Przepustnice do wody pitnej z napędem pneumatycznym

Przepustnica do wody pitnej z napędem pneumatycznym Festo DFPD jest kompletnym zespołem armatury odcinającej, w którym przepustnica klapowa została wyposażona w pneumatyczny napęd ćwierćobrotowy. Elementem zamykającym przepływ jest dysk obracający się wewnątrz korpusu zasadniczo o 90°. W pozycji otwartej dysk ustawiony jest w kierunku przepływu, natomiast podczas zamykania obraca się tak, aby docisnąć się do elastycznego uszczelnienia. W oferowanej przez Pneumat System konfiguracji zastosowano żeliwny korpus przepustnicy, dysk ze stali nierdzewnej AISI 316 oraz uszczelnienie EPDM. Zespół jest przeznaczony między innymi do zimnej i ciepłej wody, wody pitnej oraz użytkowej. Dostępny zakres wielkości wynosi DN 40–300, maksymalne ciśnienie robocze 16 bar, a deklarowany zakres temperatury pracy wynosi od –15 do +110°C. Automatyzację realizuje napęd DFPD Festo wykorzystujący mechanizm zębatkowo-zębnikowy. Dzięki temu przepustnica może być sterowana z układu automatyki, PLC, elektrozaworu lub odpowiednio skonfigurowanego systemu procesowego bez konieczności ręcznej obsługi.

Przepustnice tego typu są przeznaczone przede wszystkim do instalacji, w których wymagane jest automatyczne otwieranie lub zamykanie przepływu wody. Producent konfiguracji dostępnej w Pneumat System wskazuje jako media zimną i ciepłą wodę, wodę pitną oraz wodę użytkową. Typowe obszary zastosowania obejmują instalacje wodociągowe, stacje uzdatniania wody, instalacje technologiczne zakładów spożywczych, układy przygotowania i dystrybucji wody procesowej, zbiorniki, systemy napełniania, instalacje płukania, obiegi wody technologicznej oraz automatyczne systemy dystrybucji. Zastosowanie napędu pneumatycznego jest szczególnie korzystne w zakładach posiadających centralną instalację sprężonego powietrza. Sterowanie można wówczas zintegrować z systemem automatyki i uzależnić pozycję przepustnicy od sygnałów z czujników poziomu, przepływomierzy, presostatów, układów bezpieczeństwa czy sterownika PLC. Nie oznacza to jednak, że każda instalacja wodna automatycznie kwalifikuje się do zastosowania konkretnej przepustnicy. Przed doborem należy zweryfikować między innymi DN, ciśnienie, temperaturę, wymagany moment, charakter przepływu, warunki montażowe oraz wymagania formalne dotyczące kontaktu materiałów z wodą pitną.

Napęd DFPD zamienia energię sprężonego powietrza na ruch obrotowy wału. Konstrukcja wykorzystuje mechanizm zębatkowo-zębnikowy, w którym ruch liniowy tłoków powoduje obrót zębnika połączonego z wałem wyjściowym. DFPD jest napędem przeznaczonym między innymi do automatyzacji przepustnic i zaworów kulowych. Wał napędu jest mechanicznie sprzęgnięty z trzpieniem przepustnicy. Obrót wału powoduje więc jednocześnie obrót dysku znajdującego się w kanale przepływowym. W typowej funkcji odcinającej wykonywany jest ruch około 90°:

• przy jednym położeniu dysku przepustnica jest otwarta,
• po wykonaniu ćwierćobrotu zostaje zamknięta.

W wersji podwójnego działania sprężone powietrze odpowiada zarówno za otwarcie, jak i za zamknięcie. W wersji pojedynczego działania jeden kierunek ruchu generowany jest pneumatycznie, natomiast ruch powrotny wykonywany jest przez sprężyny. Takie rozwiązanie pozwala bardzo łatwo włączyć przepustnicę do układu sterowania procesem.

Podstawowa różnica dotyczy sposobu generowania momentu potrzebnego do wykonania obu kierunków ruchu. W napędzie podwójnego działania sprężone powietrze doprowadzane jest naprzemiennie do odpowiednich komór napędu. Energia pneumatyczna odpowiada więc zarówno za otwarcie, jak i zamknięcie przepustnicy. Po zaniku zasilania pneumatycznego napęd sam z siebie nie musi powrócić do określonej pozycji. W napędzie pojedynczego działania sprężone powietrze wykonuje ruch roboczy i jednocześnie napina pakiet sprężyn. Po odpowietrzeniu komory energia zgromadzona w sprężynach powoduje ruch w przeciwną stronę. Festo opisuje właśnie taką zasadę działania swoich jednostek pojedynczego działania. W oferowanej konfiguracji NC oznacza to zastosowanie funkcji bezpieczeństwa polegającej na powrocie przepustnicy do pozycji zamkniętej po zaniku sterowania pneumatycznego. Wybór nie powinien więc zależeć wyłącznie od ceny napędu, lecz przede wszystkim od wymaganej reakcji instalacji w sytuacji awaryjnej.

NC oznacza Normally Closed, czyli „normalnie zamknięta”. W przypadku pneumatycznej przepustnicy z napędem sprężynowym oznacza to, że jej zdefiniowanym stanem bez odpowiedniego ciśnienia sterującego jest pozycja zamknięta. Podczas normalnej pracy sprężone powietrze pokonuje siłę sprężyn i przesuwa mechanizm napędu do pozycji roboczej. Kiedy ciśnienie zostanie usunięte lub utracone, sprężyny oddają zgromadzoną energię mechaniczną i powodują powrót napędu, a wraz z nim dysku przepustnicy, do pozycji zamkniętej. Jest to szczególnie istotne w instalacjach, w których utrata zasilania powinna skutkować automatycznym odcięciem dopływu wody, np. w układach napełniania zbiorników, stacjach dozowania, instalacjach technologicznych albo procesach, w których niekontrolowany przepływ po awarii mógłby spowodować zalanie lub uszkodzenie urządzeń. Należy pamiętać, że funkcja NC musi być analizowana dla całego zespołu: przepustnicy, napędu, elektrozaworu i sposobu wykonania pneumatycznego układu sterowania.

