اکچویتور چیست؟

اکچویتور (Actuator) یکی از مهمترین و پرکاربردترین تجهیزات جانبی شیرآلات صنعتی است که گشتاور یا نیروی مورد نیاز برای باز و بسته کردن کامل یا تنظیم درصدی شیرآلات را از طریق تبدیل انرژی (برقی، پنوماتیکی یا هیدرولیکی) به حرکت مکانیکی مجرابند شیر فراهم می کند.

در سیستم‌ های ابزار دقیق و اتوماسیون صنعتی، اکچویتور یکی از اجزای کلیدی برای کنترل دقیق انواع ولوها (شیرآلات)، دمپرها و سایر تجهیزات مکانیکی به شمار می رود. این تجهیز با نام های دیگری نظیر عملگر یا محرک نیز شناخته می شود. انتخاب یک اکچویتور مناسب، نیازمند بررسی دقیق چندین فاکتور مهم از جمله نوع انرژی مورد نیاز اکچویتور، سایز شیر یا خط لوله، فشار فرآیندی، میزان نیروی لازم برای عملکرد شیر و در نهایت انجام سایزینگ صحیح اکچویتور است.

اکچویتورها در صنایع، با توجه به شرایط فرآیندی، نیاز به دقت عملکرد و بسیاری از پارامترهای دیگر در انواع مختلفی مانند دستی، پنوماتیکی، برقی (الکتریکی) و هیدرولیکی مورد استفاده قرار می‌ گیرند. نام گذاری هر یک از این عملگرها بر اساس منبع تغذیه یا انرژی مورد نیاز آنها انجام می‌ شود؛ به عنوان مثال، اکچویتور پنوماتیکی با انرژی باد (هوای فشرده) کار می‌ کند و نیروی لازم برای کنترل و تنظیم شیر را از فشار هوا به دست می‌ آورد یا در اکچویتورهای الکتریکی نیز انرژی الکتریکی توسط یک موتور، به حرکت خطی یا دورانی تبدیل می‌ شود و وظیفه باز و بسته کردن شیر را بر عهده دارد.

امروزه با هدف کنترل دقیق‌ تر، سریع‌ تر و همچنین امکان کنترل از راه دور شیرآلات صنعتی، استفاده از اکچویتورهای اتوماتیک (غیردستی) در فرآیندهای مختلف صنعتی افزایش یافته است. همچنین علاوه بر دسته‌ بندی اکچویتورها بر اساس منبع انرژی، این تجهیزات بر اساس نوع حرکت نیز طبقه‌ بندی می‌ شوند و به دو گروه اصلی اکچویتورهای خطی و اکچویتورهای دورانی تقسیم می‌ شوند؛ به این ترتیب هر واحد صنعتی می‌ تواند متناسب با نیاز خود مناسب‌ ترین و بهترین اکچویتور را انتخاب کند.

انواع اکچویتور بر اساس نوع حرکت

یکی از مهمترین روش‌ های دسته‌ بندی اکچویتورها، بر اساس نوع حرکتی است که به استم (میله متصل به شیر) وارد می‌ کنند. اکچویتورها، بسته به ساختار و کاربرد، در دو گروه اصلی خطی و چرخشی (روتاری) تولید می‌ شوند. در ادامه، هر یک از این دو نوع عملگر صنعتی را به طور کامل شرح می‌ دهیم:

اکچویتور خطی (Linear Actuator)

اکچویتورهای خطی توانایی ایجاد حرکت رفت و برگشتی (خطی) دارند و مستقیماً نیروی محرک را به سمت بالا یا پایین به شیر منتقل می‌ کنند. این نوع عملگرها، مخصوصاً در شیرآلات کنترلی مانند گلوب ولو (Globe Valve)، شیر دروازه‌ای (Gate Valve) و شیر دیافراگمی (Diaphragm Valve) کاربرد زیادی دارند.

به عنوان مثال در مدل دیافراگمی، هوای فشرده به دیافراگم داخل عملگر فشار وارد می‌ کند. این فشار باعث پایین آمدن دیافراگم می‌ شود و از طریق یک میله رابط، حرکت عمودی به استم ولو انتقال پیدا کرده و وضعیت شیر باز یا بسته می‌ گردد.

