Die Bedeutung des Ventilsanftanlaufs für kritische Anwendungen, die eine hohe Präzision erfordern

Wenn das Ventil zyklisch läuft, kann die Qualität der Steuerung beobachtet werden, indem der das Ventil verlassende Durchfluss gemessen und aufgezeichnet und der Ventileingang betätigt wird, z. B. der Strom (bei durch eine Spule gesteuerten Ventilen) oder die Schrittlänge (bei durch einen Schrittmotor gesteuerten Ventilen). ). In diesem Artikel werden die Eigenschaften der Ventilleistungskurve erläutert, insbesondere der Ort, an dem der Durchfluss beginnt, und wie der Trend der Kurve bestimmte Ventileigenschaften und deren Konsequenzen anzeigt.
Bei der Auswahl eines Ventils müssen viele Parameter berücksichtigt werden. Wenn es sich jedoch um empfindliche Geräte handelt und die Genauigkeit für die Anwendung von entscheidender Bedeutung ist, wie etwa bei der Flüssigkeitsanalyse, sollten die Hubeigenschaften des Durchflusses berücksichtigt werden, da sich der anfängliche Durchfluss überraschend stark auswirken kann das Leben und Leben des gesamten Systems. laufen. Wenn das Ventil beispielsweise einen plötzlichen Durchflussstoß zulässt, kann dies zu einem hydraulischen Schlag (auch Wasserschlag oder Flüssigkeitsschlag genannt) führen. Dies ist in Abbildung 1 zu sehen, wo der eingekreiste Bereich die scharfe Strömungsspitze zeigt, die auftritt, wenn das Ventil angehoben oder geöffnet wird.
Der plötzliche Hub ist in der Regel darauf zurückzuführen, wie die innere Dichtfläche des Einlasses (normalerweise die Düse) mit der Betätigungsdichtfläche des Ventils zusammenwirkt, am häufigsten handelt es sich um ein Tellerventil, an dessen Oberfläche Gummi haftet. Leider führt die Beschaffenheit von Gummi (Fluorkautschuk, EPDM usw.) dazu, dass er leicht festklebt, sich verformt und zersetzt, was in manchen Fällen dazu führen kann, dass der Teller an der Düse festklebt, bevor er sich plötzlich löst. Auch mechanische Unregelmäßigkeiten können einen plötzlichen Anstieg des Durchflusses verursachen oder dazu beitragen, diese hängen jedoch stark mit der Konstruktion des Ventils zusammen, wie z. B. Federn und sogar Reibung.
Bestimmte Arten von Ventilen verfügen über Eigenschaften, die sie besser zur Reduzierung des Strömungshubs oder von Druckstößen und Hämmern geeignet machen, z. B. Absperrschieber, Kugelhähne oder Nadelventile. Um den Einschaltstrom in Ihrer Anwendung zu begrenzen, muss die Arbeitsöffnung des Ventils in ihrem freien Bereich variabel sein. Ein typisches Steuerventil, beispielsweise ein Tellerventil oder ein Schieberventil, verfügt über eine feste Öffnung. Daher wirkt der Auftrieb an der Dichtfläche auf den gesamten Umfang der Öffnung. Dies führt zu einer anfänglichen Strömungsspitze. Beispielsweise repräsentiert eine 0,006-Blende mit einem Steuerhub von 0,001 6,5 % des gesamten Durchflusses, was einem plötzlichen Abheben oder Sprung entspricht.
Ein hydraulischer Schock kann zu Vibrationen, Lärm und sogar zum Bruch/Versagen von Rohren oder Dichtungen führen. Insbesondere bei empfindlichen Systemen ist die Sicherstellung einer gleichmäßigen und gleichmäßigen Erhöhung des Durchflusses von entscheidender Bedeutung, nicht nur für die Lebensdauer der Maschine oder den Wartungsplan. Plötzliche Strömungsänderungen, egal wie kurzlebig sie auch sein mögen, können bei der Steuerung kritischer Anwendungen (z. B. Medikamenten- oder Beatmungssteuerung) besonders schädlich und kostspielig sein. Dies gilt auch für den Einsatz von Instrumenten zur Messung verschiedener Aspekte des Systems, z. B. Miniatur Blutdruckmanschetten. Der plötzliche Spitzenwert des Durchflusses ist möglicherweise zu hoch und zu schnell, als dass das Messgerät rechtzeitig messen und übertragen könnte, was zu ungenauen oder unvollständigen Messwerten führt.
Eine starke Strömungsspitze kann auch bedeuten, dass vorzeitig oder zu viel Medien in die Rohrleitung gelangen. Bei kritischen Anwendungen (z. B. Probenextraktion) kann dies zur Verschwendung teurer Reagenzien/Lösungsmittel und sogar zu ungenauen Analysen führen. Es ist auch notwendig, den Zustand des Mediums selbst zu berücksichtigen, z. B. Blut oder andere empfindliche Flüssigkeiten, die zur Hämolyse oder Homolyse neigen, wobei die Zellen oder Verbindungen in der Flüssigkeit abgebaut werden. Turbulenzen verstärken die Lockerung chemischer Bindungen, so dass durch die Minimierung von Unterbrechungen oder Turbulenzen im Fluss eine Beschädigung oder Zerstörung empfindlicher Proben verhindert wird. Daher müssen Ventile, die in Präzisionsanwendungen eingesetzt werden, ein Strömungsprofil bieten, das Turbulenzen minimiert und Komponenten, interne Instrumente und Flüssigkeitskomponenten vor Schäden schützt. Aus diesem Grund wird empfohlen, den „Softstart“ zu verwenden (siehe Abbildung 2). Im Gegensatz zum zuvor gezeigten Boost sorgt der „Sanftanlauf“ für eine sanfte Flusseinführung, bevor der proportionale Fluss sanft abgeschwächt wird (jeder Strom oder jede Stufe wird bereitgestellt).
Für die Konsistenz der Produktion und den Aufbau von Vertrauen in das Produkt ist es wichtig sicherzustellen, dass die Durchflusskurve von Ventil zu Ventil dem gleichen Trend folgt, insbesondere die Hubeigenschaften. Schließlich ist eine hervorragende Low-End-Steuerung, die einen Durchfluss im Mikroliterbereich ermöglicht, nur dann hervorragend, wenn sie wiederholbar ist. Allerdings muss man auch zugeben, dass keine zwei Ventile genau die gleiche Leistung haben, denn keine zwei Ventile können genau gleich sein. Daher sollte es einen Bereich geben, in dem alle Ventile arbeiten. Bei der Auswahl der Ventile sollte das Sortiment so verstanden und verstanden werden, dass alle Ventile in einer bestimmten Charge ausreichend einheitlich sind und in einer bestimmten Anwendung wie erwartet funktionieren können. Dabei geht es insbesondere um das Abheben.
Daher ist es bei der Auswahl eines Ventils wichtig, auf die Hubeigenschaften des Ventils zu achten und zu überlegen, ob es die Anwendung unterstützt oder behindert.
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