Jest to naturalna konsekwencja sposobu działania napędu sprężynowego. W wersji podwójnego działania praktycznie cała dostępna energia sprężonego powietrza can zostać wykorzystana do wygenerowania momentu obrotowego potrzebnego do przesterowania zaworu. W jednostce pojedynczego działania część energii podczas ruchu pneumatycznego jest jednocześnie wykorzystywana do ściskania sprężyn. Następnie właśnie energia tych sprężyn ma zapewnić wystarczający moment podczas ruchu powrotnego. Dlatego dla tej samej przepustnicy nie można automatycznie przyjąć identycznego rozmiaru napędu SA i DA. Dobrze pokazuje to oferta Pneumat System. Dla konfiguracji podwójnego działania stosowane są DFPD od 20 do 700, natomiast dla przepustnic sprężynowych NC zakres wynosi DFPD 40–1200. Przykładowo dla DN100 przewidziano DFPD 60 w wersji DA i DFPD 120 w wersji sprężynowej; dla DN300 odpowiednio DFPD 700 oraz DFPD 1200.

W obu analizowanych seriach Pneumat System dostępne są przepustnice w zakresie nominalnym DN 40–300. Oferta obejmuje warianty DN40, DN50, DN65, DN80, DN100, DN125, DN150, DN200, DN250 oraz DN300. DN jest nominalnym oznaczeniem wielkości armatury i powinno odpowiadać projektowanemu przyłączu instalacji, ale samo dopasowanie DN nie jest wystarczającym kryterium doboru. Należy również sprawdzić:

• przepływ wymagany przez proces,
• prędkość przepływu w przewodzie,
• ciśnienie robocze,
• ewentualne różnice ciśnień występujące podczas zamykania,
• wymiary kołnierzy,
• możliwość swobodnego obrotu dysku,
• moment wymagany przez przepustnicę,
• dostępną przestrzeń montażową.

Przewymiarowanie DN może pogorszyć możliwości regulacyjne i zwiększyć gabaryty oraz koszt zespołu, natomiast zbyt mała średnica może powodować nadmierne prędkości wody i zwiększone straty ciśnienia.

W konfiguracjach wskazanych przez Pneumat System korpus przepustnicy wykonany jest z żeliwa, dysk ze stali nierdzewnej AISI 316, natomiast element uszczelniający z EPDM. Korpus napędu DFPD jest aluminiowy. Dobór tych materiałów wynika z różnych funkcji poszczególnych części zespołu. Korpus odpowiada przede wszystkim za wytrzymałość mechaniczną konstrukcji. Dysk jest elementem bezpośrednio narażonym na kontakt z przepływającym medium, dlatego zastosowanie odpornej korozyjnie stali nierdzewnej jest korzystne w instalacjach wodnych. EPDM tworzy elastyczne gniazdo umożliwiające szczelne zamknięcie. Nie należy jednak utożsamiać samego określenia materiału z automatycznym spełnieniem wszystkich wymogów prawnych danej inwestycji. Przy instalacjach wody przeznaczonej do spożycia należy każdorazowo zweryfikować dokumentację konkretnego wariantu produktu i wymagania obowiązujące w danym projekcie lub kraju.

Dysk jest jednym z najważniejszych elementów przepustnicy, ponieważ pozostaje bezpośrednio w strumieniu przepływającego medium. AISI 316 jest gatunkiem austenitycznej stali nierdzewnej o bardzo dobrej odporności na korozję w wielu środowiskach wodnych. W praktyce zastosowanie nierdzewnego dysku ogranicza ryzyko powstawania produktów korozji na powierzchni elementu, zwiększa trwałość oraz ułatwia utrzymanie właściwego stanu powierzchni armatury. Ma to szczególne znaczenie w instalacjach wodnych, w których dysk przez cały okres eksploatacji poddawany jest działaniu medium, zmian temperatury oraz oddziaływaniu hydraulicznemu. Trzeba przy tym pamiętać, że określenie AISI 316 dotyczy materiału dysku, a nie całego zespołu armatury. W analizowanej przepustnicy korpus jest żeliwny, a uszczelnienie wykonane z EPDM. Ostateczna kompatybilność materiałowa zawsze powinna być rozpatrywana względem rzeczywistego składu medium, temperatury oraz wymagań instalacji.

EPDM jest elastomerem bardzo często stosowanym w technice wodnej ze względu na korzystną odporność na wodę, gorącą wodę oraz wiele warunków występujących w instalacjach sanitarnych i przemysłowych. W przepustnicy uszczelnienie ma szczególnie odpowiedzialne zadanie. Stanowi powierzchnię współpracującą z krawędzią dysku, odpowiadając za uzyskanie zamknięcia armatury. Jednocześnie musi wytrzymywać wielokrotne cykle otwarcia i zamknięcia oraz odkształcenia powstające podczas obrotu dysku. W analizowanej serii EPDM jest standardowym materiałem uszczelniającym zarówno dla wariantu podwójnego, jak i pojedynczego działania. Nie oznacza to jednak, że EPDM jest uniwersalnym elastomerem dla każdego medium przemysłowego. Jeśli wraz z wodą mogą występować oleje, paliwa, rozpuszczalniki, agresywne dodatki technologiczne lub wysokie stężenia substancji chemicznych, kompatybilność należy zweryfikować osobno.

Dla obu wskazanych przez Pneumat System wariantów przepustnic maksymalne ciśnienie robocze medium wynosi 16 bar. Warto rozróżnić tutaj dwa niezależne parametry: ciśnienie wody w przepustnicy oraz ciśnienie sprężonego powietrza zasilającego napęd. Nie są to te same obwody i nie należy ich ze sobą utożsamiać. Wartość 16 bar dotycząca produktu określa granicę ciśnienia po stronie instalacji wodnej. Projektant musi jednak uwzględnić nie tylko ciśnienie ustalone, lecz również możliwość występowania chwilowych wzrostów ciśnienia. Szczególnie ważne są uderzenia hydrauliczne powstające na skutek gwałtownej zmiany prędkości przepływu. Automatyczna przepustnica może zamknąć się zdecydowanie szybciej niż armatura obsługiwana ręcznie, dlatego w dużych instalacjach czas jej przesterowania powinien być dobierany również z uwzględnieniem dynamiki hydraulicznej systemu.

Na kartach obu analizowanych zestawów Pneumat System podano temperaturę pracy od –15 do +110°C. Zakres ten dotyczy oferowanej konfiguracji przepustnicy, ale w rzeczywistej aplikacji należy rozpatrywać ograniczenia wszystkich elementów systemu: samej armatury, elastomeru EPDM, napędu, elektrozaworu, czujników położenia, przewodów pneumatycznych i pozostałego wyposażenia. Szczególną uwagę należy zwrócić na dolny zakres temperatury. Jeżeli medium jest wodą, samo dopuszczenie elementu mechanicznego do temperatury ujemnej nie oznacza możliwości eksploatacji instalacji z zamarzniętą wodą. Zamarzanie medium może powodować bardzo duże obciążenia mechaniczne i uszkodzenia armatury. W zastosowaniach z ciepłą wodą należy natomiast uwzględnić nie tylko temperaturę nominalną, lecz także jej maksymalne wartości chwilowe, warunki czyszczenia i ewentualne cykle termiczne.

