Un actionneur pneumatique utilise la pression d'air pour actionner l'ouverture, la fermeture ou la régulation d'une vanne. On l'appelle aussi actionneur pneumatique ou dispositif pneumatique. Les actionneurs pneumatiques sont parfois équipés de dispositifs auxiliaires. Les plus courants sont les positionneurs de vanne et les mécanismes à volant. Le rôle d'un positionneur de vanne est d'utiliser le principe de rétroaction pour améliorer les performances de l'actionneur afin qu'il puisse se positionner avec précision en fonction du signal de commande du contrôleur. Le mécanisme à volant permet d'actionner directement la vanne de régulation afin de maintenir une production normale en cas de panne du système de contrôle due à une panne de courant, une panne de gaz, l'absence de sortie du contrôleur ou une défaillance de l'actionneur.
Principe de fonctionnement de l'actionneur pneumatique
Lorsque l'air comprimé pénètre dans l'actionneur pneumatique par la buse A, le gaz propulse les doubles pistons vers leurs extrémités (extrémités culasse). La crémaillère du piston entraîne l'engrenage de l'arbre rotatif en rotation de 90 degrés dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, ce qui ouvre la vanne. Le gaz aux deux extrémités de l'actionneur pneumatique est alors évacué par la buse B. À l'inverse, lorsque l'air comprimé pénètre aux deux extrémités de l'actionneur pneumatique par la buse B, le gaz propulse le double piston vers son centre. La crémaillère entraîne l'engrenage de l'arbre rotatif en rotation de 90 degrés dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, ce qui ferme la vanne. Le gaz au centre de l'actionneur pneumatique est alors évacué par la buse A. Ce principe de transmission est celui du type standard. Selon les besoins de l'utilisateur, l'actionneur pneumatique peut être installé avec un principe de transmission inverse : l'axe sélectionné tourne dans le sens horaire pour ouvrir la vanne et dans le sens antihoraire pour la fermer. La buse A de l'actionneur pneumatique à simple effet (à rappel par ressort) constitue l'entrée d'air, tandis que la buse B constitue l'orifice d'échappement (la buse B doit être équipée d'un silencieux). L'entrée de la buse A ouvre la vanne, et la force du ressort la ferme lorsque l'air est coupé.
Performances de l'actionneur pneumatique
1. La force ou le couple de sortie nominal du dispositif pneumatique doit être conforme aux réglementations internationales et clients.
2. Dans des conditions sans charge, le vérin est alimenté avec la pression d'air spécifiée dans le « Tableau 2 » et son mouvement doit être fluide, sans blocage ni fluage.
3. Sous une pression d'air de 0,6 MPa, le couple de sortie ou la poussée du dispositif pneumatique dans les deux sens d'ouverture et de fermeture ne doit pas être inférieur à la valeur indiquée sur la plaque signalétique du dispositif pneumatique, et l'action doit être flexible, et aucune déformation permanente ou autre phénomène anormal ne doit se produire dans aucune pièce.
4. Lorsque le test d'étanchéité est effectué avec la pression de travail maximale, la quantité d'air fuyant de chaque côté de contre-pression ne doit pas dépasser (3+0,15D)cm3/min (état standard) ; la quantité d'air fuyant du couvercle d'extrémité et de l'arbre de sortie ne doit pas dépasser (3+0,15d)cm3/min.
5. L'essai de résistance est réalisé à une pression de service 1,5 fois supérieure à la pression maximale. Après 3 minutes de maintien de la pression d'essai, le couvercle du cylindre et les pièces d'étanchéité statiques ne doivent présenter aucune fuite ni déformation structurelle.
6. Le dispositif pneumatique simule l'action de la vanne pneumatique pendant la durée de vie de la vanne. À condition de maintenir le couple de sortie ou la capacité de poussée dans les deux sens, le nombre d'ouvertures et de fermetures ne doit pas être inférieur à 50 000 (un cycle d'ouverture-fermeture).
7. Pour les dispositifs pneumatiques avec mécanismes tampons, lorsque le piston se déplace vers la position finale de la course, l'impact n'est pas autorisé.
Avantages des actionneurs pneumatiques
1. Accepte les signaux de gaz continus et produit un déplacement linéaire (après l'ajout d'un dispositif de conversion électrique/gaz, il peut également accepter les signaux électriques continus). Certains modèles peuvent produire un déplacement angulaire après avoir été équipés d'un culbuteur.
2. Il existe des fonctions d’action positives et négatives.
3. La vitesse de déplacement est élevée, mais la vitesse ralentira lorsque la charge augmentera.
4. La force de sortie est liée à la pression de fonctionnement.
5. Haute fiabilité, mais la vanne ne peut pas être maintenue après l'interruption de la source d'air (elle peut être maintenue après l'ajout d'une vanne de maintien de position).
6. Il n’est pas pratique de réaliser un contrôle segmenté et un contrôle de programme.
7. Entretien simple et bonne adaptabilité à l'environnement.
8. Grande puissance de sortie.
9. Il a une fonction antidéflagrante.
En résumé
Les dimensions d'installation et de connexion des actionneurs et vannes pneumatiques sont conçues conformément aux normes internationales ISO5211, DIN3337 et VDI/VDE3845 et peuvent être interchangées avec des actionneurs pneumatiques ordinaires.
Le trou de source d'air est conforme à la norme NAMUR.
Le trou d'assemblage de l'arbre inférieur de l'actionneur pneumatique (conforme à la norme ISO5211) est double carré, ce qui est pratique pour l'installation linéaire ou à angle de 45° de vannes à tiges carrées.
Date de publication : 16 février 2025