صمام فراشة من الفولاذ المصبوب ذو شفة مزدوجة

CTYPE html PUBLIC “-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN” “http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd”>
تعتبر صمامات الفراشة أخف وأصغر حجمًا وأخف وزنًا من الأنواع الأخرى من صمامات التحكم، مما يجعلها الخيار الأفضل لتنظيم التدفق في العديد من التطبيقات. تُستخدم صمامات الفراشة القياسية تقليديًا في تطبيقات الفتح/الإغلاق التلقائي، وهي مناسبة تمامًا لهذا الدور. ومع ذلك، عندما يتعلق الأمر بتنظيم التدفق في نظام الحلقة المغلقة، فإن بعض المهندسين يعتبرونها غير مقبولة.
يستخدم صمام الفراشة قرصًا دوارًا للتحكم في التدفق عبر الأنبوب. يمكن عادةً تشغيل الأقراص بزاوية 90 درجة، لذلك يشار إليها أحيانًا باسم صمامات ربع دورة. عادة، يتم استخدامها عند النظر في الاقتصاد. عند الحاجة إلى إغلاق محكم، يمكن استخدام صمامات الفراشة ذات الأختام المرنة الناعمة و/أو الأقراص المطلية لتوفير الأداء المطلوب. يعد صمام الفراشة عالي الأداء (HPBV) - أو صمام الإزاحة المزدوج - هو الآن المعيار الصناعي لصمامات التحكم الفراشية ويستخدم على نطاق واسع للتحكم في الاختناق. إنها تؤدي أداءً جيدًا للتطبيقات ذات انخفاض الضغط المستمر نسبيًا أو حلقات المعالجة البطيئة.
تشمل مزايا HPBV مسار التدفق المباشر والقدرة العالية والقدرة على تمرير الوسائط الصلبة واللزجة بسهولة. عادة ما تكون تكلفة تركيبها هي الأقل بين جميع أنواع الصمامات، خاصة NPS 12 والصمامات الأكبر حجمًا. بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من الصمامات، فإن ميزة التكلفة الخاصة بها تزيد بشكل كبير عندما يتجاوز الحجم 12 بوصة.
يمكنها توفير أداء إغلاق جيد في نطاق واسع من درجات الحرارة، وتوفير تصميمات مختلفة لجسم الصمام، بما في ذلك نوع الرقاقة ونوع العروة والشفة المزدوجة. إنها أخف بكثير من الأنواع الأخرى من الصمامات وأكثر إحكاما. على سبيل المثال، يزن الصمام الكروي المجزأ ذو الحافة المزدوجة مقاس 12 بوصة ANSI Class 150 350 رطلاً ويبلغ أبعاده وجهًا لوجه 13.31 بوصة، بينما يزن صمام الفراشة المكافئ مقاس 12 بوصة 200 رطل فقط ووجهًا لوجه. البعد الوجه 3 بوصات.
تحتوي صمامات الفراشة على بعض القيود التي تجعلها غير مناسبة للتحكم في التدفق في تطبيقات معينة. وتشمل هذه القدرات المحدودة لخفض الضغط مقارنة بالصمامات الكروية، مع إمكانية أكبر للتجويف أو الوميض.
نظرًا لأن المساحة السطحية الكبيرة للقرص تعمل كرافعة لتطبيق القوة الديناميكية للوسط المتدفق على عمود الإدارة، فإن صمامات الفراشة القياسية لا تُستخدم عادةً في تطبيقات الضغط العالي. إذا كان الأمر كذلك، يصبح حجم واختيار المحرك أمرًا بالغ الأهمية.