Napęd należy dobierać na podstawie wymaganego momentu obrotowego przepustnicy, a nie wyłącznie na podstawie jej średnicy DN. Moment potrzebny do uruchomienia dysku zależy między innymi od konstrukcji armatury, różnicy ciśnienia, uszczelnienia, stopnia zużycia oraz warunków pracy. Następnie wymagany moment przepustnicy porównuje się z momentem dostępnym z napędu przy rzeczywistym minimalnym ciśnieniu zasilania. W przypadku napędu sprężynowego analizować trzeba zarówno moment pneumatyczny, jak i moment generowany przez sprężyny w całym zakresie obrotu. Nie wystarczy sprawdzić jednej wartości maksymalnej. Festo zaleca uwzględnianie rezerwy momentu podczas konfiguracji napędów ćwierćobrotowych. W dokumentacji konfiguracyjnej wskazano przykładowo współczynnik bezpieczeństwa 1,35 dla ciekłego medium rurociągowego. W praktyce dobór kompletnego zespołu przez producenta lub wyspecjalizowanego dostawcę jest bezpieczniejszy niż samodzielne łączenie przypadkowej przepustnicy z napędem dobranym wyłącznie według wielkości kołnierza.

W konfiguracji Pneumat System przyporządkowanie napędów jest następujące:

DN40 – DFPD 20,
DN50 – DFPD 20,
DN65 – DFPD 40,
DN80 – DFPD 40,
DN100 – DFPD 60,
DN125 – DFPD 80,
DN150 – DFPD 120,
DN200 – DFPD 160,
DN250 – DFPD 480,
DN300 – DFPD 700.

Takie zestawienie pokazuje, że wraz ze wzrostem średnicy zwiększa się wymagany rozmiar napędu, jednak zależność nie jest liniowa. Szczególnie widoczne jest przejście pomiędzy DN200 a DN250. Jest to kolejny argument przeciwko doborowi napędu metodą prostego przelicznika „DN na wielkość siłownika”. Dobiera się konkretną kombinację armatury i napędu, której dostępny moment zapewnia prawidłowe wykonanie cyklu w zakładanych warunkach. Zmiana typu przepustnicy, materiału uszczelnienia lub parametrów procesu może oznaczać konieczność ponownego sprawdzenia doboru.

Dla sprężynowej wersji NC oferta obejmuje następujące kombinacje:

DN40 – DFPD 40,
DN50 – DFPD 40,
DN65 – DFPD 60,
DN80 – DFPD 80,
DN100 – DFPD 120,
DN125 – DFPD 160,
DN150 – DFPD 300,
DN200 – DFPD 480,
DN250 – DFPD 900,
DN300 – DFPD 1200.

Widać więc, że wariant sprężynowy wymaga większych jednostek niż odpowiedni zestaw podwójnego działania. Dla użytkownika ma to konsekwencje nie tylko cenowe. Większy napęd oznacza inne gabaryty i masę kompletnego zestawu, dlatego trzeba przewidzieć odpowiednią ilość miejsca nad rurociągiem oraz sprawdzić możliwość przeniesienia obciążeń przez armaturę i instalację. W przypadku dużych DN warto szczególnie dokładnie analizować możliwość podparcia rurociągu oraz dostęp serwisowy do napędu.

Napędy DFPD mają przyłącze do armatury wykonane zgodnie z ISO 5211, co ułatwia ich łączenie z ćwierćobrotowymi zaworami procesowymi wyposażonymi w odpowiedni interfejs. Nie oznacza to jednak, że każdy napęd można przykręcić bezpośrednio do dowolnej przepustnicy o podobnym rozmiarze. Trzeba zapewnić zgodność:

• wzoru kołnierza,
• położenia i wymiarów otworów,
• kształtu oraz rozmiaru połączenia wału,
• głębokości osadzenia,
• orientacji otwierania i zamykania,
• dostępnego momentu.

Jeżeli geometria armatury i napędu tego wymaga, stosuje się konsolę montażową oraz sprzęgło lub adapter trzpienia. Fabrycznie lub profesjonalnie skonfigurowany zestaw ma tę przewagę, że przepustnica i napęd są już wzajemnie dopasowane pod względem mechanicznym i momentowym, ograniczając ryzyko błędów powstających podczas samodzielnego kompletowania komponentów.

Technicznie przepustnica może zajmować położenia pośrednie i wpływać na przepływ, jednak konfiguracja standardowo przeznaczona do prostego sterowania ON/OFF powinna być traktowana przede wszystkim jako armatura odcinająca. Jeżeli wymagane jest rzeczywiste sterowanie proporcjonalne, konieczne jest odpowiednie wyposażenie napędu w układ pozycjonowania oraz przeanalizowanie charakterystyki przepływowej przepustnicy. Charakterystyka przepustnicy nie jest liniowa w funkcji kąta obrotu. Zmiana z 10° na 20° nie powoduje takiej samej zmiany przepływu jak zmiana z 60° na 70°. Ponadto przy częściowym otwarciu dysku mogą występować zwiększone prędkości lokalne, turbulencje, drgania i obciążenia hydrodynamiczne. Dlatego w aplikacji regulacyjnej należy znać wymagany współczynnik przepływu, spadek ciśnienia, zakres regulacji oraz charakterystykę procesu. Do prostego „otwórz/zamknij” wystarcza klasyczne sterowanie elektrozaworem. Do regulacji położenia potrzebny jest odpowiedni system pozycjonowania.

Tak. Rodzina DFPD została przygotowana do automatyzacji armatury procesowej i przewiduje standardowe interfejsy umożliwiające montowanie wyposażenia służącego do sygnalizacji lub kontroli pozycji. Dla odpowiednich wielkości dokumentacja Festo wskazuje interfejs zgodny z VDI/VDE 3845 do podłączenia czujników położenia lub pozycjonerów. W praktyce można więc uzyskać informację zwrotną:

• „przepustnica otwarta”,
• „przepustnica zamknięta”,

a przy bardziej rozbudowanych systemach również informację o położeniu pośrednim.

Jest to bardzo ważne w automatyzacji przemysłowej. Samo wysłanie sygnału do elektrozaworu nie potwierdza bowiem, że armatura rzeczywiście wykonała ruch. Informacja z czujników może być przekazywana do PLC, systemu SCADA lub układu bezpieczeństwa. Pozwala to wykrywać między innymi zablokowanie mechaniczne, niedostateczne ciśnienie sterujące, awarię napędu albo niedomknięcie przepustnicy.

