Устройство регулирующий клапан: Устройство регулирующего клапана

alexxlab | 07.11.1988 | 0 | Разное

Регулирующие клапаны – типы и сфера применения

Регулирующий клапан

Востребованный вид трубопроводной арматуры представляют регулирующие клапаны, которые отличаются нюансами конструкции и областью применения. Согласно положениям ГОСТ 24856-2014 они устанавливаются в трубопроводах разного назначения и служат для управления рабочей средой, обеспечивая изменение ее объема или проходного сечения. Используя клапаны, выполняют контроль давления и других параметров, обеспечивая эффективное регулирование технологических процессов.

Классификация и сфера применения клапанов

Согласно положениям ГОСТ 12893-2005 регулировочные клапаны классифицируют по нескольким параметрам. По способу движения рабочей среды различают следующие варианты арматуры:

• проходные, которые размещаются на прямых отрезках и позволяют сохранить прежнее направление транспортировки среды;
• угловые модели, изменяющие перемещение на 90°.

Проходной регулирующий клапанУгловой регулирующий клапан

Перемешивание двух вариантов рабочей среды с разными характеристиками происходит с помощью трехходовых моделей, которые комплектуются тремя патрубками.

Сырьем для производства регулировочных клапанов служат чугун, нержавеющая и легированная сталь, латунь и другие сплавы. Корпус изготавливают с помощью сварки, ковки, литья, штамповки и комбинированных методов. Выбор материалов определяет тип среды, с которой будет взаимодействовать арматура. Бытовые и промышленные клапаны устанавливают на трубопроводах, предназначенных для транспортировки:

• горячей и холодной воды;
• нефтепродуктов;
• воздуха;
• пара;
• химических составов в жидком и газообразном состоянии.

По способу управления клапаны бывают ручные и автоматические. Арматура первого типа предназначена для трубопроводов малого сечения и чаще всего используется для контроля технических параметров транспортируемых веществ в быту. На промышленных объектах востребованы автоматические клапаны, укомплектованные специальными датчиками. Средства измерения оценивают величину уровня давления и способствуют изменению потребляемого объема среды. Механизм перекрывания автоматического клапана приводится в движение с помощью привода, который бывает пневматическим, электрическим или гидравлическим.

Монтаж клапана на трубопроводе выполняется несколькими вариантами соединения. По способу фиксации арматуру разделяют на фланцевую, приварную, муфтовую и штуцерную. Разнообразие оборудования для регулировки давления и способов крепежа позволяет использовать клапаны при монтаже инженерных коммуникаций. Также они востребованы в газовой промышленности и применяются для контроля давления в трубопроводах на нефтеперерабатывающих предприятиях и на производстве химических веществ и продуктов питания.

Особенности конструкции и принцип действия регулирующих клапанов

Конструкция регулирующего клапана

Нюансы регулирующего устройства, которое применяется для контроля рабочей среды, определяются типом рабочего механизма и способом фиксации арматуры к бытовому или промышленному трубопроводу. Среднестатистический регулировочный клапан состоит из следующих элементов:

• корпуса;
• уплотнительного блока, который обеспечивает герметичность арматуры после установки и препятствует выходу рабочей среды;
• запорного узла;
• штока, соединяющего ручной или механический привод клапана с запорным механизмом;
• пропускного отверстия;
• деталей крепления, с помощью которых арматура для управления давлением и другими показателей закрепляется на трубопроводе.

Принцип функционирования арматуры, которая используется для контроля давления рабочей среды, заключается в уменьшении пропускного отверстия. Оно происходит с помощью запорного механизма, приходящего в движение благодаря приводу клапана. В результате объем транспортируемых продуктов уменьшается, а уровень давления падает.

При выборе арматуры, которая регулирует перемещение рабочей среды по трубам, нужно обращать внимание на следующие параметры оборудования:

• условный диаметр прохода;
• рабочее и пробное давление;
• пропускную способность.

К важным параметрам регулирующей арматуры относятся материалы, которые необходимы для изготовления оборудования, а также вид привода.

Разновидности регулирующих клапанов

По типу затворного механизма арматура для контроля давления в трубопроводе разделяется на следующие устройства:

Седельный клапанКлеточный клапанЗолотниковый клапанМембранный клапан

• Седельные. Функции рабочего элемента клапана выполняет плунжер, который по своей конструкции бывает тарельчатым, игольчатым или стержневым. Он передвигается через одно или два седла арматуры, уменьшая ее проходное сечение. Односедельные модели устанавливают на трубопроводы малого диаметра, а клапаны с двумя седлами востребованы на магистралях значительных размеров.
• Клеточные. При использовании арматуры контроль и регулировка давления в трубопроводе происходят за счет затвора, который имеет форму полого цилиндра с радиальной перфорацией. Он двигается по клетке, выполняющей функции направляющего элемента и пропускного узла. Благодаря нюансам конструкции клеточные клапаны отличаются малой вибрацией и небольшим уровнем шума.
• Золотниковые. Регулирование параметров транспортируемых веществ выполняется с помощью золотника, который поворачивается на определенный угол. Управление золотниковым арматурным устройством не требует больших усилий, поскольку транспортируемые жидкие и газообразные вещества почти не оказывают сопротивления при перемещении запорного механизма клапана. Однако такая арматура не в состоянии обеспечить полную герметичность, поэтому ее не следует устанавливать на магистралях высокого давления.
• Мембранные. Перекрытие сечения трубопровода в арматуре такого типа происходит с помощью мембраны, изготовленной из эластичной резины или фторопласта. Чтобы избежать погрешностей при регулировании мембранные клапаны комплектуются специальными элементами, которые обеспечивают контроль положения штока. Среди преимуществ арматуры выделяют устойчивость к коррозии и агрессивным средам, что позволяет ее использовать в нефтехимической промышленности. Мембранные клапаны выпускаются с гидравлическим или пневматическим приводом, который бывает встроенным или выносным.

Востребованы при монтаже трубопроводов разного назначения и запорно-регулирующие клапаны, которые помимо изменения расхода транспортируемых веществ позволяют полностью перекрывать их циркуляцию. Функции запорного устройства в арматуре выполняет плунжер. При контакте с седлом в полном объеме он обеспечивает герметичное отсечение, а при частичном — уменьшение проходного отверстия.

Пример маркировки регулирующих клапанов

Маркировка выпускаемых регулирующих клапанов выполняется согласно ГОСТ Р 52720-2007 и таблицам фигур, в которых представлены данные об обозначениях по типу арматуры и ее конструктивным нюансам. Кроме того, в нормативной документации указаны материал, используемый для производства корпуса и уплотняющих элементов.

Пример расшифровки для 25с947нж:

• первые две цифры обозначают тип арматуры: 25 — регулирующий клапан;
• буква указывает материал корпуса: с — изготовлен из углеродистой стали;
• при наличии трех цифр первая обозначает тип привода, а две следующих номер модели: 947 — модель 47 с электрическим приводом;
• последние буквы указывают материал уплотнителей: нж — уплотнительные поверхности клапана наплавлены сталью, устойчивой к коррозии.

Регулирующий клапан 25с947нж

Если арматура для регулирования давления и расхода среды производится без направленных или вставных уплотнительных колец, то на ее корпусе или затворе это отражается в виде двух букв — «бк». В случае наличия покрытия на внутренних поверхностях клапанов оно указывается согласно последней таблице фигур.

Компания «Авангард» — главный поставщик клапанов для регулировки давления и других параметров рабочей среды на территории России. Мы предлагаем регулирующие клапаны, которые отличаются приемлемой ценой и соответствуют требованиям ГОСТ.

виды, принцип работы, применение и правила монтажа

Здравствуйте, уважаемый читатель! В промышленных трубопроводах, по которым беспрерывно продвигается огромный поток жидкостей, необходимо регулировать это движение, уменьшая или увеличивая скорость потока, давление в трубах. В таких случаях незаменимую роль играет клапан запорно регулирующий с электроприводом. В нашей статье рассмотрим его виды и характеристики, способы подключения, правила использования, познакомимся с советами специалистов по установке и эксплуатации агрегата.

Что это такое и для чего он нужен

Запорный кран с различными типами приводов представляет собой устройство, с помощью которого можно полностью или частично перекрывать движущийся поток жидкости в трубопроводе.

