CTYPE html PUBLIC “-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN” “http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd”>
Οι βαλβίδες πεταλούδας είναι ελαφρύτερες, μικρότερες και ελαφρύτερες από άλλους τύπους βαλβίδων ελέγχου, γεγονός που τις καθιστά την καλύτερη επιλογή για τη ρύθμιση της ροής σε πολλές εφαρμογές. Οι τυπικές βαλβίδες πεταλούδας χρησιμοποιούνται παραδοσιακά για εφαρμογές αυτόματου ανοίγματος/κλεισίματος και είναι κατάλληλες για αυτόν τον ρόλο. Ωστόσο, όταν πρόκειται για τη ρύθμιση της ροής σε ένα σύστημα κλειστού βρόχου, ορισμένοι μηχανικοί τα θεωρούν απαράδεκτα.
Η βαλβίδα πεταλούδας χρησιμοποιεί έναν περιστρεφόμενο δίσκο για τον έλεγχο της ροής μέσω του σωλήνα. Οι δίσκοι μπορούν συνήθως να λειτουργήσουν κατά 90 μοίρες, επομένως μερικές φορές αναφέρονται ως βαλβίδες τετάρτου περιστροφής. Συνήθως, χρησιμοποιούνται όταν εξετάζεται η οικονομία. Όταν απαιτείται στενό κλείσιμο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν βαλβίδες πεταλούδας με μαλακές ελαστικές σφραγίδες ή/και επικαλυμμένοι δίσκοι για την παροχή της απαιτούμενης απόδοσης. Η βαλβίδα πεταλούδας υψηλής απόδοσης (HPBV) -ή βαλβίδα διπλής μετατόπισης - είναι πλέον το βιομηχανικό πρότυπο για τις βαλβίδες ελέγχου πεταλούδας και χρησιμοποιείται ευρέως για τον έλεγχο στραγγαλισμού. Έχουν καλή απόδοση για εφαρμογές με σχετικά σταθερή πτώση πίεσης ή αργούς βρόχους διαδικασίας.
Τα πλεονεκτήματα του HPBV περιλαμβάνουν διαδρομή ροής ευθεία, υψηλή χωρητικότητα και δυνατότητα εύκολης διέλευσης στερεών και παχύρρευστων μέσων. Το κόστος εγκατάστασής τους είναι συνήθως το χαμηλότερο από όλους τους τύπους βαλβίδων, ειδικά τις βαλβίδες NPS 12 και μεγαλύτερες. Σε σύγκριση με άλλους τύπους βαλβίδων, το πλεονέκτημα κόστους τους αυξάνεται σημαντικά όταν το μέγεθος υπερβαίνει τις 12 ίντσες.
Μπορούν να παρέχουν καλή απόδοση κλεισίματος σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών και να παρέχουν διαφορετικά σχέδια σώματος βαλβίδας, συμπεριλαμβανομένου του τύπου γκοφρέτας, του τύπου ωτίδας και της διπλής φλάντζας. Είναι πολύ ελαφρύτερες από άλλους τύπους βαλβίδων και είναι πιο συμπαγείς. Για παράδειγμα, μια σφαιρική βαλβίδα διπλής φλάντζας 12 ιντσών ANSI Class 150 ζυγίζει 350 λίβρες και έχει διάσταση πρόσωπο με πρόσωπο 13,31 ίντσες, ενώ η ισοδύναμη βαλβίδα πεταλούδας 12 ιντσών ζυγίζει μόνο 200 λίβρες και πρόσωπο με πρόσωπο διάσταση προσώπου 3 ίντσες.
Οι βαλβίδες πεταλούδας έχουν ορισμένους περιορισμούς που τις καθιστούν ακατάλληλες για έλεγχο ροής σε ορισμένες εφαρμογές. Αυτές περιλαμβάνουν περιορισμένες δυνατότητες πτώσης πίεσης σε σύγκριση με τις σφαιρικές βαλβίδες, με μεγαλύτερο δυναμικό σπηλαίωσης ή αναλαμπής.
