CTYPE html NYILVÁNOS "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd">
A pillangószelepek könnyebbek, kisebbek és könnyebbek, mint a többi típusú vezérlőszelep, így számos alkalmazásban a legjobb választás az áramlás szabályozására. A szabványos pillangószelepeket hagyományosan automatikus nyitási/zárási alkalmazásokhoz használják, és jól illeszkednek erre a feladatra. Azonban, amikor az áramlás szabályozásáról van szó egy zárt hurkú rendszerben, egyes mérnökök elfogadhatatlannak tartják.
A pillangószelep egy forgó tárcsát használ a csövön keresztüli áramlás szabályozására. A tárcsák általában 90 fokkal forgathatók, ezért néha negyedfordulatú szelepeknek nevezik őket. Általában a gazdaságosság mérlegelésekor használják őket. Ha szoros zárásra van szükség, puha rugalmas tömítésekkel és/vagy bevonatos tárcsákkal ellátott pillangószelepek használhatók a kívánt teljesítmény biztosítása érdekében. A nagy teljesítményű pillangószelep (HPBV) – vagy dupla eltolású szelep – ma már a pillangószabályozó szelepek ipari szabványa, és széles körben használják fojtószelep-szabályozásra. Jól teljesítenek viszonylag állandó nyomáseséssel vagy lassú folyamathurokkal rendelkező alkalmazásokban.
A HPBV előnyei közé tartozik az egyenes áramlási út, a nagy kapacitás, valamint a szilárd és viszkózus közegek könnyű áthaladása. Beépítési költségük általában a legalacsonyabb az összes szeleptípus közül, különösen az NPS 12 és nagyobb szelepek közül. Más típusú szelepekhez képest költségelőnyük jelentősen megnő, ha a méret meghaladja a 12 hüvelyket.
Jó zárási teljesítményt biztosítanak széles hőmérsékleti tartományban, és különböző szeleptest-kialakításokat biztosítanak, beleértve az ostyatípust, a fül típusát és a dupla karimát. Sokkal könnyebbek, mint más típusú szelepek, és kompaktabbak. Például egy 12 hüvelykes ANSI Class 150 duplakarimás szegmentált golyósszelep súlya 350 font, és a szemtől szembeni mérete 13,31 hüvelyk, míg a megfelelő 12 hüvelykes füles pillangószelep súlya csak 200 font arc mérete 3 hüvelyk.
A pillangószelepeknek vannak bizonyos korlátai, amelyek miatt bizonyos alkalmazásokban nem alkalmasak áramlásszabályozásra. Ezek közé tartozik a korlátozott nyomásesési képesség a gömbcsapokhoz képest, nagyobb kavitációs vagy villogási potenciállal.
Mivel a tárcsa nagy felülete karként működik az áramló közeg dinamikus erejének a hajtótengelyre való kifejtésében, a szabványos pillangószelepeket általában nem használják nagynyomású alkalmazásokhoz. Ha igen, akkor az aktuátor mérete és kiválasztása kritikussá válik.
Néha előfordul, hogy a pillangóvezérlő szelep túlméretezett, ami negatív hatással lesz a folyamat teljesítményére. Ennek oka lehet a csővezeték méretű szelepek, különösen a nagy kapacitású pillangószelepek használata. A folyamat változékonyságát kétféleképpen növelheti. Mindenekelőtt a túlméretezés túl nagy nyereséget hoz a szelepnek, és így hiányzik a rugalmasság a vezérlő beállításánál. Másodszor, a túlméretezett szelepek gyakrabban működhetnek az alacsonyabb szelepnyílásoknál, míg a pillangószelepek tömítési súrlódása nagyobb lehet. Mert egy adott szeleplöket-növekményhez egy túl nagy szelep aránytalanul nagy áramlásváltozást okoz. Ez a jelenség nagymértékben eltúlozza a folyamat változékonyságát, amely a súrlódás miatti holt zónához kapcsolódik.
A kódbeállítók időnként pillangószelepeket használnak gazdasági okokból vagy egy adott csővezetékmérethez való alkalmazkodás érdekében, függetlenül azok korlátaitól. Egy tendencia a pillangószelep túlméretezése, hogy elkerüljék a cső összenyomását, ami rossz folyamatszabályozáshoz vezethet.
A legnagyobb korlát az, hogy az ideális fojtószabályozási tartomány nem olyan széles, mint egy elzárószelep vagy egy szegmentált gömbcsap. A pillangószelepek általában nem teljesítenek jól a körülbelül 30-50%-os nyitási szabályozási tartományon kívül.
Általában, ha a vezérlőkör lineárisan működik, és a folyamaterősítés közel van 1-hez, a hurkot a legkönnyebben szabályozni. Ezért az 1,0-ás folyamaterősítés a jó hurokszabályozás célpontja, és az elfogadható tartomány 0,5–2,0 (4:1 tartomány).
A teljesítmény akkor a legjobb, ha a hurokerősítés nagy része a vezérlőtől származik. Megjegyezzük, hogy az 1. ábra erősítési görbéjén a folyamaterősítés meglehetősen magas lesz a szeleplöket körülbelül 25%-a alatti tartományban.
A folyamaterősítés a folyamatkimenet és a bemeneti változások közötti kapcsolatot határozza meg. Az a löket, ahol a folyamaterősítést 0,5 és 2,0 között tartják, a szelep optimális szabályozási tartománya. Ha a folyamaterősítés nem a 0,5 és 2,0 közötti tartományban van, gyenge dinamikus teljesítmény és hurokinstabilitás léphet fel.