Особенность конструкции с электроприводом заключается в том, что позволяет производить эти действия дистанционно, практически в любой точке магистрали.

Назначение и сферы применения

Регулирующие клапаны позволяют автоматически управлять на расстоянии процессом регулирования расхода жидкости, силы давления в трубопроводах.

Применяются в крупных магистральных, технологических и коммунально-сетевых каналах, по которым транспортируется среда.

Электроприводные устройства могут быть как запорными, с функцией только полного перекрытия трубы, так и с функцией регулирования силы потока путем полного или частичного его приостановления.

Управление и технические характеристики

Управление клапаном осуществляется за счёт линейного перемещения штока с плунжером. Пуск устройства осуществляется нажатием пусковой кнопки на пульте. Под действием электротока привод передает усилие на плунжер. Тот, перемещаясь вверх-вниз, меняет площадь сечения пропускного отверстия.

Основными техническими характеристиками запорно регулирующей арматуры являются:

1. значение номинального давления в системе, которое способно выдержать устройство;
2. размер диаметра условного прохода в мм;
3. условная пропускная способность в м3/ч;
4. пределы температурных значений, при которых агрегат функционирует нормально;
5. напряжение в сети, предназначенное для электропривода.

Тип подключения

По типу подключения запорно-регулирующие устройства подразделяют на

• фланцевые,
• штуцерные,
• муфтовые,
• цапковые,
• сварные.

Первый вариант наиболее предпочтительный. Как правило, клапаны подобного типа уже укомплектованы фланцами. Их используют в сетях с высоким давлением. Через фланец агрегат можно прикрепить к любым, подходящим по размеру условного прохода трубам. Также не зависит, какого типа устройство будет подключаться.

Сварной метод соединения не рекомендуется использовать, когда предстоит установить обратный механизм, съемные модели и задвижки. Применяют его только для стальных агрегатов.

Устройство

Простейший регулирующий клапан состоит из корпуса с фланцами, в котором расположены седло, шток с плунжером на конце и уплотняющий узел, отвечающий за герметизацию всей запорной арматуры.

Когда плунжер закрывает только часть проходного отверстия, расход воды в системе уменьшается. Плотно опущенный в седло плунжер перекрывает поток, давление в трубе после арматуры падает до нуля.

Если в бытовых трубопроводах применяются шаровые краны, то в магистралях промышленного назначения и коммунальных сетях предпочтения отдаются золотникам и задвижкам с электродвигателем.

Принцип работы

Принцип действия клапана с электроприводом во много схож с работой обычного вентиля. Отличают их способ управления и функциональность.

По принципу действия выделяют перекрывающие, смешивающие или разделяющие магистральный поток устройства.

К перекрывающим агрегатам относят двухходовые седельные затворы, широко применяемые в коммунальных тепловых сетях.

Для смешения и разделения потока используют трёхходовые варианты, имеющие три патрубка для подсоединения к магистрали.

Виды и отличия конструкций

Клапаны по устройству привода разделяют на управляемые:

• вручную;
• электроприводами;
• пневмоприводами;
• электромагнитным способом.

По запорному механизму конструкции подразделяют на:

• запорные, рассчитанные только на перекрытие среды;
• мембранные, с резиновой мембраной в корпусе, приспособленные для работы в газовых сетях;
• обратный, закрывающийся при перемене направления потока;
• золотниковый, регулирующий интенсивность потока за счет перемещения подвижного золотника;
• седельный, с линейным перемещением штока с плунжером, закрывающего или открывающего с помощью седелок путь для потока.

Преимущества и недостатки

Достоинства пневматического привода заключаются в его демократичной цене, устройства с такими управлением дешевле электрических аналогов.

Клапаны с электромагнитным приводом значительно облегчают процесс дистанционного управления средой на длительном отрезке магистрали, позволяют внедрять электронную систему управления.

Устройство само сможет снимать точные показатели состояния того же теплоносителя в трубопроводах, передавать оператору сведения об уровне давления, количестве жидкости в потоке и даже переустанавливать позиции запорных деталей конструкции.

Однако цена и сложность аппаратов будет возрастать.

Советы по выбору

Оптимальный выбор устройства должен обеспечить высокую точность в регулировании. Необходимо учесть множество факторов, чтобы принять правильное решение по приобретению агрегата.

Важно обратиться к опытному и зарекомендовавшему себя на рынке поставщику, обладающему заслуженной репутацией.

При подборе арматуры обращайте внимание на:

• маркировку изделия, где указаны пропускная способность и номинальное давление для прибора;
• условия технического обслуживания устройства, можно ли провести его ремонт без снятия с линии;
• возможно ли изменять пропускную способность прибора;
• наличие конструктивных элементов в устройстве, снижающих величину шума.

Правила монтажа и эксплуатации прибора

Перед установкой аппарата проверяют крепежи, внутреннюю часть клапана и труб магистрали на предмет выявления и удаления посторонних частиц. Если возникла необходимость, прибор промывают и делают его продувку.

После установки проверяют аппарат на работоспособность.

В ходе эксплуатации необходимо периодически, не реже двух раз в год, осматривать прибор и проводить регламентные работы.

Проверяют общее состояние устройства и его крепежа.

Все работы с электроклапаном необходимо вести, руководствуясь прилагаемой к нему инструкцией.

Необходимые инструменты и материалы

Понадобится следующий набор инструментов:

шуруповерт с соответствующими насадками;

• отвертка;
• плоскогубцы;
• шланг для промывки.

Материалы:

• набор болтов;
• медные трубки для проводов;
• электропровод.

Схема подключения

Классическая схема монтажа двухходового регулирующего клапана

Ход работ

Устанавливая фланцы, следят за тем, чтобы не было перекосов. Нельзя применять излишнюю силу при устранении перекоса, иначе можно деформировать фланцы корпуса прибора.

При монтаже строго следят за тем, чтобы стрелка на корпусе совпадала с направлением движения потока.

После установки прибор открывают, тщательно промывают и продувают.

Проверяют герметизацию соединений и уплотнительного узла штока.

Проверку работоспособности устройства производят подключением к электросети. Клапан должен пятикратно сработать на полный ход без подачи среды. Все детали должны перемещаться легко и без рывков.

Частые ошибки и проблемы при установке

Приобретение изделия с завышенным условным проходом (ДУ). Пропускная способность выше нормируемой повлияет отрицательно на точность регулирования.

При выборе клапана с заниженным условным проходом он будет не в состоянии дать нужный расход пара при выставленных показателях давления. Это приведет к тому, что давление и температура среды в трубе после запорного устройства станут ниже значений, которые необходимы для нормального функционирования тепловой сети.

Несоблюдение технологии при монтаже арматуры.

Указанные ошибки способны вызвать нестабильность в работе системы регулирования и привести к неисправности клапана и электропривода.

Советы специалистов

В паропроводах перед регулирующей арматурой обязательно устанавливается конденсатоотводчик, обеспечивающий своевременный вывод конденсата.

В период монтажа нельзя вести сварку на трубопроводе с установленным клапаном, чтобы не повредить уплотнения.

От нежелательных последствий гидроударов трубопровод может защитить система обратных поворотных затворов, в которых запорным элементом является стальной диск. Они устанавливаются посредством фланцевых соединений через определенные промежутки, что позволяет эффективно противостоять гидроударам.

Видео

На данном видео наглядно продемонстрированы устройство и принцип работы запорно-регулирующего затвора.

Заключение

Надеемся, что статья для вас оказалась познавательной и полезной. Желаем вам удачи в ремонтных работах, подписывайтесь на наши статьи и делитесь своим опытом в социальных сетях.

Регулирующий клапан с электроприводом – принцип работы и технические характеристики

Изделия, оснащенные электроприводом, предназначены для установки в системах, подверженных значительным нагрузкам. Они широко применяются в котельных установках, в вентиляционных и отопительных системах, на тепловых пунктах, в промышленных трубопроводах.

Виды и характеристики электроприводов

В отличие от запорных клапанов, данные изделия могут контролировать и менять объем проходимой через систему жидкости. Это позволяет регулировать показатели давления потока рабочей среды (жидкости, газа, нефтепродуктов) и производительность магистрали в целом.