Typowy układ zawiera źródło przygotowanego sprężonego powietrza oraz rozdzielający elektrozawór pneumatyczny. W napędzie podwójnego działania odpowiednia komora musi zostać zasilona w celu wykonania jednego kierunku ruchu, a druga – w celu wykonania ruchu przeciwnego. Zastosowany rozdzielacz kieruje więc powietrze naprzemiennie do dwóch przyłączy napędu. Sygnał do elektrozaworu może pochodzić bezpośrednio z PLC, sterownika procesowego, przekaźnika, czujnika poziomu albo innego systemu nadrzędnego. Zaletą rozwiązania jest możliwość aktywnego sterowania w obu kierunkach. Można także projektować bardziej rozbudowane funkcje awaryjne, jednak ich zachowanie zależy już od konfiguracji zaworu sterującego. Festo wskazuje przykładowo możliwość utrzymania położenia napędu podwójnego działania przy określonej konfiguracji zaworu 5/3 z zamkniętym położeniem środkowym, przy czym rzeczywista funkcja bezpieczeństwa całego układu musi być zawsze analizowana indywidualnie.

W napędzie pojedynczego działania tylko jeden kierunek ruchu wymaga doprowadzenia sprężonego powietrza. Przeciwległy ruch wykonują mechaniczne sprężyny. Dlatego układ sterowania pneumatycznego jest zazwyczaj prostszy niż w przypadku napędu DA. Po podaniu ciśnienia napęd wykonuje ruch roboczy przeciwko sprężynom. Po odpowietrzeniu komory sprężyny powodują powrót do pozycji bezpiecznej. W konfiguracji NC pozycją tą jest zamknięcie przepustnicy. Kluczowe znaczenie ma prawidłowa konfiguracja elektrozaworu. Po zaniku napięcia sterującego powinien umożliwić odpowietrzenie komory napędu, aby sprężyny mogły wykonać pełny ruch powrotny. Należy również zadbać o odpowiednią przepustowość odpowietrzenia. Jeżeli powietrze będzie opuszczało siłownik zbyt wolno, wydłuży się czas awaryjnego zamknięcia.

Napęd powinien być zasilany sprężonym powietrzem o jakości odpowiadającej wymaganiom producenta. Dla aktualnych danych technicznych wybranych napędów DFPD Festo podaje medium robocze jako sprężone powietrze według ISO 8573-1:2010 w klasie [7:4:4]. Producent wskazuje również, że punkt rosy powinien znajdować się co najmniej 10°C poniżej temperatury otoczenia i medium roboczego. Ma to znaczenie dla trwałości napędu. Nadmierna ilość wody, zanieczyszczeń stałych czy niekontrolowane zanieczyszczenie olejem może negatywnie wpływać na elementy wewnętrzne, uszczelnienia oraz niezawodność sterowania. Instalacja pneumatyczna powinna więc obejmować odpowiednie przygotowanie powietrza, a przewody zasilające trzeba dobrać tak, aby nie powodowały nadmiernych spadków ciśnienia podczas dynamicznego ruchu napędu. Szczególnie przy dużych jednostkach DFPD przepustowość elektrozaworu i przewodów ma istotny wpływ na czas przesterowania.

Rodzina DFPD obejmuje wiele wariantów, dlatego zawsze należy posługiwać się dokumentacją konkretnego napędu. Dla aktualnych kart technicznych wielu standardowych jednostek DFPD Festo wskazuje zakres ciśnienia roboczego 2–16 bar, natomiast nominalne wartości wykorzystywane przy określaniu parametrów momentu mogą być odnoszone do konkretnych warunków zasilania. Najważniejszą zasadą projektową jest jednak to, że napęd musi być dobrany do minimalnego rzeczywiście dostępnego ciśnienia, a nie do maksymalnego ciśnienia występującego sporadycznie w sieci. Jeżeli instalacja nominalnie pracuje przy 6 bar, ale w szczycie zużycia lokalne ciśnienie przy zaworze spada np. do 4,5 bar, właśnie tę sytuację trzeba uwzględnić przy ocenie dostępnego momentu. Za mały moment może spowodować niepełne otwarcie lub zamknięcie przepustnicy.

Moment wymagany przez przepustnicę nie jest wartością całkowicie niezmienną przez cały okres eksploatacji. Może rosnąć między innymi wskutek starzenia elastomeru, dłuższego postoju armatury, osadów, zmian temperatury czy zwiększonej różnicy ciśnienia. Jeżeli napęd zostanie dobrany dokładnie „na styk”, nawet niewielka zmiana warunków może spowodować utratę zdolności do pełnego przesterowania. Dlatego stosuje się współczynnik bezpieczeństwa. Festo w dokumentacji konfiguracji napędów ćwierćobrotowych rekomenduje jego uwzględnianie i dla ciekłego medium rurociągowego podaje wartość 1,35 jako wskazówkę konfiguracyjną. W praktyce oznacza to, że napęd powinien dysponować odpowiednią nadwyżką momentu względem nominalnego zapotrzebowania armatury. Nie należy jednak bezkrytycznie dobierać napędu wielokrotnie większego. Nadmierny moment również może być niekorzystny, ponieważ zwiększa obciążenia mechaniczne trzpienia, sprzęgła oraz elementów przepustnicy.

Sam napęd podwójnego działania nie posiada sprężyny wymuszającej określoną pozycję bez zasilania. Po utracie sprężonego powietrza zachowanie przepustnicy zależy więc od konfiguracji całego układu pneumatycznego, aktualnego położenia oraz warunków procesowych. Jeżeli wymagane jest utrzymanie położenia, można projektować układy wykorzystujące odpowiednią konfigurację zaworów sterujących. Festo opisuje między innymi funkcję utrzymania aktualnego położenia napędu DA za pomocą zaworu 5/3 z zamkniętym położeniem środkowym. Trzeba jednak odróżnić „próbę zatrzymania powietrza w komorach” od funkcji realizowanej mechanicznie przez sprężyny. Nieszczelności układu pneumatycznego mogą z czasem wpływać na położenie napędu. Jeżeli wymogiem procesu jest jednoznaczne zamknięcie armatury po awarii zasilania pneumatycznego, z reguły bardziej naturalnym rozwiązaniem jest wersja pojedynczego działania NC.