Επειδή η μεγάλη επιφάνεια του δίσκου λειτουργεί ως μοχλός για την εφαρμογή της δυναμικής δύναμης του ρέοντος μέσου στον κινητήριο άξονα, οι τυπικές βαλβίδες πεταλούδας συνήθως δεν χρησιμοποιούνται για εφαρμογές υψηλής πίεσης. Εάν ναι, το μέγεθος και η επιλογή του ενεργοποιητή γίνονται κρίσιμα.
Μερικές φορές συμβαίνει ότι η βαλβίδα ελέγχου πεταλούδας είναι υπερμεγέθη, γεγονός που θα έχει αρνητικό αντίκτυπο στην απόδοση της διαδικασίας. Αυτό μπορεί να οφείλεται στη χρήση βαλβίδων μεγέθους αγωγού, ειδικά βαλβίδων πεταλούδας μεγάλης χωρητικότητας. Μπορεί να αυξήσει τη μεταβλητότητα της διαδικασίας με δύο τρόπους. Πρώτα απ 'όλα, το υπερμέγεθος φέρνει υπερβολικό κέρδος στη βαλβίδα, και επομένως στερείται ευελιξίας στη ρύθμιση του ελεγκτή. Δεύτερον, οι υπερμεγέθεις βαλβίδες μπορεί να λειτουργούν πιο συχνά σε χαμηλότερα ανοίγματα βαλβίδων, ενώ η τριβή στεγανοποίησης των βαλβίδων πεταλούδας μπορεί να είναι μεγαλύτερη. Επειδή για μια δεδομένη αύξηση διαδρομής βαλβίδας, μια υπερβολικά μεγάλη βαλβίδα θα προκαλέσει δυσανάλογα μεγάλες αλλαγές ροής. Αυτό το φαινόμενο θα μεγαλώσει πολύ τη μεταβλητότητα της διαδικασίας που σχετίζεται με τη νεκρή ζώνη λόγω τριβής.
Οι κωδικοποιητές χρησιμοποιούν μερικές φορές βαλβίδες πεταλούδας για οικονομικούς λόγους ή για να προσαρμοστούν σε ένα δεδομένο μέγεθος αγωγού, ανεξάρτητα από τους περιορισμούς τους. Υπάρχει μια τάση υπερμεγέθους της βαλβίδας πεταλούδας για να αποφευχθεί η συμπίεση του σωλήνα, κάτι που μπορεί να οδηγήσει σε κακό έλεγχο της διαδικασίας.
Ο μεγαλύτερος περιορισμός είναι ότι το ιδανικό εύρος ελέγχου στραγγαλισμού δεν είναι τόσο ευρύ όσο μια βαλβίδα διακοπής ή μια τμηματοποιημένη σφαιρική βαλβίδα. Οι βαλβίδες πεταλούδας γενικά δεν έχουν καλή απόδοση εκτός του εύρους ελέγχου ανοίγματος περίπου 30% έως 50%.
Γενικά, όταν ο βρόχος ελέγχου λειτουργεί με γραμμικό τρόπο και το κέρδος διεργασίας είναι κοντά στο 1, ο βρόχος είναι ευκολότερος στον έλεγχο. Επομένως, ένα κέρδος διεργασίας 1,0 γίνεται ο στόχος για καλό έλεγχο βρόχου και το αποδεκτό εύρος είναι 0,5 έως 2,0 (εύρος 4:1).
Η απόδοση είναι καλύτερη όταν το μεγαλύτερο μέρος του κέρδους βρόχου προέρχεται από τον ελεγκτή. Σημειώστε ότι στην καμπύλη απολαβής του Σχήματος 1, το κέρδος διεργασίας γίνεται αρκετά υψηλό στην περιοχή κάτω από το 25% περίπου της διαδρομής της βαλβίδας.
Το κέρδος διεργασίας ορίζει τη σχέση μεταξύ της εξόδου της διαδικασίας και των αλλαγών εισόδου. Η διαδρομή όπου το κέρδος διεργασίας διατηρείται μεταξύ 0,5 και 2,0 είναι το βέλτιστο εύρος ελέγχου της βαλβίδας. Όταν το κέρδος διεργασίας δεν είναι στην περιοχή από 0,5 έως 2,0, μπορεί να προκύψει κακή δυναμική απόδοση και αστάθεια βρόχου.