Регулирующий клапан с электриприводом

Клапаны с электроприводом преобразуют электрическую энергию в механическое усилие, которое приводит в действие запорный узел. Различают несколько типов приводных механизмов:

• Регулирующие клапаны с электроприводом. Такие устройства состоят из электрического привода, передаточного механизма и системы управления. В зависимости от диаметра клапана, они могут комплектоваться однофазным или трехфазными силовыми элементами постоянного, переменного тока. Например, аппаратуре большой мощности соответствует асинхронный трехфазный привод. Все клапаны с электроприводом имеют пульт ДУ, позволяющий дистанционно регулировать параметры среды.
• Устройства с электромагнитным приводом (блочным, встроенным), комплектующиеся соленоидным механизмом или изделием с электромагнитной муфтой. Клапаны с соленоидным приводом предназначены для контроля систем двухпозиционной регулировки. Электромагнитные муфты трения или скольжения позволяют автоматически регулировать исполнительные элементы.

Большой выбор типоразмеров и вариантов комплектации электрических приводов позволяет применять данные устройства в различных сферах промышленности и производства.

Трехходовой клапан фланцевого типа

Преимущества и недостатки использования электроприводов

Регулирующий клапан с электроприводом для газа, пара и жидкости имеет множество достоинств по сравнению с изделиями, оснащенными только ручным или механическим приводом. Среди основных преимуществ можно выделить:

• Скорость работы остается постоянной в течение всего времени эксплуатации.
• Потребление энергии происходит только при движении клапана.
• Плавная регулировка пропускной способности клапана.
• Высокая точность настройки и позиционирования устройства.
• Экологическая безопасность монтажа на трубопроводе.
• Возможность подсоединения к системе другого оборудования и контрольных датчиков, систем управления.

В отличии клапанов с пневматическим приводом, эти устройства не засоряются и отличаются малым уровнем шума при работе. Они могут подключаться к резервным источникам питания, таким как генераторы и внешние аккумуляторы.

К недостаткам электроприводов относятся:

• Высокая стоимость затрат на оборудование и монтаж на магистральных линиях.
• Возможность перегрева электродвигателя при постоянной работе в течение длительного времени.
• Сложность применения при высокой влажности и в зонах с повышенной пожароопасностью. Для таких случаев существую специальные исполнения клапанов с повышенным уровнем защиты. Другой вариант — заменить устройства на аналогичные с пневмоприводом.
• Опасность появления помех в системе управления при непосредственной близости к другим сетям из-за воздействия электромагнитных помех.
• Необходимость периодического технического осмотра и обслуживания изделий.

Электроприводные клапаны также отличаются точной кинематической схемой и сложной конструкцией.

Функционирование электроприводных клапанов

По сравнению с обычными техническими трубопроводами, магистральные линии отличаются большей протяженностью и интенсивной работой. Применение регулирующих клапанов позволяет эффективно управлять технологическими процессами магистрали и непрерывно контролировать поток перемещаемой среды, предотвращать аварии, защищать систему от гидроударов.

Принцип работы клапана с электроприводом можно рассмотреть на примере двухходового фланцевого устройства. Оно имеет следующие рабочие функции:

• Полноценное перекрытие проходного отверстия. Это блокирует перемещение транспортируемой среды.
• Номинальный расход. В этом режиме фланцевый клапан получает электричество, приводя в движение рабочий элемент, тем самым обеспечивая подачу газа в нужном объеме.
• Промежуточное положение, при котором перемещаемая среда ограничивается в размере 10–50% от номинального расхода. Система переходит в этот режим после того получения катушкой задвижки напряжения и активации вала регулирующего узла.

Монтаж регулирующего клапана

Для того чтобы электроприводной клапан работал исправно, требуется соблюдать следующие правила:

• Монтаж изделия должен осуществляться точно в соответствии с технологической схемой, указанной в документации. Направление движение среды должно совпадать со стрелками на корпусе.
• Установка клапанов возможна в вертикальном и горизонтальном положении. Но приводной механизм должен располагаться сверху.
• Трубопроводы необходимо надежно зафиксировать во избежание вибрации при работе.

Не забудьте обеспечить свободный доступ к клапану для возможности его технического обслуживания и ремонта.

Классификация устройств по разным признакам

Регулирующие клапаны с электроприводом для пара, газа и жидкости различаются по способу фиксации на трубопроводе:

• Сварной метод обеспечивает более высокую герметичность и надежность системы. Он применяется в случае транспортировки агрессивных веществ. Другое преимущество способа — изделия имеют меньший вес по сравнению с фланцевыми моделями. Недостаток — возможность монтажа только на стальных трубопроводах.
• Фланцевый способ. В этом случае создается разъемное фланцевое соединение. Герметичность узла обеспечивается применением специальных уплотнений, а также надежной фиксации болтовым или шпилечным соединением. Материал изготовления и конструктивные особенности фланцев зависят от параметров транспортируемой среды, условий эксплуатации арматуры.

Преимущество фланцевого соединения трубы и регулирующего клапана — простота монтажа и демонтажа устройства при необходимости ремонта или технического обслуживания. Габариты фланцев выбираются в соответствии с ГОСТ 12815 (при давлении до 200 PN) и ГОСТ 9399 (при давлении более 200 PN).

По типу запорного механизма различают следующие типы регулирующих клапанов:

• Золотниковые, оснащенные специальным элементом — золотником, который поворачивается на нужный угол с целью регулировки объема проходимой через клапан среды. Они используются на трубопроводах с небольшим давлением среды из-за недостаточной герметичности узлов.
• Мембранные, у которых в конструкции имеется эластичная мембрана из резины или фторопласта. Такие изделия применяются в системах, транспортирующих агрессивные вещества. Плунжер в этом случае перемещается плавно, без резких движений и заеданий.
• Седельные, позволяющие регулировать характеристики среды с помощью плунжера, чье положение изменяет пропускную возможность клапана. Они бывают одно- и двухседельными. Первые применяются на магистральных трубопроводах с малым условным проходом, вторые — на крупных трубопроводных линиях.

Седельный клапан

Перед началом работы важно проверить уплотнения клапана на отсутствие видимых дефектов, способных повлиять на параметры герметичности системы.

Третья классификация — сфера применения регулирующих клапанов, оснащенных электрическим приводом. Существует несколько модификаций устройств, предназначенных для разных типов сред и условий эксплуатации.

Изделия с воздушным клапаном

Такие устройства применяются в вентиляционных системах с проточным и вытяжным типом работы. Они предназначены для контроля подаваемой воздушной смеси. Наличие воздушного вентиля обеспечивает защиту от попадания дыма и газов в вентиляцию при возникновении пожара — требуется перекрыть клапан, чтобы продукты горения не распространились на всю систему.

Регулирующие воздушные клапаны монтируются в местах с ограниченным доступом, поэтому они дополнительно комплектуются электроприводом с целью удаленной автоматической регулировки параметров среды.

Газовый регулирующий фланцевый клапан

Подобные изделия используются для полного и герметичного перекрытия газопроводов. Устанавливаются как на технических, так и на магистральных линиях. В последнем случае применяются двухходовые и трехходовые газовые клапаны. Возможно использование устройств как с электро-, так и с пневмоприводом.

Огнезадерживающий фланцевый клапан

Такая модификация регулирующего клапана предназначена для установки в местах с высокой пожароопасностью. Их функция — предотвращение распространения горения. Они монтируются в вентиляционных каналах или стенных перекрытиях.

Двухходовые и трехходовые устройства

Данные клапаны активно применяются в системах централизованного и автоматического отопления, в вентиляциях, на тепловых пунктах и при проведении водопроводов. Двухходовые изделия позволяют ограничивать расход транспортируемой жидкости и смешивать ее в заданной пропорции. Трехходовые модели оснащены тремя патрубками, два из которых установлены на подачу или выдачу рабочей среды из клапана. Их предназначение — смешение или разделение потоков.

Поплавковые клапаны | Продукты | Устройства управления

Благодаря продуктам, предназначенным для использования в промышленности и сельском хозяйстве, от градирен и поилок для скота до автомоек и бассейнов, полный ассортимент поплавковых клапанов от Control Devices обеспечивает высококачественные решения для клиентов всех типов. Корпуса клапанов из литой латуни обеспечивают превосходную коррозионную стойкость в воде и соответствуют действующим стандартам для использования с питьевой водой.