اکچویتور چرخشی (Rotary Actuator)

اکچویتورهای چرخشی یا روتاری حرکتی دورانی یا زاویه‌ای ایجاد می‌ کنند و عمدتاً در ولوهای ربع‌ گرد و شیرهای با دیسک چرخشی مانند شیرهای توپی (Ball Valve)، شیر پروانه‌ای (Butterfly Valve)، شیر سماوری (Plug Valve) کاربرد دارند. از جمله محبوب‌ ترین مدل‌ های چرخشی میتوان به اکچویتورهای پنوماتیکی رک‌ پینیون (Rack & Pinion) اشاره کرد. این اکچویتورها به دلیل سرعت عملکرد بالا، سادگی مکانیزم، عمر طولانی و هزینه نگهداری پایین، انتخابی ایده‌ آل برای سیستم‌ های اتوماسیون صنعتی و خطوط انتقال سیال هستند.

برندهای مطرح تولیدکننده اکچویتور

• اکچویتور آئوما AUMA
• اکچویتور بورکرت BURKERT
• اکچویتور بیفی BIFFI
• اکچویتور دانفوس DANFOSS
• اکچویتور الوماتیک Elomatic
• اکچویتور فیشر FISHER
• اکچویتور فلوسرو FLOWSERVE
• اکچویتور هانیول HONEYWELL
• اکچویتور کینترول KINETROL
• اکچویتور کیستون KEYSTONE
• اکچویتور KGSY
• اکچویتور نوجیکس Nogix
• اکچویتور سامسون SAMSON
• اکچویتور TORK

انواع اکچویتور بر اساس عامل حرکت

عملگرها بر اساس عامل حرکت یا منبع انرژی در انواع گوناگونی تولید می شوند. در صنایع فرآیندی مختلف نظیر نفت و گاز، آب و فاضلاب، نیروگاه‌ ها و سایر واحدهای صنعتی، استفاده صحیح از نوع اکچویتور اهمیت بالایی در افزایش ایمنی، دقت و اتوماسیون خطوط دارد. هر نوع از اکچویتورها با توجه به کاربرد، شرایط محیطی، سطح کنترل مورد نیاز و الزامات فرآیند انتخاب می‌ شوند و در ادامه به معرفی آنها می پردازیم:

اکچویتور دستی (Manual Actuator)

اکچویتور دستی یا عملگر دستی، همان‌ طور که از نامش پیداست، نیازی به منبع تغذیه خارجی مانند برق، هوای فشرده یا روغن ندارد و کاملاً توسط نیروی دست اپراتور کار می‌ کند. رایج‌ ترین انواع این عملگرها شامل هندویل (Handwheel) و اهرم (Lever) است که به صورت مستقیم روی شیر نصب می‌ شوند و به کاربر امکان باز و بسته کردن یا تنظیم شیر را می‌ دهند.

در این نوع عملگر، اپراتور با چرخاندن فلکه یا فشردن و حرکت دادن اهرم، نیروی لازم برای حرکت استم یا دیسک شیر را مستقیماً تأمین می‌ کند. این مکانیسم ساده، امکان کنترل موقعیت شیر را فراهم می‌ سازد. به دلیل عدم وجود تجهیزات الکتریکی یا پنوماتیکی، طراحی این نوع عملگر بسیار ساده و نگهداری آن آسان است.

مزایای اکچویتور دستی

• سادگی و قیمت پایین: فاقد قطعات الکترونیکی یا پنیوماتیکی، ارزان‌ تر از انواع اتوماتیک است.
• عدم نیاز به منبع تغذیه: مناسب برای محیط‌هایی که دسترسی به برق یا سیستم هوای فشرده وجود ندارد.
• دقت بالای کنترل: اپراتور قادر است موقعیت شیر را به طور دلخواه و دقیق تنظیم کند.

