Jak dobrać siłownik elektryczny Concens do pracy pod wodą? Przewodnik po nowych modelach

Wybór odpowiedniego siłownika elektrycznego do pracy pod wodą to zadanie wymagające zarówno wiedzy technicznej, jak i zrozumienia specyfiki środowiska, w którym urządzenie ma funkcjonować. Modele Concens, uznawane za jedne z najbardziej niezawodnych siłowników w wymagających warunkach, znajdują zastosowanie w aplikacjach podmorskich, m.in. w podwodnych dronach, na platformach wiertniczych, jednostkach serwisowych czy konstrukcjach hydrotechnicznych. Jeśli zależy Ci na długotrwałym, bezpiecznym i efektywnym działaniu siłownika elektrycznego pod wodą – wybór odpowiedniego modelu Concens według konkretnych kryteriów to klucz do sukcesu.

Zalety siłowników elektrycznych Concens w zastosowaniach podwodnych

Seria con – kompaktowe siłowniki liniowe do wymagających warunków

Seria con to rodzina smukłych, cylindrycznych siłowników liniowych, dostępnych w kilku wielkościach, które można dobrać do bardzo różnych obciążeń – od lekkich mechanizmów po zastosowania wymagające dużej siły. Wspólną cechą wszystkich wariantów jest wąska, liniowa obudowa, dzięki której siłownik łatwo zabudować w profilach, ramionach, meblach jachtowych czy konstrukcjach, gdzie liczy się każdy milimetr przestrzeni.

W kontekście pracy w wodzie i środowisku morskim kluczowe są:

• wersje z podwyższoną szczelnością (HE, Harsh Environment) – testowane pod kątem zanurzenia oraz oddziaływania strumienia wody pod ciśnieniem (IP68/IP69),
• wykonania ze stali nierdzewnej (np. AISI 316/316L) – stosowane tam, gdzie siłownik pracuje w kontakcie z wodą morską, rozbryzgami, mgłą solną czy środkami myjącymi,
• szeroki zakres dostępnych sił i skoków – od małych, kompaktowych napędów do mechanizmów pokładowych po mocne siłowniki do zastosowań hydrotechnicznych czy offshore,
• możliwość dopasowania prędkości i przełożenia do charakteru ruchu (szybkie przestawienia, powolna regulacja, praca sporadyczna lub częstsza).

Dzięki temu w jednej rodzinie con można dobrać siłownik zarówno do lekkiej klapy serwisowej narażonej na deszcz i bryzg, jak i do elementu konstrukcji, który okresowo znajduje się pod wodą lub pracuje w bezpośrednim kontakcie z wodą morską.

Seria icon – siłowniki ze zintegrowanym sterownikiem do inteligentnych systemów morskich

Seria icon mechanicznie opiera się na tej samej koncepcji co siłowniki con (ta sama „smukła” forma, zbliżone wymiary i zakres sił), ale kluczowa różnica tkwi w zintegrowanej elektronice sterującej. W korpusie siłownika znajduje się wbudowany kontroler, który:

• umożliwia sterowanie ruchem poprzez interfejs MODBUS RTU (RS485) lub sygnały dyskretne,
• pozwala konfigurować prędkość, rampy przyspieszania/hamowania, pozycje krańcowe,
• udostępnia dane diagnostyczne – np. informacje o poborze prądu, stanie siłownika, błędach.

W aplikacjach morskich i podwodnych ma to kilka bardzo praktycznych konsekwencji:

• mniej zewnętrznej elektroniki – nie trzeba montować dodatkowego sterownika w osobnej szafce, co redukuje liczbę połączeń, puszek i potencjalnych punktów nieszczelności,
• prostsze okablowanie – do siłownika prowadzisz głównie zasilanie i przewód komunikacyjny,
• łatwiejsza diagnostyka – serwisant może odczytać stan siłownika z systemu nadrzędnego, bez konieczności fizycznego dostępu do samego napędu (co pod wodą lub na pokładzie bywa bardzo utrudnione).

W połączeniu z wykonaniem ze stali nierdzewnej i wysoką klasą szczelności, siłowniki icon świetnie sprawdzają się w roli „inteligentnych napędów” w środowisku morskim – tak jak w case study z regulacją oparcia foteli na jachtach, ale również w bardziej technicznych systemach: klapach, zasuwach, masztach, platformach czy osłonach, które wymagają zarówno odporności środowiskowej, jak i zaawansowanego sterowania.