С приобретением Robert Manufacturing Company (RMC) в 2010 г., Kerick Valve, Inc. в 2013 г. и Gadren Machine Company в 2016 г. компания Control Devices укрепила свою обширную линейку клапанов многолетним опытом и знаниями, создавая и расширяя наше расширяющееся портфолио. . Все наши поплавковые клапаны собраны в Соединенных Штатах в соответствии с самыми строгими стандартами, мы поддерживаем наши строгие стандарты качества от концепции до завершения.

• Поплавковые клапаны BOB® серии R400

• Поплавковые клапаны BOB® серии R600

• Поплавковые клапаны серии BOB® R605T High Turbo

• Поплавковые клапаны BOB® серии R610

• Поплавковые клапаны BOB® серии R700

• Поплавковые клапаны BOB® серии RC810 CASA

• Поплавковые клапаны BOB® серии R900

• R1350 и R1351 Поплавковые клапаны BOB®

• R1360 и R1361 Поплавковые клапаны BOB®

• R1370 и R1371 Поплавковые клапаны BOB®

• R1380 и R1381 Поплавковые клапаны BOB®

• Угловые поплавковые клапаны Gadren из латуни

• Поплавковые клапаны Gadren Globe из латуни

• Поплавковые клапаны Gadren с угловым рычагом из латуни

• Поплавковые клапаны Gadren Globe с рычажным приводом из латуни

• Угловые поплавковые клапаны Gadren из нержавеющей стали

• Поплавковые клапаны Gadren Globe из нержавеющей стали

• Поплавковые клапаны Gadren с угловым рычагом из нержавеющей стали

• Поплавковые клапаны Gadren Globe из нержавеющей стали с рычажным приводом

• Стандартные поплавковые клапаны Kerick 3/8”

• Поплавковые клапаны Kerick 3/8” для установки на бак

• Стандартные поплавковые клапаны Kerick 1/2”

• Поплавковые клапаны Kerick 1/2” для монтажа на бак

• Стандартные поплавковые клапаны Kerick 3/4”

• Поплавковые клапаны Kerick 3/4” для установки на бак

• Стандартный клапан Kerick 1”

• Поплавковые клапаны Kerick 1” для монтажа на резервуаре

• Стандартный поплавковый клапан Kerick 1,25 дюйма

• Стандартный поплавковый клапан Kerick 1,5 дюйма

• Латунные поплавковые клапаны BOBBY®

• Поплавковые клапаны BOBBY® серии T

• Поплавковые клапаны серии BOBBY® Combo

• Поплавковые клапаны BOBBY® серии RM262

• Поплавковые клапаны BOBBY® серии RM262P

• Поплавковые клапаны BOBBY® серии RM292

• Поплавковые клапаны BOBBY® серии RM296

• Поплавковые клапаны Kerick серии M

• 107 Ice Kit BOBBY® Клапанные резервуары в сборе

• Комплект для льда RM416 Резервуар клапанов BOBBY® в сборе

• R440 Сферические медные поплавки

• R1340 Поплавки из нержавеющей стали

• Сферические полиэтиленовые поплавки серии PF

• Сферические полипропиленовые поплавки серии PF

• Полипропиленовые поплавки серии PF

• Полиэтиленовые поплавки серии PF

• RMB25 Ледяной Бык

• Комплект ледяного быка RMB25-1

• Клапан для бочки BF-3/4

• Миниатюрный линейный фильтр R500-1/4”

• Комплекты для замены латунного поплавкового клапана BOB®

• Комплекты для замены поплавкового клапана из нержавеющей стали BOB®

• Латунные стержни BOB®

• Стержни BOB® из нержавеющей стали

• Запасные части клапана для скота Everite

• Переходник из нержавеющей стали серии 106272

• Шайба для волокна

Безаварийная работа при выборе и установке поплавкового клапана

• Убедитесь, что используемые клапан, шток и поплавок рассчитаны на максимальное давление на входе и скорость потока в галлонах в минуту. Проверьте минимальную длину штока и минимальный размер поплавкового шара. Это может варьироваться в зависимости от области применения и максимального давления на входе.
• Все узлы BOB® и Bobby® стандартно поставляются с минимально рекомендуемыми размерами штока и поплавка для надежного и точного контроля уровня жидкости вплоть до максимального номинального давления. Иногда вы можете использовать более короткий шток с большим поплавком или наоборот; однако не все комбинации надежны при любом давлении.
• Убедитесь, что материалы корпуса клапана, диска, чашки, штока и поплавка совместимы с температурой и типом контролируемой жидкости.
• Для нестандартных узлов, если вы видите, что поплавок полностью погружен в воду, не отключаясь, или если поплавок «подпрыгивает» сам по себе, не останавливаясь, это обычно означает, что поплавок слишком мал или шток слишком короток для работы. надежно при таком давлении. Если для вашего конкретного применения требуется более короткий шток, изогнутый шток и/или меньший поплавок, чем рекомендуется, это уменьшит величину рычага или плавучести, доступных для закрытия клапана, тем самым снизив максимальное номинальное давление на входе. Для компенсации снижения входного давления можно использовать регулятор давления. Вместо модификации узла или установки регулятора компания Control Devices, LLC рекомендует выбрать стандартную сборку меньшего размера, соответствующую доступному пространству, или отверстие меньшего размера, чтобы обеспечить надежную отсечку при более высоком давлении. Обратите внимание, что при уменьшении входного давления или выборе меньшего размера отверстия скорость потока в галлонах в минуту будет уменьшена. Чтобы избежать сокращения, рассмотрите возможность использования двух клапанов меньшего размера вместо одного клапана большего размера, чтобы удовлетворить как ваш GPM, так и требования к пространству.
• Увеличение или уменьшение входного давления на клапане часто приводит к небольшому увеличению или уменьшению настройки уровня воды при отключении. Уровень воды при отключении достигает максимальной высоты при максимально возможном давлении на входе; следовательно, при изменении давления на входе величина изменения уровня воды связана с объемным смещением поплавка. Это нормальное свойство поплавковых клапанов. Максимальная точность и воспроизводимость достигаются, когда давление на входе остается постоянным. Если ожидается переменное давление на входе, убедитесь, что конструкция вашей системы допускает небольшие изменения уровня воды при закрытии.
• Всегда следите за тем, чтобы поплавковый клапан был жестко закреплен по отношению к поверхности воды. Если стенка резервуара, подводящая труба или монтажный кронштейн могут изгибаться или двигаться, это может вызвать вибрацию, колебания или очень громкое «петь» клапана. Когда клапан начинает закрываться, давление увеличивается, в результате чего корпус клапана отклоняется от поверхности воды. Когда корпус клапана отодвигается, клапан открывается шире, а давление уменьшается, в результате чего корпус клапана изгибается обратно в исходное положение. В этот момент корпус клапана снова начинает закрываться, создавая цикл колебаний. Жесткая система крепления предотвращает возможность возникновения такой вибрации или колебаний.
• В резервуаре или резервуаре всегда должны быть предусмотрены средства для какой-либо дренажной системы перелива, способной выдерживать максимальную скорость потока в галлонах в минуту. Грязь, физические повреждения, избыточное давление, слабая или неправильная регулировка, естественный износ или накопление минеральных отложений с течением времени могут помешать полному закрытию клапана. Система слива перелива предотвратит возможность неожиданного затопления, если это произойдет.
• Во избежание перелива во время нормальной работы слив перелива должен находиться достаточно высоко над установленным уровнем воды, чтобы обеспечить уровень воды при максимальном давлении на входе и любую турбулентность поверхности. Для насосных систем с замкнутым контуром рассмотрите возможность размещения уровня слива перелива выше установленного уровня воды. Это помогает предотвратить или уменьшить перелив, предоставляя дополнительную емкость для хранения дополнительной жидкости в вашей петлевой системе, которая может стекать обратно в резервуар или бак, когда насос остановлен.
• В насосных системах с замкнутым контуром при испарении воды такие минералы, как кальций, остаются и концентрируются в системе. Внедрение отдельной системы стравливания воды поможет предотвратить или уменьшить накопление избыточных минералов в резервуаре или резервуаре. В качестве альтернативы рассмотрите возможность уменьшения уровня слива перелива ближе к установленному уровню воды. Это позволяет любой дополнительной воде в контурной системе автоматически стравливаться из сливного отверстия при остановке насоса.
• Нормальный износ в течение срока службы клапана может привести к постепенному увеличению уставки уровня воды при закрытии, что приводит к периодической повторной регулировке.
• Небольшая утечка или капание вокруг плунжера клапана или манжетного уплотнения, когда клапан находится в открытом положении, является нормальным явлением для всех поплавковых клапанов этого типа. Если уплотнение чашки было достаточно плотным, чтобы предотвратить любую утечку или капание на поршень, поршень может заклинить и заклинить в открытом или закрытом положении. Чашечное уплотнение предотвращает чрезмерное разбрызгивание вокруг плунжера и направляет поток к выпускному отверстию клапана, не вызывая заедания плунжера. Вода не может капать из-под плунжера, когда клапан полностью закрыт.
• Поплавковый клапан этого типа закрывается постепенно, а не по принципу «мгновенного действия» ВКЛ/ВЫКЛ. Небольшая утечка или капание из выпускного отверстия, когда уровень воды достигает точки отключения, является нормальным явлением, если только седло или диск не изношены. Если рычаг или шток поплавка слегка приподнимаются и капание прекращается, это означает, что седло и диск функционируют нормально, а уровень воды недостаточно высок для полного отключения.
• Тщательно продумайте место установки клапана. По возможности лучше не сгибать стебель. Изгиб штока слишком сильно сокращает эффективную длину штока, уменьшая количество рычага, доступного для закрытия клапана. Вместо этого отрегулируйте уровень жидкости с помощью короткого рычага и винта с накатанной головкой или регулировочного винта. Это может варьироваться в зависимости от вашего конкретного применения и максимального давления на входе. Индивидуальные изогнутые штоки можно приобрести при наличии точных требований.