معایب اکچویتور دستی

• محدودیت در فشار و سایز: در خطوط با فشار زیاد یا شیرهای بزرگ، نیروی دستی کافی نیست و کار برای اپراتور بسیار دشوار یا حتی خطرناک می‌شود.
• عدم امکان کنترل از راه دور: فقط در محل و توسط اپراتور انسانی قابل کنترل هستند و برای اتوماسیون فرایندها مناسب نیستند.
• کندی عملکرد: نسبت به انواع برقی و پنوماتیکی، زمان بیشتری برای باز و بسته شدن نیاز دارد.

اکچویتور الکتریکی یا برقی (Electric Actuator)

اکچویتور الکتریکی (برقی یا موتوری) یکی از عملگرهای صنعتی است که با استفاده از جریان برق (AC یا DC) حرکت و گشتاور لازم برای باز و بسته کردن انواع شیرآلات (مانند بال ولو، گلوب ولو، باترفلای ولو و غیره) را تأمین می‌ کند.

اکچویتورهای برقی (MOV) با منبع انرژی الکتریکی (برق AC یا DC) کار می‌ کنند و از یک موتور الکتریکی برای ایجاد حرکت خطی یا چرخشی استفاده می‌ نمایند. این نوع اکچویتور به دلیل عملکرد تمیز، قابل اعتماد و قابلیت اتوماسیون بالا، در صنایع نفت و گاز، آب و فاضلاب، و نیروگاه‌ ها بسیار رایج است.

مزایای اکچویتور برقی

• عملکرد تمیز و بدون نشتی: به دلیل استفاده از برق، هیچ‌گونه آلودگی زیست‌محیطی یا نشتی سیال وجود ندارد و برای محیط‌های تمیز و حساس گزینه‌ای ایده‌آل است.
• دقت بالا و کنترل‌پذیری: قابلیت تنظیم مناسب موقعیت شیر و امکان کنترل پیوسته و تدریجی (Modulating Control)
• قابلیت اتوماسیون و کنترل از راه دور: سازگار با سیستم‌های کنترلی صنعتی و قابلیت ارسال بازخورد وضعیت برای مانیتورینگ دقیق
• نگهداری آسان و هزینه پایین: با توجه به تعداد کم قطعات متحرک و ساختار ساده، هزینه تعمیر و نگهداری پایین است.
• تنوع در مدل و سایز: مناسب انواع ولو از سایز کوچک تا متوسط و کاربردهای مختلف صنعتی

معایب اکچویتور برقی

• قیمت اولیه بالا: هزینه خرید اکچویتور برقی نسبت به انواع دستی یا پنوماتیکی معمولاً بیشتر است.
• نیاز به برق پایدار: عملگر الکتریکی برای کار به منابع برق پایدار وابسته است و در صورت قطع برق، عملکرد آن متوقف می‌ شود (مگر آنکه به باتری یا UPS مجهز باشد).
• عدم مناسب بودن برای محیط‌ های با رطوبت و انفجارپذیر: در محیط‌ هایی که خطر انفجار یا رطوبت بالا وجود دارد، باید اکچویتور با استاندارد ضدانفجار تهیه شود.
• سرعت عملکرد معمولاً کمتر از مدل‌ های پنوماتیکی: برای فرآیندهایی که نیاز به باز و بسته شدن سریع دارند، ممکن است نوع پنوماتیکی بهتر باشد.

اکچویتور پنوماتیک (Pneumatic Actuator) 

اکچویتور پنوماتیک یکی از رایج‌ ترین، پرکاربردترین و مقرون‌ به‌ صرفه‌ترین عملگرهای صنعتی است که به دلیل ساختار ساده، امنیت بالا و سرعت عملکرد، در صنایع مختلف به ویژه نفت و گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب و صنایع معدنی کاربرد دارد. عملگرهای پنوماتیکی با استفاده از هوای فشرده به عنوان منبع انرژی، نیروی لازم برای باز و بسته کردن انواع شیرها را تأمین می‌ کنند. جهت کسب اطلاعات فنی بیشتر میتوانید به مقاله اکچویتور پنوماتیک ما مراجعه نمایید.