Wytrzymałość materiałowa i ochrona przed korozją

Materiały, z których wykonano siłowniki Concens, zostały dobrane tak, aby sprostać agresywnym warunkom morskim i podmorskim. W zależności od serii i konfiguracji wykorzystuje się m.in.:

• stal nierdzewną AISI 316 / 316L – zarówno w korpusie, jak i na tłoczysku; materiał ten jest powszechnie stosowany w aplikacjach morskich i chemicznych ze względu na wysoką odporność na korozję chlorkową,
• stal powlekaną oraz aluminium anodowane – stosowane w elementach niewymagających pełnej „marine grade” odporności, ale nadal narażonych na wilgoć,
• elastomery uszczelniające odporne na wodę, oleje i środki chemiczne,
• specjalne powłoki oraz konstrukcję korpusu, które ograniczają możliwość przedostania się wody do wnętrza napędu.

Wersje HE (Harsh Environment) siłowników con35, con50 i con60 są testowane według IP68 oraz IP69, co oznacza odporność zarówno na zanurzenie (np. poniżej 1 m przez 1 godzinę), jak i na mycie strumieniem wody pod wysokim ciśnieniem. To właśnie te konfiguracje są bazą dla aplikacji podmorskich, offshore i w bezpośrednim kontakcie z wodą morską.

Równie istotna jest ochrona układów elektronicznych. W rozwiązaniach zintegrowanych (np. icon35) elektronika sterująca jest zabudowana w korpusie, a przewody są prowadzone przez uszczelnione dławnice, co pozwala zachować szczelność całego systemu przy zachowaniu wysokiej funkcjonalności napędu w sieci automatyki.

Kryteria doboru odpowiedniego modelu

Określenie siły i momentu obrotowego w warunkach pod wodą

Dobór siły siłownika do środowiska podwodnego różni się od sytuacji na lądzie. W wodzie na elementy konstrukcyjne działają inne siły oporu, tarcia i wyporu. Z tego względu należy bardzo precyzyjnie określić, jakiej siły ciągnącej lub pchającej potrzebujesz oraz w jakim zakresie ma pracować siłownik.
Moment obrotowy (wynikający z przełożenia napędu na ruch liniowy) musi być również przeliczony z uwzględnieniem oporu środowiska płynnego. Modele Concens oferują szeroką gamę przełożeń przekładni i mocy silników – od lekkich konstrukcji con25 po mocne siłowniki con60 – co pozwala dobrać rozwiązanie zarówno do aplikacji laboratoryjnych, jak i przemysłowych.

Dobór zakresu ruchu i prędkości działania

Zakres ruchu siłownika musi być dostosowany do konkretnej aplikacji, niezależnie czy jest to otwieranie zaworu, pozycjonowanie manipulatora, czy regulacja przepływu. Pod wodą istotne jest zapewnienie równomiernego i płynnego ruchu, często wolniejszego niż na lądzie, ze względu na większy opór. Prędkość działania powinna być dobrana w sposób kompromisowy – zbyt szybki ruch może prowadzić do kawitacji lub przeciążeń dynamicznych, a zbyt wolny ograniczy efektywność systemu.
Nowe siłowniki Concens – szczególnie w wersji icon – umożliwiają precyzyjną regulację prędkości i profilu ruchu za pomocą zintegrowanego sterownika. Dzięki regulowanym rampom przyspieszania i hamowania można ograniczyć udary mechaniczne i zmniejszyć obciążenia uszczelnień oraz prowadnic.

Klasy odporności IP i certyfikacje morskie

Dla zastosowań podwodnych absolutnym minimum jest klasa szczelności IP68, która gwarantuje ochronę przed pyłem i pełne zanurzenie w wodzie. Jednak w środowiskach morskich lub głębinowych zaleca się wybór modeli z rozszerzoną klasą odporności na wysokociśnieniowe strumienie wody (IP69) oraz – jeśli wymagają tego normy – z dodatkowymi certyfikacjami branżowymi.
Siłowniki Concens w wersjach HE spełniają wymagania testów IP68/IP69, co czyni je kompatybilnymi z wymaganiami stawianymi przez branże offshore, energetykę morską czy przemysł okrętowy. Wybierając model z odpowiednią klasą szczelności i materiałem wykonania, zyskujesz pewność trwałości, zgodności i redukcję ryzyka awarii.