Установка поплавкового клапана

Гарантия на клапан Kerick

Из-за большого количества комбинаций компонентов (размеры клапанов, размеры отверстий, длины штока и размеры поплавка) Kerick Valve не дает гарантии на этот продукт для какой-либо конкретной цели или использования. Ответственность за пригодность использования и правильную установку несет покупатель и/или установщик.

Ограниченная гарантия

Если клапан не работает должным образом из-за дефекта материала или изготовления в течение одного года после установки или двух лет с даты изготовления, в зависимости от того, что наступит раньше, Kerick Valve заменит или отремонтирует клапан по своему усмотрению. Ответственность ограничивается стоимостью или ремонтом только узлов поплавкового клапана.

Производители клапанов Kerick (OEM) и оптовые дистрибьюторы

Kerick Valve, Inc. обслуживает наших уважаемых производителей (OEM) и оптовых дистрибьюторов быстрой и своевременной доставкой нашей продукции. Если вы не являетесь одним из наших уважаемых клиентов, пожалуйста, дайте нам шанс заработать на вашем бизнесе.

Мы рады предоставить вам бесплатный образец нашей продукции. Мы гордимся качеством нашего продукта и думаем, что, попробовав его, вы согласитесь, что наши поплавковые клапаны представляют собой исключительную ценность.

Приводы и позиционеры регулирующих клапанов

Дом / Узнать о паре /

Приводы и позиционеры регулирующих клапанов

Содержимое

• Клапаны управления
• Пропускная способность регулирующего клапана
• Размер регулирующего клапана для водяных систем
• Размер регулирующего клапана для паровых систем
• Характеристики регулирующего клапана
• Приводы и позиционеры регулирующих клапанов
• Контроллеры и датчики

Назад, чтобы узнать о паре

Приводы и позиционеры регулирующих клапанов

Для работы регулирующих клапанов требуются приводы. В этом учебном пособии кратко обсуждаются различия между электрическими и пневматическими приводами, взаимосвязь между терминологией прямого и обратного действия и то, как это влияет на регулирующее влияние клапана. Обсуждается важность позиционеров в отношении того, что они делают и почему они необходимы для многих приложений.

Приводы

В блоке 5 «Теория управления» аналогия использовалась для описания простого управления технологическим процессом:

• Мышца руки и кисть (привод) поворачивали клапан (управляемое устройство).

Одна форма регулирующего устройства, регулирующий клапан, теперь рассмотрена. Привод является следующей логической областью интереса.

Работа регулирующего клапана заключается в позиционировании его подвижной части (плунжера, шара или лопасти) относительно неподвижного седла клапана. Целью привода клапана является точное размещение плунжера клапана в положении, определяемом управляющим сигналом.

Привод принимает сигнал от системы управления и, в ответ, переводит клапан в полностью открытое или полностью закрытое положение, либо в более открытое, либо в более закрытое положение (в зависимости от того, «вкл. /выкл.» или « используется непрерывное управляющее воздействие).

Существует несколько способов обеспечения этого срабатывания. Этот модуль будет сосредоточен на двух основных:

• Пневматика.
• Электр.

Другие важные приводы включают гидравлические приводы и приводы прямого действия. Они обсуждаются в блоке 7 «Оборудование управления: самодействующие средства управления».

Пневматические приводы – работа и опции

Пневматические приводы обычно используются для приведения в действие регулирующих клапанов и доступны в двух основных формах; поршневые приводы (рисунок 6.6.1) и диафрагменные приводы (рисунок 6.6.2)

поршневые приводы

поршневые приводы обычно используются там, где ход диафрагменного привода слишком короткий или усилие слишком велико маленький. Сжатый воздух подается на сплошной поршень, находящийся внутри сплошного цилиндра. Поршневые приводы могут быть одностороннего или двойного действия, могут выдерживать более высокие входные давления и могут предлагать меньшие объемы цилиндров, которые могут работать с высокой скоростью.

Мембранные приводы

Мембранные приводы имеют сжатый воздух, подаваемый на гибкую мембрану, называемую диафрагмой. На рис. 6.6.2 показана вращающаяся мембрана, в которой эффективная площадь мембраны практически постоянна на протяжении всего хода привода. Эти типы приводов являются односторонними, поскольку воздух подается только к одной стороне диафрагмы, и они могут быть либо прямого действия (пружина для втягивания), либо обратного действия (пружина для выдвижения).

Реверсивное действие (пружина для выдвижения)

Рабочая сила создается за счет давления сжатого воздуха, которое воздействует на гибкую диафрагму. Привод сконструирован таким образом, что сила, создаваемая давлением воздуха, умноженная на площадь диафрагмы, превосходит силу, действующую (в противоположном направлении) пружиной (пружинами).

Мембрана (рисунок 6.6.2) толкается вверх, вытягивая шпиндель вверх, и, если шпиндель соединен с клапаном прямого действия, пробка открывается. Привод сконструирован таким образом, что при определенном изменении давления воздуха шпиндель перемещается в достаточной степени, чтобы переместить клапан на полный ход из полностью закрытого состояния в полностью открытое.

При снижении давления воздуха пружина(ы) перемещает шпиндель в противоположном направлении. Диапазон давления воздуха соответствует заявленному номиналу пружины привода, например, 0,2–1 бар.

При работе с большим клапаном и/или более высоким перепадом давления для достижения полного движения клапана требуется большее усилие.

Для создания большего усилия требуется большая площадь диафрагмы или больший диапазон пружины. Вот почему производители средств управления предлагают ряд пневматических приводов для различных клапанов, включающих увеличенную площадь диафрагмы и выбор диапазонов пружин для создания различных усилий.

На схемах на рис. 6.6.3 показаны компоненты базового пневматического привода и направление движения шпинделя при увеличении давления воздуха.

Привод прямого действия (пружина втягивается)

Привод прямого действия выполнен с пружиной под диафрагмой, с подачей воздуха в пространство над диафрагмой. В результате с увеличением давления воздуха шпиндель перемещается в направлении, противоположном приводу обратного действия.

Влияние этого движения на открытие клапана зависит от конструкции и типа используемого клапана и показано на рис. 6.6.3.

Однако существует альтернатива, показанная на рис. 6.6.4. Пневматический привод прямого действия соединен с регулирующим клапаном с плунжером обратного действия (иногда называемым «висячим плунжером»).