Jeżeli układ został poprawnie skonfigurowany, zanikanie napięcia powoduje zmianę stanu elektrozaworu sterującego i odpowietrzenie komory napędu. Wówczas sprężyny mogą wykonać ruch powrotny i zamknąć przepustnicę. Nie jest jednak właściwe stwierdzenie, że sam napis „NC” automatycznie gwarantuje każde zachowanie po zaniku energii elektrycznej. Ostateczna reakcja zależy także od elektrozaworu i jego konfiguracji. Dlatego przy projektowaniu funkcji fail-safe trzeba analizować jednocześnie:

• pozycję sprężynową napędu,
• stan elektrozaworu bez napięcia,
• możliwość odpowietrzenia komory,
• ewentualne zawory zwrotne lub blokujące,
• wymagany czas zamknięcia.

Poprawnie zaprojektowany zestaw NC jest bardzo dobrym rozwiązaniem tam, gdzie domyślnym stanem bezpieczeństwa powinno być fizyczne odcięcie przepływu.

Zasadniczo właśnie to jest jedną z podstawowych zalet napędu sprężynowego: do wykonania ruchu powrotnego nie potrzebuje on nowej porcji sprężonego powietrza. Energia została wcześniej zmagazynowana mechanicznie w napiętych sprężynach. Jeżeli nastąpi utrata ciśnienia w sieci, komora robocza napędu zostanie prawidłowo odpowietrzona, a mechanizm nie jest zablokowany, sprężyny mogą przesunąć napęd do pozycji bezpiecznej. Trzeba jednak zaznaczyć, że skuteczność funkcji bezpieczeństwa wymaga poprawnego doboru napędu. Moment sprężyn musi być wystarczający do pokonania momentu oporowego przepustnicy w rzeczywistych warunkach. Dlatego wersje SA są większe niż DA dla odpowiednich DN. W ofercie Pneumat System dla DN300 zastosowano przykładowo DFPD 1200 w wersji sprężynowej wobec DFPD 700 w wersji podwójnego działania.

Tak. Prędkość ruchu napędu pneumatycznego można kształtować poprzez kontrolę natężenia przepływu powietrza doprowadzanego do lub odprowadzanego z komór napędu, wykorzystując odpowiednio dobrane zawory dławiąco-zwrotne lub inne elementy regulacji przepływu. Jest to bardzo przydatne w instalacjach wodnych, ponieważ zbyt gwałtowne zamykanie dużej przepustnicy może generować niekorzystne zjawiska hydrauliczne. Gwałtowna zmiana prędkości przepływu może doprowadzić do powstawania skoków ciśnienia, czyli uderzenia hydraulicznego. Im dłuższy przewód, większa prędkość medium i szybszy czas zamykania, tym zagadnienie staje się bardziej istotne. Regulacji nie należy jednak wykonywać przypadkowo. Nadmierne zdławienie może spowodować zbyt długi czas działania, problemy z osiągnięciem pozycji krańcowej lub opóźnienie funkcji bezpieczeństwa. W wersji NC szczególnie ważne jest, aby ograniczenie przepływu nie uniemożliwiło wystarczająco szybkiego odpowietrzenia podczas awaryjnego powrotu sprężyn.

Tak. Jest to jedno z ważniejszych zagadnień przy automatyzacji dużych przepustnic w instalacjach wodnych. Podczas przepływu poruszająca się masa wody posiada energię kinetyczną. Jeżeli armatura bardzo szybko zatrzyma przepływ, energia ta powoduje gwałtowną zmianę ciśnienia propagującą się w instalacji w postaci fali ciśnieniowej. Skutkiem mogą być:

• chwilowe znaczne wzrosty ciśnienia,
• hałas i drgania,
• przeciążenie mocowań,
• uszkodzenie uszczelnień,
• wzrost naprężeń w rurociągu,
• niekorzystne oddziaływanie na pompy i aparaturę.

Napęd pneumatyczny może wykonać ruch znacznie szybciej niż operator obracający ręczną przekładnię. Dlatego przy projektowaniu trzeba dobrać czas zamknięcia do hydrauliki systemu. W razie potrzeby prędkość ruchu napędu ogranicza się pneumatycznie albo projektuje dodatkowe zabezpieczenia instalacji przed uderzeniem hydraulicznym.

Przepustnica Wafer jest montowana pomiędzy dwoma kołnierzami rurociągu i utrzymywana przez śruby przechodzące wokół jej korpusu. Kluczowe znaczenie ma prawidłowe osiowanie. Przed montażem należy upewnić się, że kołnierze są współosiowe i mają odpowiedni rozstaw. Nie powinno się wykorzystywać korpusu przepustnicy do „ściągania” źle ustawionego rurociągu. Szczególną uwagę trzeba zwrócić na dysk. Podczas otwierania wystaje on poza obrys korpusu do wnętrza sąsiedniego odcinka przewodu. Musi więc posiadać wystarczającą przestrzeń i nie może kolidować z kołnierzem, zwężką, zaworem zwrotnym czy innym elementem instalacji. Śruby powinny być dokręcane równomiernie, krzyżowo. Po zamontowaniu, ale przed uruchomieniem procesu, warto ręcznie lub przy obniżonym ciśnieniu sterującym sprawdzić pełny cykl ruchu oraz prawidłowe pozycje krańcowe.

Same napędy DFPD są w dokumentacji Festo wskazywane jako urządzenia pozwalające na montaż w dowolnej pozycji. Nie oznacza to jednak, że orientacja całego zespołu armatury jest obojętna z punktu widzenia instalacji. Przy doborze pozycji montażowej warto uwzględnić:

• dostęp serwisowy,
• masę napędu,
• możliwość gromadzenia się zanieczyszczeń,
• kierunek przepływu,
• sposób podparcia przewodu,
• ryzyko zalania osprzętu,
• dostęp do elektrozaworu i czujników.

W przypadku większych przepustnic duży napęd sprężynowy może mieć znaczną masę i gabaryty. Nie powinien generować niedopuszczalnych naprężeń w źle podpartym rurociągu. W miejscach narażonych na zalanie należy także odpowiednio dobrać stopień ochrony elektrycznego wyposażenia sterującego.

Konstrukcja Wafer pozwala uzyskać stosunkowo małą długość zabudowy oraz niewielką masę w porównaniu z wieloma klasycznymi zaworami o podobnej średnicy nominalnej. Ma to szczególne znaczenie przy większych średnicach DN, gdzie klasyczny zawór odcinający może być bardzo ciężki i zajmować dużo miejsca. Najważniejsze korzyści Wafer to:

• kompaktowa zabudowa,
• relatywnie niewielka masa,
• prosty montaż pomiędzy kołnierzami,
• możliwość zastosowania dla dużych DN,
• łatwa automatyzacja napędem ćwierćobrotowym,
• krótka droga ruchu od pozycji otwartej do zamkniętej.