في بعض الأحيان يحدث أن يكون صمام التحكم الفراشي كبيرًا جدًا، مما سيكون له تأثير سلبي على أداء العملية. وقد يكون ذلك بسبب استخدام صمامات بحجم خط الأنابيب، وخاصة صمامات الفراشة ذات السعة الكبيرة. يمكن أن يزيد من تقلب العملية بطريقتين. أولًا، الحجم الكبير يجلب الكثير من الربح للصمام، وبالتالي يفتقر إلى المرونة في ضبط وحدة التحكم. ثانيًا، قد تعمل الصمامات كبيرة الحجم بشكل متكرر أكثر عند فتحات الصمامات السفلية، في حين أن احتكاك الختم لصمامات الفراشة قد يكون أكبر. لأنه بالنسبة لزيادة شوط الصمام، فإن الصمام الكبير جدًا سوف ينتج عنه تغيرات كبيرة في التدفق بشكل غير متناسب. ستؤدي هذه الظاهرة إلى تضخيم تقلب العملية المرتبط بالمنطقة الميتة بشكل كبير بسبب الاحتكاك.
يستخدم واضعو الكود أحيانًا صمامات الفراشة لأسباب اقتصادية أو للتكيف مع حجم خط أنابيب معين، بغض النظر عن قيودها. هناك اتجاه إلى زيادة حجم صمام الفراشة لتجنب الضغط على الأنبوب، مما قد يؤدي إلى ضعف التحكم في العملية.
أكبر قيد هو أن نطاق التحكم المثالي في الاختناق ليس واسعًا مثل الصمام الحابس أو الصمام الكروي المجزأ. لا تعمل صمامات الفراشة عمومًا بشكل جيد خارج نطاق التحكم في الفتح الذي يتراوح بين 30% إلى 50% تقريبًا.
بشكل عام، عندما تعمل حلقة التحكم بطريقة خطية ويكون كسب العملية قريبًا من 1، يكون التحكم في الحلقة أسهل. لذلك، يصبح كسب العملية بمقدار 1.0 هدفًا للتحكم الجيد في الحلقة، ويكون النطاق المقبول هو 0.5 إلى 2.0 (النطاق 4:1).
يكون الأداء أفضل عندما يأتي معظم كسب الحلقة من وحدة التحكم. لاحظ أنه في منحنى الكسب في الشكل 1، يصبح كسب العملية مرتفعًا جدًا في المنطقة أقل من حوالي 25% من شوط الصمام.
يحدد كسب العملية العلاقة بين مخرجات العملية وتغييرات المدخلات. السكتة الدماغية التي يتم فيها الحفاظ على كسب العملية بين 0.5 و 2.0 هي نطاق التحكم الأمثل للصمام. عندما لا يكون كسب العملية في النطاق من 0.5 إلى 2.0، قد يحدث أداء ديناميكي رديء وعدم استقرار الحلقة.
عندما يتم إغلاق الصمام لفتحه، يكون لتصميم قرص صمام الفراشة تأثير كبير على تدفق الصمام. يمكن للقرص ذو خصائص النسبة المئوية المتساوية أن يعوض بشكل أفضل انخفاض الضغط الذي يتغير مع معدل التدفق. ستوفر الأجزاء الداخلية المتساوية خصائص تركيب خطية لتغيير انخفاض الضغط، وهو أمر مثالي. والنتيجة هي تغيير أكثر دقة بين معدل التدفق وشوط الصمام.
في الآونة الأخيرة، يمكن لصمامات الفراشة استخدام أقراص ذات خصائص تدفق متساوية متأصلة. يوفر هذا ميزة تثبيت تؤدي إلى زيادة عملية التثبيت ضمن النطاق المطلوب من 0.5 إلى 2.0 عبر نطاق أوسع من السفر. سيؤدي هذا إلى تحسين التحكم في الاختناق بشكل كبير، خاصة في نطاق السفر المنخفض.
يوفر هذا التصميم تحكمًا جيدًا، مع ربح مقبول يتراوح من 0.5 إلى 2.0 من حوالي 11% من الفتح إلى 70%، كما أن نطاق التحكم أعلى بثلاث مرات تقريبًا من نطاق صمام الفراشة النموذجي عالي الأداء (HPBV) من نفس الحجم. لذلك، توفر الأقراص ذات النسبة المئوية المتساوية تباينًا أقل للعملية بشكل عام.
تعتبر صمامات الفراشة ذات خصائص النسبة المئوية المتساوية المتأصلة، مثل صمامات قرص التحكم، مثالية للعمليات التي تتطلب أداءً دقيقًا للتحكم في الاختناق. وبغض النظر عن اضطرابات العملية، فإنه يمكن التحكم فيها بالقرب من نقطة التحديد المستهدفة، وبالتالي تقليل تقلبات العملية.