Выбор между пневматическим управлением прямого и обратного действия зависит от того, в какое положение должен вернуться клапан в случае прекращения подачи сжатого воздуха. Должен ли клапан закрываться или быть полностью открытым? Этот выбор зависит от характера применения и требований безопасности. Имеет смысл закрыть паровые клапаны при прекращении подачи воздуха, а клапаны охлаждения открыть при прекращении подачи воздуха. Необходимо учитывать комбинацию типа привода и клапана.

На рис. 6.6.5 и рис. 6.6.6 показан чистый эффект различных комбинаций.

Влияние перепада давления на подъем клапана

Воздух, подаваемый в мембранную камеру, является управляющим сигналом от пневматического контроллера. Наиболее широко используемое сигнальное давление воздуха составляет от 0,2 до 1 бар. Рассмотрим привод обратного действия (пружина для выдвижения) со стандартной пружиной (пружинами) от 0,2 до 1,0 бар, установленный на клапане прямого действия (рис. 6.6.7).

Когда узел клапана и привода откалиброван (или «на стенде»), он отрегулирован таким образом, чтобы давление воздуха в 0,2 бар только начинало преодолевать сопротивление пружин и отодвигало плунжер клапана от его седла.

По мере увеличения давления воздуха плунжер клапана постепенно отходит от своего седла, пока, наконец, при давлении воздуха 1 бар клапан не откроется на 100 %. Это показано графически на рисунке 6. 6.7.

Теперь рассмотрим этот узел, установленный на трубопроводе в системе снижения давления, с давлением 10 бар изб. на входной стороне и контролем давления на выходе до 4 бар изб.

Перепад давления на клапане 10 – 4 = 6 бар. Это давление воздействует на нижнюю часть плунжера клапана, создавая силу, стремящуюся открыть клапан. Эта сила является дополнительной к силе, обеспечиваемой давлением воздуха в приводе.

Таким образом, если на привод подается воздух под давлением 0,6 бар (на полпути между 0,2 и 1 бар), например, вместо того, чтобы клапан занимал ожидаемое 50% открытое положение, фактическое открытие будет больше из-за дополнительного сила, обеспечиваемая перепадом давления.

Кроме того, это дополнительное усилие означает, что клапан не закрывается при 0,2 бар. Чтобы закрыть клапан в этом примере, управляющий сигнал должен быть снижен примерно до 0,1 бар.

Ситуация немного отличается с паровым клапаном, контролирующим температуру в теплообменнике, поскольку перепад давления на клапане будет варьироваться между: % открытым.

Максимум, когда процесс прогрет до температуры и регулирующий клапан закрыт.

Давление пара в теплообменнике увеличивается по мере увеличения тепловой нагрузки. Это можно увидеть в Модуле 6.5, Примере 6.5.3 и Таблице 6.5.7.

Если давление перед регулирующим клапаном остается постоянным, то при повышении давления пара в теплообменнике перепад давления на клапане должен уменьшаться.

На рис. 6.6.8 показана ситуация с подачей воздуха на привод прямого действия. В этом случае сила на плунжере клапана, создаваемая перепадом давления, работает против давления воздуха. Эффект заключается в том, что если на привод подается воздух под давлением 0,6 бар, например, вместо того, чтобы клапан занимал ожидаемое 50% открытое положение, процент открытия будет больше из-за дополнительной силы, создаваемой перепадом давления. В этом случае управляющий сигнал должен быть увеличен примерно до 1,1. бар, чтобы полностью закрыть клапан.

Возможна повторная калибровка клапана и привода для учета усилий, создаваемых перепадом давления, или, возможно, использование различных комбинаций пружин, давления воздуха и привода. Этот подход может обеспечить экономичное решение для небольших клапанов с низким перепадом давления и там, где не требуется точное управление. Однако с практической точки зрения: 

• Клапаны большего размера имеют большую площадь, на которую действует перепад давления, что увеличивает создаваемые силы и оказывает большее влияние на положение клапана.
• Более высокие перепады давления означают, что генерируются более высокие силы.
• Клапаны и приводы создают трение, вызывающее гистерезис. Меньшие клапаны, вероятно, будут иметь большее трение по сравнению с общими действующими силами.

Решение состоит в том, чтобы установить позиционер на клапан/привод в сборе. (Более подробная информация о позиционерах приводится далее в этом модуле).

Примечание: Для простоты в приведенных выше примерах предполагается, что позиционер не используется, а гистерезис равен нулю.

Формулы, используемые для определения усилия, необходимого для удержания клапана на седле для различных комбинаций клапана и привода, показаны на рис. 6.6.9.

Где:

A = Эффективная площадь мембраны

Pmax = Максимальное давление на привод (обычно 1,2 бар)

Smax = Максимальная стендовая настройка пружины

Pmin = Минимальное давление на привод (обычно 0 бар)

Smin = Минимальная стендовая настройка пружины

Усилие, необходимое для закрытия клапана, должно обеспечивать три функции:

1. Для преодоления перепада давления жидкости в закрытом положении.
2. Для преодоления трения в клапане и приводе, прежде всего в уплотнениях клапана и штока привода.
3. Для обеспечения уплотняющей нагрузки между плунжером клапана и седлом клапана для обеспечения требуемой степени герметичности.

Производители регулирующих клапанов обычно предоставляют полную информацию о максимальных перепадах давления, при которых будут работать их различные комбинации клапанов и приводов/пружин; Таблица на рисунке 6.6.10 является примером этих данных.

Примечание: При использовании позиционера необходимо обращаться к документации производителя по минимальному и максимальному давлению воздуха.

Позиционеры

Во многих случаях давления в камере диафрагмы от 0,2 до 1 бар может быть недостаточно, чтобы справиться с трением и высоким перепадом давления. Можно было бы использовать более высокое управляющее давление и более сильные пружины, но практическим решением является использование позиционера.

Это дополнительный элемент (см. рис. 6.6.11), который обычно крепится к бугелю или стойкам привода и соединяется со шпинделем привода рычагом обратной связи для контроля положения арматуры. Ему требуется собственный источник воздуха под более высоким давлением, который он использует для позиционирования клапана.

Позиционер клапана связывает входной сигнал и положение клапана и подает любое выходное давление на привод, чтобы удовлетворить это соотношение, в соответствии с требованиями клапана и в пределах ограничений максимального давления подачи.

Когда позиционер устанавливается на клапан «воздух открывает» и привод, диапазон действия пружины может быть увеличен, чтобы увеличить усилие закрытия и, следовательно, увеличить максимальный перепад давления, который может выдержать конкретный клапан. Давление воздуха также будет отрегулировано по мере необходимости для преодоления трения, тем самым уменьшая эффект гистерезиса.

Пример: привод серии PN5400, установленный на клапан DN50 (см. таблицу на рис. 6.6.10)

 

1. При стандартном диапазоне пружины от 0,2 до 1,0 бар (PN5420) максимально допустимый перепад давления составляет 3,0 бар.
2. С комплектом пружин от 1,0 до 2,0 бар (PN5426) максимально допустимый перепад давления увеличивается до 13,3 бар.

При втором варианте сигнальное давление воздуха от 0,2 до 1,0 бар, подаваемое на диафрагму привода, не может обеспечить достаточную силу для перемещения привода против силы, обеспечиваемой пружинами от 1,0 до 2,0 бар, и еще менее способно контролировать его при полном рабочий диапазон. В этих обстоятельствах позиционер действует как усилитель управляющего сигнала и модулирует давление подаваемого воздуха, чтобы перевести привод в положение, соответствующее давлению управляющего сигнала.

Например, если управляющий сигнал составляет 0,6 бар (50 % подъема клапана), позиционеру потребуется пропустить приблизительно 1,5 бар в камеру мембраны привода. Рисунок 6.6.12 иллюстрирует эту связь.

Следует отметить, что позиционер является пропорциональным устройством, и точно так же, как пропорциональный регулятор всегда будет давать смещение, так же и позиционер.

На типичном позиционере зона пропорциональности может составлять от 3 до 6 %. Чувствительность позиционера обычно можно регулировать. Важно, чтобы инструкции по установке и техническому обслуживанию были прочитаны до этапа ввода в эксплуатацию.