Należy jednak pamiętać o specyfice dysku znajdującego się w strumieniu medium również w pozycji otwartej. Powoduje on pewien opór hydrauliczny i wymaga odpowiedniej przestrzeni na obrót. Dlatego armaturę Wafer trzeba traktować jako konkretny typ konstrukcyjny o własnych zaletach i ograniczeniach, a nie jako bezpośredni odpowiednik każdego innego zaworu odcinającego.

Strata ciśnienia zależy od średnicy, stopnia otwarcia, prędkości przepływu i geometrii konkretnej przepustnicy. Nawet przy pełnym otwarciu dysk pozostaje w świetle przewodu, dlatego przepływ musi opłynąć jego powierzchnię. Powstają lokalne turbulencje i strata energii. W większości prawidłowo dobranych instalacji odcinających strata ta nie jest problemem, lecz przy dużych przepływach należy ją uwzględnić obliczeniowo. Szczególnie wysokie spadki powstają, gdy przepustnica pracuje w pozycji częściowo otwartej. Zmniejszenie efektywnej powierzchni przepływu zwiększa lokalne prędkości i straty. Do dokładnego projektowania nie należy używać wyłącznie DN. Potrzebny jest współczynnik przepływu właściwy dla konkretnego zaworu i kąta otwarcia. Jeżeli najważniejszym kryterium procesu jest bardzo mały spadek ciśnienia, należy porównać charakterystykę przepustnicy z alternatywnymi konstrukcjami armatury.

Mechanicznie możliwe jest ustawienie dysku w pozycji pośredniej, ale długotrwała praca w takim stanie powinna zostać wcześniej przeanalizowana jako zadanie regulacyjne.

Przy częściwym otwarciu przepływ koncentruje się wokół krawędzi dysku. Powstają duże lokalne prędkości, turbulencje i zmienne siły hydrodynamiczne. Może to prowadzić do:

• drgań,
• hałasu,
• przyspieszonego zużycia elementów,
• niestabilności regulacji,
• wzrostu strat ciśnienia.

Ponadto zwykły układ elektrozaworu ON/OFF nie umożliwia precyzyjnego utrzymywania dowolnego kąta otwarcia. Do tego celu potrzebny jest układ pozycjonowania. Jeżeli aplikacja wymaga częstej i dokładnej regulacji przepływu, należy od początku projektować przepustnicę jako element regulacyjny i odpowiednio dobrać napęd, pozycjoner oraz charakterystykę zaworu.

Dla współczesnych wariantów DFPD Festo dopuszcza pracę ze sprężonym powietrzem o określonej jakości bez konieczności celowego wprowadzania oleju do instalacji. Dokumentacja zaznacza jednak, że eksploatacja smarowana jest możliwa, ale po jej rozpoczęciu należy ją konsekwentnie kontynuować. Jest to ważna zasada w pneumatyce. Sporadyczne smarowanie nie jest korzystnym kompromisem, ponieważ może wpływać na smary fabryczne i warunki pracy uszczelnień. W typowych nowoczesnych instalacjach zaleca się więc przede wszystkim dostarczanie odpowiednio czystego, suchego i stabilnego jakościowo powietrza. Filtracja oraz kontrola wilgoci są zwykle istotniejsze niż dodatkowe smarowanie. Przed uruchomieniem zawsze należy jednak sprawdzić dokumentację dokładnego wariantu napędu DFPD zastosowanego w zakupionym zestawie.

Długotrwałe doprowadzanie powietrza o niewłaściwej jakości może obniżać trwałość komponentów pneumatycznych. Problemem jest szczególnie kondensująca woda połączona z zanieczyszczeniami stałymi i produktami korozji pochodzącymi z instalacji. Wilgoć może również zamarzać w elementach instalacji pneumatycznej pracujących w niskiej temperaturze. Z tego powodu Festo podaje wymagania dotyczące jakości medium roboczego oraz zwraca uwagę na zachowanie odpowiedniego marginesu punktu rosy względem temperatury pracy. W praktyce oznacza to potrzebę prawidłowego przygotowania sprężonego powietrza przez filtrację i osuszanie odpowiednie do warunków zakładu. Szczególnie niekorzystne jest umieszczenie napędu na zewnątrz lub w chłodnym pomieszczeniu przy jednoczesnym doprowadzaniu wilgotnego powietrza z ciepłej sprężarkowni. Ochłodzenie instalacji może wtedy doprowadzić do kondensacji pary wodnej bezpośrednio w pobliżu zaworu.

Elektrozawór powinien zostać dobrany nie tylko pod względem liczby dróg i pozycji, lecz także przepustowości, ciśnienia, napięcia cewki, sposobu montażu oraz wymaganej funkcji awaryjnej. Dla wersji DA potrzebne jest sterowanie umożliwiające naprzemienne zasilanie dwóch komór. W wersji SA układ jest prostszy, ponieważ ciśnienie robocze zasila jeden kierunek, a powrót wykonują sprężyny. Istotny jest przepływ nominalny elektrozaworu. Zbyt mały zawór ograniczy szybkość napełniania i odpowietrzania napędu, wydłużając cykl. DFPD korzysta również ze standardowych interfejsów automatyki zaworowej; dla odpowiednich jednostek Festo wskazuje połączenia zgodne z VDI/VDE 3845/NAMUR. W praktyce warto dobierać napęd, zawór sterujący, czujniki i przyłącza jako jeden układ, ponieważ dopiero komplet decyduje o rzeczywistym czasie i niezawodności działania przepustnicy.

Najprostszy układ wykorzystuje cyfrowe wyjście PLC do sterowania cewką elektrozaworu pneumatycznego. PLC nie steruje więc bezpośrednio dużym napędem. Sterownik steruje niewielkim zaworem elektromagnetycznym, który kieruje energię sprężonego powietrza do DFPD. W bardziej kompletnym układzie do PLC podłącza się również dwa sygnały zwrotne:

• krańcówka „OPEN”,
• krańcówka „CLOSED”.

Sterownik może wtedy weryfikować, czy po wysłaniu komendy przepustnica rzeczywiście osiągnęła żądane położenie w określonym czasie. Pozwala to programować alarmy takie jak „nie otwarto zaworu w 5 s” albo „sprzeczne sygnały krańcowe”. Jeżeli przepustnica ma pracować regulacyjnie, zamiast prostego systemu dwustanowego wykorzystuje się odpowiedni pozycjoner i sygnał sterujący pozwalający zadawać położenie. Takie rozwiązanie umożliwia pełną integrację armatury z systemami automatyki instalacji wodnej.

