電動作動バルブと空気圧作動バルブ

1. 定義と中核的な作業原則

電動作動バルブとは何ですか?

An 電動バルブ主動力源として電気モーターを使用します。電気エネルギーを機械的トルクに変換し、バルブステムを操作して、開閉またはモジュレーション制御を可能にします。このシステムは通常、モーター、減速ユニット、バルブ本体、そして多くの場合、精密な位置決めを可能にするスマート電子制御装置を統合しています。

空気圧作動バルブとは何ですか?

A 空気圧作動バルブ圧縮空気（通常4～7bar）を利用して動力を発生させます。圧縮空気はソレノイドバルブによってシリンダーに送られ、ピストンを押してバルブステムを動かします。このシステムには、クリーンで安定した空気供給を確保するために、エアコンプレッサー、フィルター、ドライヤー、レギュレーターなどの補助機器が必要です。

2. 主な違い：電動バルブと空気圧バルブ

以下の表は、これら 2 種類のバルブの基本的な違いをまとめたものです。

3. メリットとデメリット

電動バルブ：長所と短所

利点:

• 高精度制御：正確な位置決めと流量調整を必要とするアプリケーションに最適です。
• 自動化に最適:PLC、DCS、デジタル ネットワークと簡単に統合して集中制御を実現します。
• クリーンでコンパクトな設置:電気配線のみが必要なので、空気供給インフラストラクチャは不要です。
• 安定したパフォーマンス:空気圧の変動に影響されず、安定したトルクを実現します。

デメリット:

• 初期投資額の増加:ユニットコストが高く、制御が複雑です。
• 応答時間が遅い:急速な緊急遮断用途には適していません。
• 複雑なメンテナンス:トラブルシューティングには電気に関する専門知識が必要であり、湿気と熱に敏感です。
• 過熱の可能性:モーターが詰まったり、頻繁に操作されすぎると、過熱する可能性があります。

空気圧バルブ：長所と短所

利点:

• 高速作動と高周波数:素早いオン/オフサイクルや緊急シャットダウンに最適です。
• シンプルで堅牢な設計:電子部品が少なく、メンテナンスや修理が容易です。
• 本質的に安全:アクチュエータには電気部品がないため、危険な場所に最適です。
• 過負荷耐性:バルブが詰まっている場合、空気圧システムは損傷することなく停止する可能性があります。

デメリット:

• 空気の準備が必要:清潔で乾燥した圧縮空気を継続的に供給する必要があります。
• 制御精度が低い:繊細なスロットリングアプリケーションにはあまり適していません。
• 空気供給依存度:パフォーマンスは空気圧と品質に直接影響されます。
• システム全体のフットプリント:空気圧縮機と処理ユニットにはスペースとメンテナンスが必要です。

4. 典型的なアプリケーションとユースケース

電動バルブはどこで使用できますか?

• 精密プロセス: 化学薬品投与、医薬品製造、食品および飲料のバッチ処理。
• 既存の空気供給がない遠隔地または分散した場所。
• HVAC および水処理用のビル管理システム (BMS)。
• 複雑なシーケンスやデジタル制御アーキテクチャとの緊密な統合を必要とするシステム。

空気圧バルブはどこで使用できますか?

• 高速自動化: 包装ライン、材料処理、ロボットセル。
• 危険な環境: 石油・ガス精製所、化学工場、鉱業。
• フェイルセーフかつ迅速な閉鎖を必要とする緊急シャットダウン (ESD) システム。
• 集中化された信頼性の高い圧縮空気システムがすでに導入されているプラ​​ント。

5. インストールとメンテナンスに関する考慮事項

電動バルブの場合:

インストール:正しい電圧供給と適切な接地を確保してください。屋外や湿気の多い場所では、湿気の侵入を防ぐため、コンジットシールを使用してください。筐体内に設置する場合は、十分な換気を確保してください。

メンテナンス：モーターの絶縁抵抗を定期的に点検してください。ギアセットにはメーカーのガイドラインに従って潤滑油を塗布してください。使用頻度が低い場合は、内部の電子機器への結露による損傷を防ぐため、定期的なサイクル運転をお勧めします。

空気圧バルブの場合:

インストール:上流には必ずFRLユニット（フィルター、レギュレーター、ルブリケーター）を設置してください。適切な配管サイズを使用し、すべての接続部が気密であることを確認してください。エアレシーバーは定期的に排水してください。

メンテナンス：空気の質を監視し、フィルターエレメントを定期的に交換してください。シリンダーシールとOリングの摩耗を点検してください。ソレノイドバルブとポジショナーが正常に動作していることを確認し、空気通路を清掃してください。

6. 電気式バルブと空気圧式バルブのどちらを選ぶべきか?

選択プロセス中に次の重要な質問をしてください。

1. 主な要件は何ですか?精密制御 (電動を選択) 対 スピードと安全性 (空気圧を選択)。
2. どのようなインフラストラクチャが利用可能ですか?豊富な電力と既存のプラント空気。
3. 動作環境は何ですか？危険区域や爆発区域では空気圧式が極めて有利です。
4. デューティサイクルとは何ですか?何百万サイクルにも及ぶ耐久性では、空気圧式が勝ることが多いです。
5. 総所有コスト (TCO) はいくらですか?初期コスト、エネルギー消費、長期的なメンテナンスを考慮してください。

結論

電動式バルブと空気圧式バルブの間には、普遍的に「最良の」選択肢はありません。決定は、精度、速度、安全性、そしてライフサイクルコストといった、お客様のアプリケーション固有の要件によって左右されます。電動バルブは、クリーンな電源を用いた自動化された高精度制御シナリオにおいて優れた性能を発揮します。空気圧式バルブは、信頼性の高い空気供給を備えた高速、高サイクル、そして本質安全防爆環境において優位性を発揮します。このガイドで概説されている電源、制御ニーズ、動作環境、そしてコストといった要素を慎重に検討することで、流体制御システムの効率、信頼性、そして安全性を確保するための最適なバルブ技術を選定することができます。