Резюме – Позиционеры

1. Позиционер обеспечивает линейную зависимость между входным давлением сигнала от системы управления и положением регулирующего клапана. Это означает, что для заданного входного сигнала клапан всегда будет пытаться удерживать одно и то же положение независимо от изменений перепада давления в клапане, трения штока, гистерезиса диафрагмы и т. д.
2. Позиционер может использоваться в качестве усилителя или бустера сигнала. Он принимает управляющий сигнал низкого давления воздуха и, используя свой собственный вход более высокого давления, умножает его, чтобы обеспечить выходной сигнал более высокого давления на диафрагму привода, если это необходимо, чтобы гарантировать, что клапан достигает желаемого положения.
3. Некоторые позиционеры имеют электропневматический преобразователь, так что электрический вход (обычно 4–20 мА) может использоваться для управления пневматическим клапаном.
4.  Некоторые позиционеры также могут выступать в качестве базовых контроллеров, получая данные от датчиков.

Часто задаваемый вопрос: “Когда следует устанавливать позиционер?”

Для ускорения срабатывания клапана. Позиционер использует более высокое давление и больший поток воздуха для регулировки положения клапана.

Для увеличения давления, при котором конкретный привод и клапан могут закрыться. (Действовать как усилитель).

Там, где трение в клапане (особенно в уплотнении) может привести к недопустимому гистерезису.

Для линеаризации нелинейного привода.

В тех случаях, когда изменение перепада давления внутри жидкости может привести к изменению положения пробки

Чтобы гарантировать прием полного перепада давления в клапане, важно отрегулировать нулевую установку позиционера таким образом, чтобы давление воздуха не противодействовало усилию пружины, когда клапан находится в посадке.

На рис. 6.6.13 показан типичный позиционер. Обычно это называют позиционером P-P, поскольку он принимает пневматический сигнал (P) от системы управления и выдает результирующий пневматический выходной сигнал (P) для перемещения привода.

Одним из преимуществ пневматического управления является то, что оно является искробезопасным, т. е. отсутствует риск взрыва в опасной атмосфере, и оно может обеспечить большое усилие для закрытия клапана при высоком перепаде давления. Однако сами пневматические системы управления имеют ряд ограничений по сравнению с их электронными аналогами.

Чтобы облегчить это, доступны дополнительные компоненты, позволяющие использовать преимущества пневматического клапана и привода с электронной системой управления.

Базовым блоком является преобразователь I в P. Этот блок принимает электрический управляющий сигнал, обычно 4–20 мА, и преобразует его в пневматический управляющий сигнал, обычно 0,2–1 бар, который затем подается на привод или на позиционер P-P, как показано на рисунке. 6.6.15.

При таком расположении преобразование I в P (электрическое в пневматическое) может выполняться за пределами какой-либо опасной зоны или вдали от любых чрезмерных температур окружающей среды, которые могут возникать вблизи клапана и трубопровода.

Однако там, где условия не создают таких проблем, гораздо более правильным решением является использование однокомпонентного электропневматического преобразователя/позиционера, который сочетает в себе функции преобразователя I-P и позиционера P-P, то есть комбинированного клапана. позиционер и электропневматический преобразователь. На рис. 6.6.16 показан типичный преобразователь/позиционер I в P.

Большинство датчиков по-прежнему имеют аналоговые выходы (например, 4–20 мА или 0–10 В), которые можно преобразовать в цифровую форму. Обычно это аналого-цифровое (АЦ) преобразование выполняет контроллер, хотя современные технологии позволяют датчикам выполнять эту аналого-цифровую функцию самостоятельно. Цифровой датчик можно напрямую подключить к системе связи, такой как Fieldbus, и оцифрованные данные будут передаваться на контроллер на большое расстояние. По сравнению с аналоговым сигналом цифровые системы гораздо менее восприимчивы к электрическим помехам.

Аналоговые системы управления ограничены локальной передачей на относительно короткие расстояния из-за резистивных свойств кабеля.

Для большинства электрических приводов по-прежнему требуется входной аналоговый управляющий сигнал (например, 4–20 мА или 0–10 В), что еще больше препятствует созданию сети цифровой связи между датчиками, исполнительными механизмами и контроллерами.

Цифровые позиционеры

Цифровые позиционеры, которые иногда называют позиционерами SMART, отслеживают положение арматуры и преобразуют эту информацию в цифровую форму. Благодаря этой информации встроенный микропроцессор предлагает расширенные пользовательские функции, такие как 9.0003

Выбор пневматического клапана и привода

Таким образом, ниже приводится список основных факторов, которые необходимо учитывать при выборе пневматического клапана и привода:

1. Выберите клапан, используя данные приложения.
2. Определите действие клапана, требуемое в случае сбоя питания, открытия или закрытия при отказе.
3. Выберите комбинацию привода клапана и пружины, необходимую для того, чтобы клапан открывался или закрывался против перепада давления.
4. Определите, требуется ли позиционер.
5. Определите, должен ли быть предоставлен пневматический или электрический управляющий сигнал. Это определит, требуется ли преобразователь I в P или, в качестве альтернативы, комбинированный преобразователь I в P/позиционер.

Поворотные пневматические приводы и позиционеры

Доступны приводы для привода поворотных клапанов, таких как шаровые и дисковые затворы. Наиболее распространенным является поршневой тип, который состоит из центрального вала, двух поршней и центральной камеры, заключенных в корпус. Поршни и вал имеют реечный привод.

В простейших типах воздух подается в центральную камеру (рис. 6.6.18а), которая выталкивает поршни наружу.

Механизм реечной передачи поворачивает вал, и, поскольку последний соединен со штоком клапана, клапан открывается или закрывается.

При сбросе давления воздуха движение вала в обратном направлении происходит за счет усилия возвратных пружин (рис. 6.6.18б).

Также можно приобрести версии двойного действия без возвратной пружины. Воздух может подаваться с любой стороны поршня, вызывая движение в любом направлении. Как и приводы диафрагменного типа, они также могут быть оснащены позиционерами.

Подача воздуха

Надлежащая система подачи сжатого воздуха необходима для подачи чистого и сухого воздуха в нужном количестве и под нужным давлением. Целесообразно устанавливать отдельный блок коалесцирующего фильтра/регулятора перед окончательным подключением к каждой единице оборудования. Качество воздуха особенно важно для пневматических приборов, таких как контроллеры, преобразователи I в P и позиционеры.

На решение о выборе системы с пневматическим приводом может повлиять доступность и/или стоимость установки такой системы. Существующая подача воздуха, очевидно, будет способствовать использованию элементов управления с пневматическим приводом.

Электрические приводы

  Там, где пневматическое питание недоступно или нежелательно, можно использовать электрический привод для управления клапаном. В электрических приводах используется электродвигатель с требованиями к напряжению в следующем диапазоне: 230 В переменного тока, 110 В переменного тока, 24 В переменного тока и 24 В постоянного тока.

Существует два типа электрических приводов; VMD (привод клапана) и модуляция.

VMD (мотор-привод клапана)

Эта базовая версия электропривода имеет три состояния:

На рис. 6.6.20 показана система VMD, в которой ход привода вперед и назад управляется непосредственно любым внешним 3-позиционным или двумя 2-позиционными переключателями. Переключатели рассчитаны на напряжение привода и могут быть заменены подходящими реле.

Ограничительные устройства установлены внутри приводов VMD для защиты двигателей от повреждения при перегрузке. Эти устройства основаны либо на максимальном крутящем моменте двигателя, либо на конечных выключателях физического положения. Оба устройства останавливают двигатель, отключая питание двигателя.

• Позиционные концевые выключатели имеют то преимущество, что их можно отрегулировать для ограничения хода клапана в клапанах увеличенного размера.
Преимущество моментных выключателей
• заключается в том, что они создают определенное закрывающее усилие на седле клапана, защищая привод в случае заедания штока клапана.
• Если используются только концевые выключатели положения, их можно комбинировать с подпружиненной муфтой для обеспечения плотного закрытия арматуры.

