Um atuador pneumático é um atuador que utiliza pressão de ar para acionar a abertura, o fechamento ou a regulagem de uma válvula. Também é chamado de atuador pneumático ou dispositivo pneumático. Os atuadores pneumáticos são, por vezes, equipados com certos dispositivos auxiliares. Os mais comuns são os posicionadores de válvulas e os mecanismos de volante. A função de um posicionador de válvulas é utilizar o princípio de realimentação para melhorar o desempenho do atuador, de modo que este possa alcançar um posicionamento preciso de acordo com o sinal de controle do controlador. A função do mecanismo de volante é operar diretamente a válvula de controle para manter a produção normal quando o sistema de controle falha devido a uma queda de energia, falta de gás, ausência de saída do controlador ou falha do atuador.
Princípio de funcionamento do atuador pneumático
Quando o ar comprimido entra no atuador pneumático pelo bocal A, o gás empurra os pistões duplos, fazendo-os mover-se linearmente em direção às extremidades (cabeçotes dos cilindros). A cremalheira do pistão aciona a engrenagem do eixo rotativo, que gira 90 graus no sentido anti-horário, abrindo a válvula. Nesse momento, o gás nas extremidades do atuador pneumático é expelido pelo bocal B. Por outro lado, quando o ar comprimido entra nas extremidades do atuador pneumático pelo bocal B, o gás empurra os pistões duplos, fazendo-os mover-se linearmente no centro. A cremalheira do pistão aciona a engrenagem do eixo rotativo, que gira 90 graus no sentido horário, fechando a válvula. Nesse momento, o gás no centro do atuador pneumático é expelido pelo bocal A. O princípio de transmissão descrito acima é o do tipo padrão. Conforme a necessidade do usuário, o atuador pneumático pode ser instalado com um princípio de transmissão oposto ao do tipo padrão, ou seja, o eixo selecionado gira no sentido horário para abrir a válvula e no sentido anti-horário para fechá-la. O bocal A do atuador pneumático de ação simples (tipo retorno por mola) é a entrada de ar, e o bocal B é o orifício de exaustão (o bocal B deve ser instalado com um silenciador). A entrada pelo bocal A abre a válvula, e a força da mola fecha a válvula quando o ar é interrompido.
Desempenho do atuador pneumático
1. A força ou torque de saída nominal do dispositivo pneumático deve estar em conformidade com as normas internacionais e do cliente.
2. Em condições de vazio, o cilindro é acionado com a pressão de ar especificada na “Tabela 2”, e seu movimento deve ser suave, sem travamentos ou deslizamentos.
3. Sob pressão de ar de 0,6 MPa, o torque ou empuxo de saída do dispositivo pneumático, tanto na direção de abertura quanto na de fechamento, não deve ser inferior ao valor indicado na placa de identificação do dispositivo pneumático, e o funcionamento deve ser flexível, sem que ocorra deformação permanente ou outros fenômenos anormais em qualquer parte.
4. Quando o teste de vedação for realizado com a pressão máxima de trabalho, a quantidade de ar que vaza de cada lado da contrapressão não deve exceder (3+0,15D)cm3/min (estado padrão); a quantidade de ar que vaza da tampa da extremidade e do eixo de saída não deve exceder (3+0,15d)cm3/min.
5. O teste de resistência é realizado com 1,5 vezes a pressão máxima de trabalho. Após a manutenção da pressão de teste por 3 minutos, não é permitido que a tampa da extremidade do cilindro e as peças de vedação estática apresentem vazamentos ou deformações estruturais.
6. O número de ciclos de abertura e fechamento do dispositivo pneumático simula a ação de uma válvula pneumática. Mantendo-se o torque de saída ou a capacidade de empuxo em ambas as direções, o número de operações de abertura e fechamento não deve ser inferior a 50.000 vezes (um ciclo de abertura-fechamento).
7. Para dispositivos pneumáticos com mecanismos de amortecimento, quando o pistão se move para a posição final do curso, o impacto não é permitido.
Vantagens dos atuadores pneumáticos
1. Aceita sinais contínuos de gás e emite deslocamento linear (após a adição de um dispositivo de conversão elétrico/gás, também pode aceitar sinais elétricos contínuos). Alguns modelos podem emitir deslocamento angular após serem equipados com um braço oscilante.
2. Existem funções de ação positivas e negativas.
3. A velocidade de deslocamento é alta, mas diminuirá quando a carga aumentar.
4. A força de saída está relacionada à pressão de operação.
5. Alta confiabilidade, mas a válvula não pode ser mantida após a interrupção da fonte de ar (pode ser mantida após a adição de uma válvula de retenção de posição).
6. É inconveniente implementar controle segmentado e controle por programa.
7. Manutenção simples e boa adaptabilidade ao ambiente.
8. Alta potência de saída.
9. Possui função à prova de explosão.
Em resumo
As dimensões de instalação e conexão de atuadores e válvulas pneumáticas são projetadas de acordo com as normas internacionais ISO5211, DIN3337 e VDI/VDE3845, e podem ser intercambiadas com atuadores pneumáticos comuns.
O orifício de entrada de ar está em conformidade com a norma NAMUR.
O orifício de montagem do eixo inferior do atuador pneumático (em conformidade com a norma ISO5211) é de formato quadrado duplo, o que facilita a instalação linear ou em ângulo de 45° de válvulas com hastes quadradas.
Data da publicação: 16 de fevereiro de 2025