Όταν η βαλβίδα είναι κλειστή για να ανοίξει, ο σχεδιασμός του δίσκου της βαλβίδας πεταλούδας έχει σημαντικό αντίκτυπο στη ροή της βαλβίδας. Ο δίσκος με εγγενή ίσα ποσοστιαία χαρακτηριστικά μπορεί να αντισταθμίσει καλύτερα την πτώση πίεσης που αλλάζει με τον ρυθμό ροής. Τα εσωτερικά ίσα ποσοστά θα παρέχουν γραμμικά χαρακτηριστικά εγκατάστασης για αλλαγή της πτώσης πίεσης, η οποία είναι ιδανική. Το αποτέλεσμα είναι μια πιο ακριβής αλλαγή ένας προς έναν μεταξύ του ρυθμού ροής και της διαδρομής της βαλβίδας.
Πρόσφατα, οι βαλβίδες πεταλούδας μπορούν να χρησιμοποιούν δίσκους με εγγενή ίσα ποσοστιαία χαρακτηριστικά ροής. Αυτό παρέχει μια δυνατότητα εγκατάστασης που έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της διαδικασίας εγκατάστασης εντός του απαιτούμενου εύρους από 0,5 έως 2,0 σε ένα μεγαλύτερο εύρος διαδρομής. Αυτό θα βελτιώσει σημαντικά τον έλεγχο του γκαζιού, ειδικά στο χαμηλότερο εύρος διαδρομής.
Αυτός ο σχεδιασμός παρέχει καλό έλεγχο, με αποδεκτό κέρδος 0,5 έως 2,0 από περίπου 11% άνοιγμα έως 70%, και το εύρος ελέγχου είναι σχεδόν τρεις φορές υψηλότερο από αυτό μιας τυπικής βαλβίδας πεταλούδας υψηλής απόδοσης (HPBV) ίδιου μεγέθους. Επομένως, οι δίσκοι ίσου ποσοστού παρέχουν συνολική χαμηλότερη μεταβλητότητα διεργασίας.
Οι βαλβίδες πεταλούδας με εγγενή ίσα ποσοστιαία χαρακτηριστικά, όπως οι δισκοβαλβίδες ελέγχου, είναι ιδανικές για διαδικασίες που απαιτούν ακριβή απόδοση ελέγχου στραγγαλισμού. Ανεξάρτητα από τις διαταραχές της διαδικασίας, μπορούν να ελεγχθούν πιο κοντά στο σημείο ρύθμισης στόχου, μειώνοντας έτσι τη μεταβλητότητα της διαδικασίας.
Εάν η βαλβίδα πεταλούδας δεν λειτουργεί καλά, απλώς αντικαταστήστε τη βαλβίδα με το σωστό μέγεθος για να λύσετε το πρόβλημα. Για παράδειγμα, μια εταιρεία χαρτιού χρησιμοποιεί δύο μεγάλου μεγέθους βαλβίδες πεταλούδας για να ελέγξει την αφαίρεση της υγρασίας από τον πολτό. Οι δύο βαλβίδες λειτουργούν σε λιγότερο από το 20% της διαδρομής, με αποτέλεσμα τη διακύμανση της διαδικασίας 3,5% και 8,0%, αντίστοιχα. Το μεγαλύτερο μέρος της ζωής τους δαπανάται σε χειροκίνητη λειτουργία.
Εγκαταστάθηκαν δύο βαλβίδες πεταλούδας NPS 4 Fisher Control-Disk κατάλληλου μεγέθους με ψηφιακούς ελεγκτές βαλβίδων. Ο βρόχος λειτουργεί τώρα σε αυτόματη λειτουργία, η μεταβλητότητα διεργασίας της πρώτης βαλβίδας έχει αυξηθεί από 3,5% σε 1,6%, και η μεταβλητότητα διεργασίας της δεύτερης βαλβίδας έχει αυξηθεί από 8% σε 3,0%, χωρίς ιδιαίτερες ρυθμίσεις βρόχου.