إذا كان صمام الفراشة لا يعمل بشكل جيد، فما عليك سوى استبدال الصمام بالحجم المناسب لحل المشكلة. على سبيل المثال، تستخدم إحدى شركات الورق صمامين فراشة كبيرين الحجم للتحكم في إزالة الرطوبة من اللب. يعمل الصمامان بأقل من 20% من الشوط، مما يؤدي إلى اختلاف العملية بنسبة 3.5% و8.0% على التوالي. يتم قضاء معظم عمر الخدمة في الوضع اليدوي.
تم تركيب صمامين فراشة NPS 4 Fisher Control-Disk بحجم مناسب مع وحدات تحكم رقمية في الصمامات. تعمل الحلقة الآن في الوضع التلقائي، وزاد تقلب العملية للصمام الأول من 3.5% إلى 1.6%، وزاد تقلب العملية للصمام الثاني من 8% إلى 3.0%، دون أي تعديلات خاصة للحلقة.
أدى ضعف ضغط الماء والتحكم في تدفق نظام التبريد في مصنع الصلب إلى عدم الاتساق في المنتج النهائي. لم يتمكن HPBV المثبت في Jiutai من التحكم بشكل فعال في تدفق المياه كما هو مطلوب.
يأمل المصنع في تركيب صمامات يمكنها التحكم بشكل أفضل في العملية وتحتاج إلى تقليل تكاليف التركيب. سينفق المصنع 10000 دولار لاستبدال أنابيب كل صمام للتبديل من HPBV إلى الصمامات الكروية المجزأة. وبدلاً من ذلك، توصي شركة Emerson بأن يتناسب صمام الفراشة Control-Disk الخاص بها مع حجم HPBV الحالي وجهاً لوجه.
تم اختبار صمام قرص التحكم مع واحد من تسعة أجهزة HPBV الموجودة، وقد استوفى أداؤه المتطلبات المحددة. قام المصنع باستبدال 8 أجهزة HPBV المتبقية في غضون عام، وتم تجهيز كل HPBV بصمام قرص التحكم. أدى هذا إلى إلغاء الحاجة إلى استبدال خطوط الأنابيب التي تبلغ قيمتها 90 ألف دولار للصمامات الكروية المجزأة، وزادت تكلفة الصمامات الكروية بنسبة 25% تقريبًا مقارنة بالصمامات الفراشة.
توفر صمامات قرص التحكم تحكمًا دقيقًا وتساعد في القضاء على التباين في المنتج النهائي. ويقدر مصنع الصلب أن تركيب تسعة صمامات قرص التحكم يمكن أن يوفر ما يقرب من مليون دولار أمريكي سنويًا.
بالمقارنة مع معظم أنواع الصمامات الأخرى، فإن HPB مع جهاز تحديد المواقع الرقمي لديه تكلفة تركيب أولية أقل ويمكن أن يوفر نطاق تحكم مناسب عندما يكون الحجم مناسبًا. لديهم قدرة عالية والحد الأدنى من القيود على التدفق. يوفر صمام الفراشة الذي يحتوي على نسبة متساوية من الأجزاء الداخلية فرصة لتوسيع نطاق التحكم، على غرار الصمام الكروي أو الصمام الكروي، ولا يشغل سوى مساحة HPBV.
عند اختيار الصمامات، خاصة فيروس الورم الحليمي البشري (HPBV)، تأكد من أنها بالحجم الصحيح، وإلا فقد يتم التحكم فيها يدويًا من خلال غرفة التحكم. من المهم أيضًا مراعاة نوع الصمام والخصائص المتأصلة وحجم الصمام الذي يوفر نطاق التحكم الأوسع للتطبيق.
مارك نيماير هو مدير الاتصالات التسويقية العالمية للتحكم في التدفق في Emerson Automation Solutions.
هذه ليست paywall. هذا جدار حر. لا نريد أن نعرقل هدفك من المجيء إلى هنا، لذلك لن يستغرق هذا سوى بضع ثوانٍ.