هوای فشرده وارد سیلندر اکچویتور شده و پیستون یا دیافراگم را به حرکت در‌می‌آورد، این حرکت مکانیکی باعث جابه‌ جایی یا چرخش استم شیر و انجام عملیات قطع و وصل یا کنترل جریان می‌ شود. اکچویتورهای پنوماتیک در دو نوع اصلی زیر عرضه می‌ شوند:

• اکچویتور سینگل اکت (فنر برگشتی / Spring Return): در این مدل، عملگر صرفاً با فشار هوا در یک جهت حرکت کرده و با برگشت آزاد یا فنر به حالت اولیه بازمی‌ گردد. این نوع اکچویتور یک ویژگی Fail Safe دارد؛ یعنی در صورت قطع هوا، شیر به صورت خودکار به موقعیت ایمن (باز یا بسته) برمی‌ گردد.
• اکچویتور دابل اکت (Double Acting): در این مدل، اعمال فشار هوا در هر دو جهت حرکت را کنترل می‌ کند و فنری استفاده نمی‌ شود. این مدل برای کاربردهایی با کنترل دوطرفه شیر مناسب است و دقت بالاتری ارائه می‌ دهد.

انواع اکچویتور پنوماتیک بر اساس مکانیزم

• اکچویتور پنوماتیک خطی دیافراگمی: انتقال نیرو به کمک یک دیافراگم مخصوص و مناسب برای شیر کنترل‌های سبک و دقیق
• اکچویتور پنوماتیک خطی پیستونی: استفاده از پیستون برای جابه‌جایی خطی و مناسب برای ولوهای بزرگ‌ تر و فشارهای بالاتر
• اکچویتور پنوماتیک روتاری رک پینیون (Rack & Pinion): ایجاد حرکت گردشی با تبدیل حرکت پیستون به چرخش شفت خروجی، رایج برای بال ولو و باترفلای ولو
• اکچویتور پنوماتیک روتاری پره‌ای (Vane Actuator): استفاده از پره‌ های داخلی برای چرخش، مناسب برای ولوهای روتاری با نیاز به گشتاور متوسط
• اکچویتور پنوماتیک روتاری اسکاچ یوک (Scotch Yoke): مکانیزمی با بازده بالا جهت انتقال انرژی در شیرهای سایز بزرگ و با گشتاور سنگین

مزایای اکچویتور پنوماتیک

• سرعت عملکرد بالا: باز و بسته شدن سریع شیرها مناسب برای سیستم‌ های اضطراری و کنترل فرآیند
• ایمنی ذاتی در برابر انفجار: به دلیل عدم استفاده از برق یا روغن، کاملا ایمن در محیط‌ های مستعد انفجار 
• ساختار ساده و دوام بالا: قطعات کمتر و هزینه نگهداری پایین، مناسب محیط‌های صنعتی خشن
• قابلیت اعتماد بالا: عملکرد یکنواخت و قابل اعتماد حتی در شرایط سخت کاری
• قیمت اقتصادی: هزینه خرید و راه‌اندازی پایین تر نسبت به مدل‌ های هیدرولیکی و برقی

معایب اکچویتور پنوماتیک

• نیاز به منبع هوای فشرده: وابستگی به کمپرسور و سیستم توزیع هوای فشرده در کل سایت
• امکان افت فشار: نشتی در مدار پنوماتیک می‌ تواند به کاهش راندمان منجر شود.
• شیر برقی مکمل: معمولاً همراه با شیر برقی (سلونوئید ولو) استفاده می‌ شود که باید توجه ویژه به ضدانفجار بودن آن داشته باشید،
• تأثیرپذیری از شرایط محیطی: رطوبت یا آلودگی هوا می‌ تواند طول عمر و کارایی اکچویتور را کاهش دهد.

اکچویتور هیدرولیک (Hydraulic Actuator) 

اکچویتور هیدرولیکی برای کنترل شیرآلات سایز بزرگ و فرآیندهای سنگین به‌ ویژه در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب و نیروگاه‌ ها استفاده می‌ شود. این اکچویتور با استفاده از فشار سیالات روغنی کار می‌ کند و قدرت و دقت فوق‌ العاده‌ای ارائه می‌ دهد.