Sterownik może wydać polecenie „otwórz”, ale samo polecenie nie jest dowodem wykonania operacji. Ruch może zostać uniemożliwiony przez:

• brak powietrza,
• uszkodzony elektrozawór,
• zablokowanie dysku,
• uszkodzenie sprzęgła,
• awarię napędu,
• przeszkodę mechaniczną.

Czujnik położenia pozwala potwierdzić rzeczywisty stan armatury. Jest to szczególnie ważne w procesach sekwencyjnych. Przykładowo pompa może zostać uruchomiona dopiero wtedy, gdy PLC otrzyma potwierdzenie pełnego otwarcia przepustnicy. Analogicznie zamknięcie jednego odcinka instalacji może stanowić warunek rozpoczęcia kolejnego etapu procesu. W systemach diagnostycznych można dodatkowo mierzyć czas pomiędzy wysłaniem polecenia a pojawieniem się sygnału krańcowego. Jego stopniowe wydłużanie może być wczesnym symptomem problemów z ciśnieniem, przepływem sterującym lub mechaniką armatury.

Najbardziej oczywistym objawem jest przepływ medium mimo zadanej pozycji zamkniętej. W instalacji można go wykryć przepływomierzem, zmianą poziomu zbiornika lub obserwacją parametrów procesu. Przyczyną nie zawsze jest jednak uszkodzenie samego uszczelnienia. Możliwe problemy to:

• niewystarczający moment napędu,
• zbyt niskie ciśnienie sterujące,
• niewłaściwie wyregulowana pozycja krańcowa,
• ciało obce pomiędzy dyskiem a uszczelnieniem,
• uszkodzenie EPDM,
• niewspółosiowy montaż,
• uszkodzone sprzęgło napęd–trzpień,
• mechaniczne zużycie armatury.

Diagnostykę warto rozpocząć od sprawdzenia rzeczywistej pozycji wału oraz ciśnienia przy samym napędzie podczas ruchu. Nie należy zwiększać ciśnienia pneumatycznego ponad dopuszczalne wartości w celu „dociśnięcia” nieszczelnej przepustnicy. Taki sposób może uszkodzić napęd lub armaturę i nie usuwa pierwotnej przyczyny problemu.

Wydłużenie czasu cyklu jest cennym sygnałem diagnostycznym. Po stronie pneumatycznej przyczyną może być:

• spadek ciśnienia,
• zatkany filtr,
• zbyt mały przepływ przez elektrozawór,
• zagięty przewód,
• ograniczenie odpowietrzenia,
• zanieczyszczony tłumik,
• nieszczelność.

Po stronie mechanicznej przyczyną mogą być zwiększone opory przepustnicy, osady, starzenie uszczelnienia albo problem z połączeniem trzpienia. Jeżeli zjawisko pojawiło się po zwiększeniu obciążenia zakładowej instalacji sprężonego powietrza, należy zmierzyć ciśnienie dynamiczne bezpośrednio przy napędzie podczas ruchu. Manometr na głównym kolektorze może pokazywać poprawną wartość, podczas gdy lokalny spadek na przewodzie lub zaworze jest już znaczny. Regularne monitorowanie czasu otwierania i zamykania może stanowić prosty element predictive maintenance armatury procesowej.

Nie ma jednej uniwersalnej liczby cykli odpowiedniej dla każdej instalacji. Częstotliwość powinna wynikać z dokumentacji producenta, liczby przełączeń, temperatury, jakości wody, warunków otoczenia i znaczenia armatury dla procesu. W czasie przeglądu warto sprawdzić:

• szczelność zamknięcia,
• stan korpusu,
• uszczelnienie EPDM,
• trzpień i połączenie mechaniczne,
• mocowanie napędu,
• przewody pneumatyczne,
• elektrozawór,
• działanie krańcówek,
• czas cyklu,
• szczelność pneumatyczną napędu.

W przypadku zaworu realizującego funkcję awaryjną NC szczególnie istotny jest okresowy test rzeczywistego powrotu sprężynowego po odcięciu ciśnienia. Armatura, która przez kilka lat pozostaje niemal stale otwarta, również wymaga kontroli. Bardzo mała liczba cykli nie zawsze oznacza idealne warunki – długotrwały postój może zwiększać początkowy moment potrzebny do uruchomienia.

Tak. Armatura procesowa, która miesiącami lub latami pozostaje nieruchoma, może przy pierwszym ruchu wymagać większego momentu niż podczas regularnego cyklu. Wpływać na to mogą:

• osady,
• przyleganie elastomeru,
• starzenie uszczelnienia,
• zanieczyszczenia,
• korozja elementów zewnętrznych,
• długotrwałe obciążenie mechaniczne.

Dlatego w krytycznych instalacjach często stosuje się okresowe testy funkcjonalne. Polegają one na kontrolowanym wykonaniu ruchu zaworu albo testowaniu jego funkcji awaryjnej w czasie, w którym nie zaburzy to procesu. wprzypadku przepustnicy NC warto sprawdzić także zdolność do samoczynnego zamknięcia po odcięciu powietrza. Regularny test pozwala wykryć problem, zanim zawór będzie potrzebny wrzeczywistej sytuacji awaryjnej.

Tak, analizowane konfiguracje Pneumat System mają wprost wskazane jako medium zarówno zimną, jak i ciepłą wodę, a deklarowany zakres temperatury pracy sięga do +110°C. Przy projektowaniu instalacji ciepłej wody nie należy jednak ograniczać się do sprawdzenia jednej wartości temperatury maksymalnej. Trzeba przeanalizować:

• temperaturę ciągłą,
• maksymalne skoki temperatury,
• ciśnienie w danej temperaturze,
• częstotliwość cykli cieplnych,
• warunki czyszczenia,
• wpływ temperatury na elastomer,
• temperaturę otoczenia napędu.

W instalacjach technologicznych mogą występować krótkie cykle płukania lub dezynfekcji o parametrach innych niż normalny proces. Takie warunki również muszą mieścić się w dopuszczalnym zakresie wszystkich komponentów.

Tak. Pneumat System wymienia wodę użytkową obok zimnej i ciepłej wody oraz wody pitnej jako medium przeznaczone dla obu analizowanych konfiguracji. Otwiera to możliwość zastosowania tych zespołów w szerokiej grupie instalacji przemysłowych, np. układach napełniania, płukania, dystrybucji, przygotowania wody technologicznej czy automatycznego odcinania sekcji instalacji. Należy jednak rozumieć, że „woda użytkowa” może w różnych zakładach oznaczać media o bardzo różnym składzie. Jeżeli do wody dodawane są chemikalia procesowe, środki czyszczące, inhibitory, substancje dezynfekujące lub występuje podwyższone zasolenie, należy dodatkowo sprawdzić kompatybilność AISI 316, EPDM i pozostałych materiałów mających kontakt z medium.