Praktyczne case study i inspiracje

Wyzwanie: napęd oparcia fotela na zewnętrznym pokładzie jachtu

Polski producent mebli jachtowych zwrócił się do AMG Automatyka z zadaniem zaprojektowania napędu do regulacji oparcia fotela na zewnętrznym pokładzie jachtu. Kluczowe wymagania były bardzo zbliżone do tych, które spotykamy w typowych aplikacjach podwodnych i morskich:

• siłownik miał pracować w bezpośrednim kontakcie z wodą morską, mgłą solną i promieniowaniem UV,
• całość musiała zostać ukryta w konstrukcji fotela – stąd konieczność zastosowania bardzo smukłego, liniowego siłownika,
• klient oczekiwał minimalnych wymagań serwisowych, ponieważ dostęp do mechanizmu po montażu jest mocno ograniczony,
• ze względów projektowych i elektrycznych preferowane było rozwiązanie z jak najmniejszą liczbą zewnętrznych komponentów sterujących.

Rozwiązanie AMG Automatyka: ICON35 w wykonaniu ze stali nierdzewnej

Analiza aplikacji pokazała, że optymalnym wyborem będzie siłownik ICON35 – kompaktowy napęd liniowy Concens z wbudowanym kontrolerem. AMG zaproponowało konfigurację, która spełniała wszystkie wymagania aplikacyjne:

• Zintegrowany sterownik (icon) – pozwolił zrezygnować z dodatkowego modułu sterującego w osobnej szafce. Dzięki temu oszczędzono miejsce, uproszczono okablowanie i zmniejszono liczbę potencjalnych punktów awarii.
• Wykonanie ze stali nierdzewnej AISI 316 – zapewniło wysoką odporność na korozję w środowisku morskim i możliwość wieloletniej eksploatacji w kontakcie z wodą, solą i środkami do mycia pokładu.
• Wysoka szczelność – siłownik został dobrany w konfiguracji o klasie ochrony pozwalającej na pracę w warunkach bryzgów, zacinającego deszczu i okresowego zalania wodą, z zachowaniem szczelności przewodu i dławicy.
• Temperatura pracy od –20°C do +70°C – dopasowana do realnych warunków eksploatacji jednostek pływających w klimacie europejskim.

Efekt? Fotel otrzymał płynną, precyzyjną regulację oparcia, a przy tym cały napęd pozostał praktycznie niewidoczny dla użytkownika. Producent mebli jachtowych zyskał rozwiązanie, które:

• spełnia wymagania środowiska morskiego,
• nie wymaga częstych przeglądów,
• jest energooszczędne i ciche w pracy.

Wnioski dla projektantów systemów podwodnych i morskich

Case z produkcji jachtów dobrze pokazuje kilka uniwersalnych zasad, które można przenieść także na aplikacje stricte podwodne:

1. Kompaktowa, liniowa konstrukcja siłownika (jak w rodzinie con/icon) ułatwia zabudowę w miejscach, gdzie powierzchnia montażowa jest ograniczona – wewnątrz foteli, obudów, słupków czy konstrukcji hydrotechnicznych.
2. Zintegrowana elektronika sterująca zmniejsza liczbę złącz, puszek i elementów narażonych na korozję i nieszczelności.
3. Dobór właściwych materiałów (AISI 316/316L) i klasy szczelności (IP68/IP69) ma bezpośrednie przełożenie na koszty serwisowe – szczególnie tam, gdzie do napędu trudno się dostać (pod pokładem, pod wodą, w konstrukcjach offshore).
4. Wreszcie – wsparcie doświadczonego partnera (jak AMG Automatyka) pozwala przejść od ogólnego pomysłu na napęd do konkretnego numeru katalogowego siłownika, który jest zweryfikowany pod kątem danej aplikacji.

Dzięki temu przykładowi widać, że siłowniki Concens – od con25 do con60 oraz w wersji icon – mogą z powodzeniem pracować zarówno „na wodzie”, jak i pod wodą, pod warunkiem właściwego doboru konfiguracji, materiałów i klasy szczelności.