عملکرد اکچویتور هیدرولیکی بسیار مشابه عملگر پنوماتیکی است، اما به جای هوای فشرده، از روغن هیدرولیک (مایع روغنی غیرقابل تراکم) به عنوان منبع نیرو استفاده می‌ شود. ساختار اصلی این اکچویتورها شامل یک سیلندر، پیستون، شیر کنترل و مخزن روغن است. فشار واردشده توسط پمپ، روغن را وارد سیلندر کرده و پیستون را به حرکت در می‌ آورد. این حرکت به استم شیر منتقل شده و باعث باز یا بسته شدن ولو می‌ گردد.

مزایای اکچویتور هیدرولیک

• تولید نیروی بالا: قابلیت تأمین گشتاور و نیروی مکانیکی بسیار زیاد، مناسب برای شیرآلات سایز بزرگ و کاربردهای سنگین صنعتی
• عملکرد پایدار و دقیق: به دلیل تراکم‌ناپذیری مایع هیدرولیکی، امکان موقعیت‌ یابی دقیق و یکنواخت 
• مناسب برای کاربردهای خاص: عملکرد اطمینان‌بخش در محیط‌ های آلوده، پر گرد و غبار، یا با دمای بالا
• واکنش سریع: زمان پاسخ‌ دهی مناسب برای باز و بسته شدن شیر در پروژه‌های حساس
• قابلیت اطمینان بالا: ساختار قوی و مقاوم در برابر فشارهای زیاد و شوک‌های لحظه‌ای

معایب اکچویتور هیدرولیک

• نیاز به تجهیزات جانبی: برای عملکرد صحیح، نیاز به پمپ هیدرولیک، مخزن روغن، شیر کنترل و فیلتراسیون دارد، که هزینه نصب و نگهداری را افزایش می‌ دهد.
• نگهداری نسبتاً پیچیده و پرهزینه: سیستم‌ های هیدرولیکی حساس به نشت روغن بوده و برای جلوگیری از آلودگی یا آسیب، باید به ‌طور منظم سرویس شوند.
• امکان نشت سیال: در صورت فرسودگی یا نقص سیستم، امکان نشت روغن و آلودگی محیط وجود دارد.
• محدودیت در محیط‌ های خاص: ممکن است برای محیط‌هایی با الزامات زیست‌محیطی (مانند صنایع غذایی) گزینه‌ ی ایده‌آل نباشد.
• وزن و حجم بالا: سیستم‌ های هیدرولیک به دلیل تجهیزات جانبی معمولاً حجیم‌تر و سنگین‌تر هستند.

عوامل موثر بر قیمت اکچویتورها

انتخاب و سفارش اکچویتور صنعتی باید با بررسی دقیق مشخصات فنی و الزامات پروژه انجام شود. قیمت اکچویتورها به عوامل متعددی بستگی دارد که هریک می‌ تواند تاثیر چشم‌ گیری بر قیمت آنها داشته باشد. مهم‌ ترین فاکتورهای موثر بر قیمت عبارتند از:

• برند تولید کننده: برند نقش بسیار مهمی در قیمت‌ گذاری اکچویتورها دارد. برندهای معتبر و بین‌ المللی مانند AUMA، Festo، Rotork و… به دلیل کیفیت ساخت بالا، استفاده از تکنولوژی‌ های به‌روز، گارانتی رسمی و خدمات پس از فروش، معمولاً محصولات گرانتری ارائه می‌ کنند. در مقابل، برندهای کمتر شناخته شده یا چینی، قیمت پایین‌ تری دارند اما ممکن است از نظر دوام و پشتیبانی، استاندارد مناسبی نداشته باشند.
• وضعیت محصول (نو یا دست دوم): محصولات اکچویتور به دو صورت نو (آکبند) یا دست دوم ارائه می‌ شوند. اکچویتورهای نو معمولاً گارانتی دارند و ریسک خرید پایین‌ تری دارند، اما گران‌ تر هستند. نمونه‌ های استوک یا دست دوم برای پروژه‌ های با بودجه محدود یا کاربری‌های غیراساسی انتخاب می‌ شوند اما حتماً باید از سلامت فنی آن‌ ها اطمینان حاصل شود.
• نوع اکچویتور: تنوع اکچویتورها از نظر منبع تغذیه و مکانیسم حرکتی تاثیر زیادی بر قیمت دارد و شامل مدل های دستی، پنوماتیکی، هیدرولیکی و برقی می شوند.
• سایز اکچویتور: هرچه سایز اکچویتور بزرگ‌ تر باشد و یا برای شیرهای صنعتی بزرگ نیاز باشد، هزینه ساخت و خرید اکچویتور نیز افزایش می‌ یابد. سایز باید کاملاً متناسب با نوع و ابعاد شیر یا تجهیز انتخاب گردد.
• گشتاور خروجی (نیوتن متر): گشتاور (Torque) یکی از مهم‌ ترین فاکتورهای انتخاب اکچویتور است. مدل‌ هایی با گشتاور بالا معمولاً از نظر ابعاد، طراحی و متریال متفاوت هستند و طبیعتاً قیمت بالاتری دارند. گشتاور بر اساس نوع ولو (ball, butterfly, knife gate و…) و فشار کاری تعیین می‌ شود.
• دما و فشار کاری: اکچویتور مورد نیاز برای شرایط دمایی یا فشاری خاص (مثلاً محیط‌های بسیار سرد، داغ یا پرفشار) نیازمند متریال و طراحی‌های ویژه است که می‌ تواند قیمت را افزایش دهد. سفارش اکچویتور با کدینگ ویژه جهت استفاده در محیط‌ های خورنده یا شیمیایی نیز هزینه را بالاتر می‌ برد.
• تجهیزات جانبی: وجود تجهیزات جانبی مانند هندویل (Handwheel)، پوزیشنر (Positioner)، شیر برقی (Solenoid Valve)، لیمیت سوئیچ باکس (Limit Switch Box)، پرشر سوئیچ و سایر ماژول‌های کنترلی، تاثیر مستقیم بر قیمت دارد. بهره‌ گیری از این ملحقات برای اتوماسیون، پایش و ایمنی بیشتر سیستم اجباری یا توصیه‌شده محسوب می‌ شود و هزینه نهایی را افزایش می‌ دهد.
• تاییدیه‌ ها و استانداردها: اکچویتورهایی که دارای تاییدیه‌ ها و استانداردهای بین‌ المللی (مثل ATEX، SIL، CE، IECEx و…) هستند، قیمت بالاتری نسبت به نمونه‌ های فاقد تاییدیه دارند. وجود گواهی ضد انفجار، استاندارد مقاوتی محیطی یا تاییدیه صنعت نفت و گاز معمولاً پیش‌نیاز پروژه‌ های حساس است.

خرید انواع اکچویتور از فروشگاه اینترنتی پیکاتک

پیکاتک به عنوان بزرگترین و تخصصی‌ترین فروشگاه آنلاین ابزار دقیق، اتوماسیون صنعتی و تجهیزات کنترلی در ایران، با هدف ارتقاء صنایع کشور و تأمین کالاهای اورجینال و معتبر جهانی فعالیت می‌کند. این مجموعه با تکیه بر بیش از یک دهه تجربه عملیاتی و همکاری مستقیم با مطرح‌ترین برندهای بین‌المللی، امروز به یکی از اصلی‌ترین مراجع تأمین تجهیزات صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، نیروگاه، آب و فاضلاب و سایر حوزه‌های صنعتی تبدیل شده است.

فروشگاه تخصصی ابزار دقیق  پیکاتک، به صورت تخصصی در حوزه ابزار دقیق و اتوماسیون صنعتی فعالیت دارد و جزء واردکنندگان اصلی انواع اکچویتور از برندهای روز دنیا در ایران است. جهت مشاهده انواع اکچویتور موجود در فروشگاه پیکاتک به بالای این صفحه مراجعه نمایید و با اطلاع از مشخصات فنی آنها بهترین گزینه را بر اساس نیازهای فنی و بودجه پروژه خود انتخاب نمایید. همچنین جهت مشاوره فنی، بازدید از انبار و استعلام قیمت به روز اکچویتور با کارشناسان فروش ما به شماره 88109770-021 تماس حاصل فرمایید و خرید آسان و حرفه ای تجهیزات ابزاردقیق را با پیکاتک تجربه کنید.