie wymaga się od siłownika wywierania dużych sił. Sterowane one są na ogół za pośrednictwem elementów wzmacniających zwanych rozdzielaczami. Wielkością sterującą jest przesunięcie suwaka rozdzielacza. Odchylenie suwaka od położenia powoduje doprowadzanie oleju o ciśnieniu równym ciśnieniu zasilającemu do jednej z komór siłownika a w konsekwencji powoduje ruch tłoka siłownika. Ruch tłoka będzie trwał tak długo, dopóki suwak rozdzielacza będzie odchylony od położenia środkowego. Wartość odchylenia suwaka rozdzielacza decyduje o prędkości ruchu tłoka. Siłowniki hydrauliczne pracują przy ciśnieniu w granicach od 600-8000 kPa.
SIŁOWNIKI ELEKTRYCZNE: budowane są w dwóch rodzajach:
-jako silnikowe
-elektromagnetyczne.
SIŁOWNIKI ELEKTROMAGNETYCZNE: stosowane są do sterowania zaworu o niewielkich średnicach nominalnych. W siłownikach tych przepływ prądu przez uzwojenie elektromagnesu powoduje powstawanie siły wciągającej rdzeń i natychmiastowe wciągnięcie go do góry. Ruch rdzenia do góry powoduje całkowite otwarcie zaworu. Po wyłączeniu prądu zasilającego elektromagnes zawór zamyka sprężyna zwrotna. Stosowane są również inne konstrukcje w których załączenie elektromagnesu powoduje zamknięcie zaworu a wyłączenie otwarcie zaworu.
ELEMENTY NASTWACZE: wchodzą w skład urządzeń wykonawczych, wpływają bezpośrednio na wyjściowy strumień materiału lub energii do obiektu. W układach regulacji automatycznej najczęściej spotykane elementy nastawcze to: zawory, zasuwy, przepustnice, żaluzje, dozowniki.
Najczęściej stosowanym rodzajem urządzeń nastawczych są zawory które służą do zmiany strumienia cieczy, pary lub gazu w przewodach rurowych. W zaworach jedno gniazdowych kierunek przepływu jest taki że ciśnienie strumienia działa w kierunku otwierania zaworu. W zaworach dwu gniazdowych ciśnienie przepływającego czynnika działa na dwa grzybki w przeciwnych kierunkach co w znacznej mierze eliminuje siłę obciążającą element napędowy czyli siłownik. W zaworach zamocowane gniazdo zaworu współpracuje z wysuwanym grzybkiem a powierzchnia zarówno gniazda i grzybka musi być dokładnie oszlifowana gdyż od dokładności tych elementów i współosiowości zależy szczelność i charakterystyka otwarcia zaworu.