Nie należy przyjmować tego automatycznie tylko dlatego, że konstrukcyjnie podobne przepustnice stosowane są także w innych procesach. Analizowana konfiguracja produktowa została przedstawiona przez Pneumat System jako przeznaczona do zimnej i ciepłej wody, wody pitnej oraz użytkowej. Jeżeli planowane jest wykorzystanie jej dla glikolu, roztworu chemicznego, emulsji, sprężonego powietrza, gazu albo innego medium, trzeba przeprowadzić nową analizę kompatybilności. Szczególne znaczenie ma uszczelnienie EPDM. Materiał bardzo dobrze sprawdzający się w wodzie nie jest automatycznie odpowiedni dla każdej substancji przemysłowej. Należy sprawdzić:

• skład chemiczny,
• stężenie,
• temperaturę,
• ciśnienie,
• wymagania szczelności,
• wymagania formalne,
• wpływ medium na wszystkie materiały zwilżane.

W takim przypadku właściwszy może być inny wariant przepustnicy.

Napęd pneumatyczny zapewnia bardzo korzystne połączenie prostoty, szybkości i odporności eksploatacyjnej. Najważniejsze zalety to możliwość:

• zdalnego otwierania i zamykania,
• automatyzacji procesu,
• współpracy z PLC,
• uzyskania szybkiego ruchu ćwierćobrotowego,
• stowania sygnalizacji pozycji,
• realizacji funkcji fail-safe za pomocą sprężyn,
• instalowania zaworu w miejscach trudno dostępnych dla operatora.

DFPD jest rodziną zaprojektowaną właśnie do automatyzacji zaworów procesowych takich jak przepustnice i zawory kulowe. Rozwiązanie jest szczególnie atrakcyjne w zakładach, w których sprężone powietrze jest już standardowym medium energetycznym automatyki. Trzeba natomiast pamiętać, że koszt użytkowania obejmuje również produkcję i uzdatnianie sprężonego powietrza. Dlatego szczelność przewodów oraz poprawne wymiarowanie systemu pneumatycznego są ważne zarówno dla niezawodności, jak i efektywności energetycznej.

Napęd podwójnego działania jest dobrym rozwiązaniem, gdy nie ma wymogu mechanicznego powrotu do konkretnego położenia po zaniku ciśnienia, natomiast ważne są kompaktowe wymiary i aktywne sterowanie w obu kierunkach. Dla tej samej przepustnicy jednostka DA może być wyraźnie mniejsza niż odpowiednia wersja sprężynowa. Przykładowo w ofercie Pneumat System:

• DN100: DFPD 60 DA kontra DFPD 120 SA,
• DN150: DFPD 120 DA kontra DFPD 300 SA,
• DN300: DFPD 700 DA kontra DFPD 1200 SA.

DA może być więc korzystne tam, gdzie po awarii wymagane jest pozostanie armatury w aktualnej pozycji lub funkcję awaryjną realizuje się inną metodą. Decyzja powinna być wynikiem analizy procesu HAZOP lub podobnej analizy ryzyka, a nie wyłącznie porównania kosztów zakupu.

Wersja NC jest szczególnie wskazana wtedy, gdy najbezpieczniejszą reakcją instalacji na utratę energii jest automatyczne odcięcie przepływu. Typowymi przykładami mogą być:

• napełnianie zbiornika,
• dopływ do urządzenia procesowego,
• odcięcie sekcji w przypadku alarmu,
• ochrona przed zalaniem,
• izolowanie procesu podczas awarii,
• układ, w którym dalszy przepływ bez sterowania jest niedopuszczalny.

Zaletą jest wykorzystanie energii mechanicznej sprężyn, dzięki czemu ruch powrotny może nastąpić bez nowej dostawy sprężonego powietrza. Trzeba jednak zaakceptować większe gabaryty napędu oraz prawidłowo zaprojektować odpowietrzenie i sterowanie. Sam wybór NC nie zastępuje analizy bezpieczeństwa. Trzeba odpowiedzieć na pytanie, czy zamknięcie jest rzeczywiście najbezpieczniejszym stanem dla konkretnego procesu. W niektórych instalacjach bezpieczniejsze może być otwarcie albo zachowanie ostatniej pozycji.

Przed zamówieniem warto przygotować komplet danych procesowych i montażowych. Najważniejsze informacje to:

• średnica DN,
• medium,
• minimalna i maksymalna temperatura,
• ciśnienie robocze,
• maksymalna różnica ciśnień,
• wymagany przepływ,
• funkcja ON/OFF czy regulacja,
• żądana pozycja po awarii,
• dostępne ciśnienie sprężonego powietrza,
• napięcie sterowania elektrozaworu,
• potrzeba sygnalizacji pozycji,
• przewidywana liczba cykli,
• wymagany czas otwarcia i zamknięcia,
• warunki środowiskowe,
• wymagania formalne dotyczące wody pitnej.

Dla analizowanej oferty dostępne są DN40–300, wersja DA z DFPD 20–700 oraz sprężynowa NC z DFPD 40–1200. Parametry medium wynoszą maksymalnie 16 bar i –15…+110°C. Komplet danych pozwala dobrać nie tylko samą przepustnicę, lecz cały funkcjonalny układ automatyki.

Kompletny zestaw ogranicza jedno z największych źródeł problemów przy automatyzacji armatury – niewłaściwe dopasowanie przepustnicy i napędu. Prawidłowa konfiguracja wymaga jednoczesnego uwzględnienia:

• momentu zaworu,
• charakterystyki momentowej napędu,
• ciśnienia sterującego,
• rodzaju działania DA lub SA,
• funkcji NC,
• interfejsu ISO 5211,
• połączenia wału,
• adapterów,
• pozycji krańcowych,
• gabarytów.

W gotowych konfiguracjach Pneumat System widać, że dobór napędu jest ściśle powiązany zarówno z DN, jak i zasadą działania. Wersje DA wykorzystują DFPD 20–700, podczas gdy warianty sprężynowe NC korzystają z DFPD 40–1200. Kupując przygotowany zespół, użytkownik otrzymuje rozwiązanie znacznie bliższe funkcjonalnej jednostce automatyki procesowej niż zestaw przypadkowo dobranych komponentów. Dodatkowo można od razu dobrać elektrozawór, krańcówki, elementy przygotowania powietrza i sterowania, dzięki czemu armatura może zostać prawidłowo zintegrowana z instalacją przemysłową.