Amikor a szelep zárva van a nyitáshoz, a pillangószelep tárcsa kialakítása jelentős hatással van a szelep áramlására. Az azonos százalékos jellemzőkkel rendelkező tárcsa jobban tudja kompenzálni az áramlási sebességgel változó nyomásesést. Az egyenlő százalékos belső elemek lineáris beépítési jellemzőket biztosítanak a nyomásesés megváltoztatásához, ami ideális. Az eredmény pontosabb egy az egyben változás az áramlási sebesség és a szeleplöket között.
A közelmúltban a pillangószelepek tárcsákat használhatnak, amelyek azonos százalékos áramlási jellemzőkkel rendelkeznek. Ez egy olyan telepítési funkciót biztosít, amely a telepítési folyamat növekményét a szükséges 0,5 és 2,0 közötti tartományon belül eredményezi szélesebb utazási tartományban. Ez jelentősen javítja a fojtószabályozást, különösen az alsó tartományban.
Ez a kialakítás jó szabályozást biztosít, körülbelül 11%-os nyitásról 70%-ra elfogadható 0,5-2,0 közötti erősítéssel, és a szabályozási tartomány közel háromszorosa egy azonos méretű, tipikus nagy teljesítményű pillangószelepének (HPBV). Ezért az egyenlő százalékos tárcsák összességében alacsonyabb folyamatvariációt biztosítanak.
Az azonos százalékos jellemzőkkel rendelkező pillangószelepek, mint például a vezérlőtárcsás szelepek, ideálisak olyan folyamatokhoz, amelyek precíz fojtószabályozási teljesítményt igényelnek. A folyamatzavaroktól függetlenül a célértékhez közelebb vezérelhetők, ezzel csökkentve a folyamat változékonyságát.
Ha a pillangószelep nem működik megfelelően, a probléma megoldásához cserélje ki a szelepet megfelelő méretűre. Például egy papírgyártó cég két túlméretezett pillangószelepet használ a nedvesség eltávolításának szabályozására a pépből. A két szelep a löket kevesebb mint 20%-án működik, ami 3,5%-os, illetve 8,0%-os folyamatváltozást eredményez. Élettartamuk nagy részét kézi üzemmódban töltik.
Két megfelelő méretű NPS 4 Fisher Control-Disk pillangószelepet telepítettek digitális szelepvezérlőkkel. A hurok most már automata üzemmódban működik, az első szelep folyamatvariabilitása 3,5%-ról 1,6%-ra, a második szelepé pedig 8%-ról 3,0%-ra nőtt, különösebb hurokbeállítások nélkül.
Az acélgyár hűtőrendszerének rossz víznyomása és áramlásszabályozása inkonzisztenciákhoz vezetett a végtermékben. A Jiutaiban telepített HPBV nem tudta hatékonyan szabályozni a víz áramlását a kívánt módon.
Az üzem azt reméli, hogy olyan szelepeket telepítenek, amelyek jobban szabályozhatják a folyamatot, és minimálisra kell csökkenteni a telepítési költségeket. A gyár 10 000 dollárt költ az egyes szelepek csöveinek cseréjére, hogy HPBV-ről szegmentált golyóscsapokra váltsanak. Ehelyett az Emerson azt javasolja, hogy a Control-Disk pillangószelepe illeszkedjen a jelenlegi HPBV szemtől szembe mérethez.
A Control-Disk szelepet kilenc meglévő HPBV egyikével együtt tesztelték, és teljesítménye megfelelt a meghatározott követelményeknek. A gyár egy éven belül kicserélte a fennmaradó 8 HPBV-t, és mindegyik HPBV-t felszerelték Control-Disk szeleppel. Ezzel megszűnt a 90 000 dolláros csővezetékek cseréje a szegmentált golyóscsapoknál, és a gömbcsapok költsége körülbelül 25%-kal nőtt a pillangószelepekhez képest.
A Control-Disk szelepek pontos vezérlést biztosítanak, és segítenek kiküszöbölni a végtermék változékonyságát. Az acélgyár becslései szerint kilenc Control-Disk szelep beszerelése körülbelül évi 1 millió USD megtakarítást jelenthet.
A legtöbb más szeleptípushoz képest a digitális pozicionálóval felszerelt HPBV alacsonyabb kezdeti telepítési költséggel rendelkezik, és megfelelő méretű szabályozási tartományt tud biztosítani. Nagy kapacitással és minimális áramlási korlátozással rendelkeznek. A belső részek azonos százalékos arányával rendelkező pillangószelep lehetőséget ad a szabályozási tartomány bővítésére, hasonlóan a gömbszelephez vagy a golyósszelephez, és csak a HPBV helyét foglalja el.
A szelepek, különösen a HPBV kiválasztásakor ügyeljen a megfelelő méretre, ellenkező esetben a vezérlőterem manuálisan vezérelheti őket. Szintén fontos figyelembe venni a szeleptípust, a benne rejlő jellemzőket és a szelepméretet, amelyek az alkalmazás legszélesebb szabályozási tartományát biztosítják.
Mark Nymeyer az Emerson Automation Solutions globális marketingkommunikációs menedzsere az áramlásvezérlésért.
Ez nem fizetőfal. Ez egy szabad fal. Nem akarjuk akadályozni, hogy idejöjjön, ezért ez csak néhány másodpercet vesz igénybe.
Feladás időpontja: 2021.10.11