Привод VMD может использоваться для включения/выключения или для плавного управления. Контроллер позиционирует клапан, открывая или закрывая клапан на определенное время, чтобы убедиться, что он достигает желаемого положения. Обратная связь по положению клапана может использоваться с некоторыми контроллерами

Модулирующий

Для позиционирования регулирующего клапана в соответствии с требованиями системы можно использовать модулирующий привод. Эти агрегаты могут иметь двигатели с большей мощностью (обычно 1200 пусков в час) и встроенную электронику.

В регулирующий привод может быть включена схема позиционирования, которая принимает аналоговый управляющий сигнал (обычно 0–10 В или 4–20 мА). Затем привод интерпретирует этот управляющий сигнал как положение арматуры между концевыми выключателями.

Для этого привод оснащен датчиком положения (обычно потенциометром), который передает фактическое положение клапана обратно в схему позиционирования. Таким образом, привод можно позиционировать вдоль его хода пропорционально управляющему сигналу. Схема регулирующего привода показана на рис. 6.6.21. в случае отказа подачи воздуха или управляющего сигнала клапан закроется. Для обеспечения этой функции в электрических приводах доступны версии с «пружинным резервом», которые открывают или закрывают клапан при сбое питания или управляющего сигнала. В качестве альтернативы отказоустойчивость может быть обеспечена питанием от батареи.

Электрические приводы обеспечивают определенные усилия, которые могут быть ограничены в версиях с запасом пружины. При выборе всегда следует сверяться с таблицами производителя.

При выборе размера привода целесообразно обратиться к листам технических данных производителя для максимального перепада давления на клапане (см. Рисунок 6.6.22).

Другим ограничением электрического привода является скорость движения клапана, которая может составлять всего 4 секунды/мм, что в быстро меняющихся системах может быть слишком медленным.

 

Начало страницы

Предыдущая – Характеристики регулирующего клапана Далее – Контроллеры и датчики

Основы позиционеров регулирующих клапанов ~ Изучение приборостроения и техники управления

Позиционер клапана — это устройство, используемое для увеличения или уменьшения давления воздушной нагрузки, приводящее в действие привод регулирующего клапана до тех пор, пока шток клапана не достигнет положения, сбалансированного с выходным сигналом от контроллера прибора с параметрами процесса.

Позиционеры обычно устанавливаются на боковой бугеле или верхнем кожухе пневматического привода для линейных регулирующих клапанов и на конце вала или рядом с ним для поворотных регулирующих клапанов. Для любого базового типа конструкции позиционер клапана механически соединен со штоком клапана или валом клапана, так что их положение можно сравнить с положением, заданным контроллером. Эта механическая связь с обратной связью работает таким образом, что контроллер процесса сообщает позиционеру «изменить» положение; связь обратной связи сообщает позиционеру о том, что произошло изменение положения штока клапана, и дает представление о величине изменения положения. Обратите внимание, что для непрерывного контроля всего хода клапана использование позиционеров обычно необходимо, если положение клапана равно 9.0689 требуется внимательно следить за управляющим сигналом.

Однако в некоторых других приложениях, где обратная связь от процесса является быстрой и пропорциональной открытию клапана, обратная связь по положению, используемая позиционером, не требуется, и клапан может управляться напрямую, изменяя его приводную силу непосредственно с контроллера процесса.

Причины использования позиционеров клапана

Причины использования позиционера клапана приведены ниже:

(1) Увеличить разрешение системы управления, т. е. точное управление

(2) Облегчить работу, когда большее значение в диапазоне стендовой настройки привода превышает 15 фунтов на квадратный дюйм изб. например, 10–30 фунтов на кв. дюйм, 6–30 фунтов на кв. дюйм, изб. 5) Свести на нет реакции, вызванные потоком, на более высокие перепады давления. т. е. компенсировать дисбаланс внутренних сил

(6) Увеличение скорости реакции на изменение процесса; обеспечивает более быструю загрузку и вентиляцию.

(7) Возможность разделения диапазона. например, один контроллер для двух клапанов

(8) Для преодоления трения в поворотных клапанах

(9) Обеспечьте расстояние между контроллером и регулирующим клапаном

(10) Допустите широкий диапазон изменения расхода. т. е. работать с ходом менее 10 % в нормальных условиях

(11) Разрешить повышенное использование электронного сигнала 4–20 мА

(12) Разрешить использование поршневых приводов с высоким давлением подачи приборного воздуха.

Типы позиционеров

Позиционеры доступны в трех конфигурациях:

Пневматические позиционеры

На позиционер подается пневматический сигнал (обычно 3-15 фунтов на кв. дюйм). Позиционер переводит это в требуемое положение клапана и подает на привод клапана давление воздуха, необходимое для перемещения клапана в правильное положение. Обратите внимание, что позиционеры, используемые здесь для выражения принципа работы позиционеров клапана, являются пневматическими. Прочитайте, как работает пневматический позиционер клапана

Аналоговые I/P позиционеры

Этот позиционер выполняет ту же функцию, что и пневматический тип, но использует в качестве входного сигнала электрический ток (обычно 4-20 мА) вместо воздуха.

Интеллектуальные или цифровые позиционеры

Интеллектуальные или цифровые позиционеры во многом аналогичны описанным выше аналоговым I/P, однако отличаются тем, что электронное преобразование сигнала является цифровым, а не аналоговым. Цифровые продукты охватывают три категории, а именно:

(a) Цифровой без связи : В этом типе токовый сигнал (4-20 мА) подается на позиционер, который питает электронику и управляет выходом.

(b) HART : то же, что и цифровой некоммуникационный, но поддерживает двустороннюю цифровую связь по тем же проводам, которые используются для аналогового сигнала.

(c) FieldBus : этот тип получает цифровые сигналы и позиционирует клапан с помощью цифровых электронных схем, соединенных с механическими компонентами. Здесь полностью цифровой сигнал управления заменяет аналоговый сигнал управления. Кроме того, по тем же проводам возможна двусторонняя цифровая связь. Технологии полевых шин приносят пользу конечному пользователю, позволяя улучшить архитектуру управления, расширить возможности продукта и сократить количество проводов.

Типовая конфигурация регулирующего клапана без позиционера :

На приведенной выше схеме показан линейный регулирующий клапан со скользящим штоком без позиционера. Клапан имеет стендовый набор привода 5 – 13 фунтов на квадратный дюйм. Как видно, клапан имеет конфигурацию «воздух открывает, закрывается при отказе» (ATO –FC). Как только контроллер (PIC) выдает управляющий СИГНАЛ (обозначенный SIG на схеме выше), сигнал действует как изменение давления нагрузки на мембранный привод клапана, что приводит к перемещению штока клапана. Однако, как видно из сюжета Diaphragm/ SIG Давление  относительно % хода клапана, имеется значительный гистерезис на протяжении всего хода клапана, в основном из-за трения и сил инерции внутри клапана. Выше следует отметить, что сигнал контроллера, SIG и LOAD давление на привод являются одним и тем же потоком. Воздух привода проходит через пневматический контроллер и соединительную трубку; воздух выпускается через регулятор. Из-за отсутствия позиционера клапана нет обратной связи по положению штока.

Типовая конфигурация регулирующего клапана с позиционером

На приведенной выше схеме показан линейный регулирующий клапан со скользящим штоком с позиционером. Клапан имеет комплект рабочего стола привода 5 – 13 фунтов на квадратный дюйм . Как видно, клапан имеет конфигурацию «воздух открывает, закрывается при отказе» (ATO –FC). Здесь также имеется механическая связь между штоком клапана и позиционером (V/P на схеме выше), обеспечивающая обратную связь о положении штока с позиционером. Как видно выше, контроллер выдает сигнал, SIG , который входит в позиционер. При использовании позиционера клапана потоки SIG и LOAD разделены. Воздух привода проходит через позиционер клапана и его короткую соединительную трубку LOAD . Воздух пневматического контроллера (PIC) проходит через соединительную трубку и позиционер, также называемый трубкой SIG .

Позиционер клапана обеспечивает «обратную связь по положению штока» для контура управления в том смысле, что изменение в контроллере Выход SIG вызывает изменение выхода позиционера LOAD , что приводит к перемещению штока клапана. Затем механическая связь обратной связи «подтверждает», что перемещение произошло. Если на позиционер не поступает информация о ходе, выходной сигнал позиционера будет продолжать изменяться до тех пор, пока не будет подтверждено перемещение штока.