Η κακή πίεση νερού και έλεγχος ροής του συστήματος ψύξης στο χαλυβουργείο οδήγησε σε ασυνέπειες στο τελικό προϊόν. Το HPBV που εγκαταστάθηκε στο Jiutai δεν μπορούσε να ελέγξει αποτελεσματικά τη ροή του νερού όπως απαιτείται.
Το εργοστάσιο ελπίζει να εγκαταστήσει βαλβίδες που θα μπορούν να ελέγχουν καλύτερα τη διαδικασία και πρέπει να ελαχιστοποιήσουν το κόστος εγκατάστασης. Το εργοστάσιο θα δαπανήσει 10.000 $ για την αντικατάσταση των σωλήνων κάθε βαλβίδας για τη μετάβαση από HPBV σε τμηματοποιημένες σφαιρικές βαλβίδες. Αντίθετα, η Emerson συνιστά η βαλβίδα πεταλούδας Control-Disk να ταιριάζει στο τρέχον μέγεθος HPBV πρόσωπο με πρόσωπο.
Μια βαλβίδα Control-Disk δοκιμάστηκε μαζί με ένα από τα εννέα υπάρχοντα HPBV και η απόδοσή της πληρούσε τις καθορισμένες απαιτήσεις. Το εργοστάσιο αντικατέστησε τα υπόλοιπα 8 HPBV μέσα σε ένα χρόνο και κάθε HPBV ήταν εξοπλισμένο με μια βαλβίδα Control-Disk. Αυτό εξαλείφει την ανάγκη αντικατάστασης αγωγών αξίας 90.000 $ για τμηματικές σφαιρικές βαλβίδες και το κόστος των σφαιρικών βαλβίδων αυξήθηκε κατά περίπου 25% σε σύγκριση με τις βαλβίδες πεταλούδας.
Οι βαλβίδες Control-Disk παρέχουν ακριβή έλεγχο και βοηθούν στην εξάλειψη της μεταβλητότητας στο τελικό προϊόν. Το εργοστάσιο χάλυβα εκτιμά ότι η εγκατάσταση εννέα βαλβίδων Control-Disk μπορεί να εξοικονομήσει περίπου 1 εκατομμύριο δολάρια ΗΠΑ ετησίως.
Σε σύγκριση με τους περισσότερους άλλους τύπους βαλβίδων, το HPBV με ψηφιακό ρυθμιστή θέσης έχει χαμηλότερο αρχικό κόστος εγκατάστασης και μπορεί να παρέχει επαρκή εύρος ελέγχου όταν το μέγεθος είναι σωστό. Έχουν υψηλή χωρητικότητα και ελάχιστους περιορισμούς ροής. Η βαλβίδα πεταλούδας με εγγενές ίσο ποσοστό εσωτερικών μερών παρέχει την ευκαιρία να επεκταθεί το εύρος ελέγχου, παρόμοια με μια βαλβίδα σφαίρας ή μια σφαιρική βαλβίδα, και καταλαμβάνει μόνο το χώρο του HPBV.
Όταν επιλέγετε βαλβίδες, ειδικά HPBV, βεβαιωθείτε ότι έχουν το σωστό μέγεθος, διαφορετικά μπορεί να ελέγχονται χειροκίνητα από το δωμάτιο ελέγχου. Είναι επίσης σημαντικό να λάβετε υπόψη τον τύπο της βαλβίδας, τα εγγενή χαρακτηριστικά και το μέγεθος της βαλβίδας που παρέχουν το μεγαλύτερο εύρος ελέγχου για την εφαρμογή.
Ο Mark Nymeyer είναι ο παγκόσμιος διευθυντής επικοινωνίας μάρκετινγκ για τον έλεγχο ροής στην Emerson Automation Solutions.
Αυτό δεν είναι paywall. Αυτός είναι ένας ελεύθερος τοίχος. Δεν θέλουμε να εμποδίσουμε τον σκοπό σας να έρθετε εδώ, οπότε αυτό θα διαρκέσει μόνο λίγα δευτερόλεπτα.
Ώρα δημοσίευσης: Οκτ-11-2021
