Quando la valvola funziona, è possibile osservare la qualità del controllo misurando e tracciando il flusso in uscita dalla valvola e azionando l'ingresso della valvola, come la corrente (per valvole controllate da una bobina) o la lunghezza del passo (per valvole controllate da un motore passo-passo) ). In questo articolo verranno discusse le caratteristiche della curva di prestazione della valvola, in particolare, dove inizia il flusso e come l'andamento della curva indica determinate caratteristiche della valvola e le loro conseguenze.
Quando si seleziona una valvola, è necessario considerare molti parametri, ma quando sono coinvolte apparecchiature sensibili e la precisione è fondamentale per l'applicazione, come nell'analisi dei fluidi, è necessario considerare le caratteristiche di sollevamento del flusso, poiché il flusso iniziale può sorprendentemente influenzare la vita e la vita dell’intero sistema. correre. Ad esempio, se la valvola consente un improvviso aumento del flusso, potrebbe causare uno shock idraulico (noto anche come colpo d'ariete o colpo di fluido). Ciò è visibile nella Figura 1, dove l'area cerchiata mostra il forte picco di flusso che si verifica quando la valvola viene sollevata o aperta.
L'improvviso sollevamento è solitamente dovuto al modo in cui la superficie di tenuta interna dell'ingresso (solitamente l'ugello) si impegna con la superficie di tenuta di azionamento della valvola, più comunemente una valvola a fungo con gomma aderente alla sua superficie. Sfortunatamente, la natura della gomma (gomma fluorurata, EPDM, ecc.) la rende facile da attaccare, deformare e degradare, il che in alcuni casi può causare l'adesione dell'otturatore all'ugello prima che si stacchi improvvisamente. Anche le irregolarità meccaniche possono causare o contribuire ad un improvviso aumento del flusso, ma queste sono strettamente legate al design della valvola, come le molle e persino l'attrito.
Alcuni tipi di valvole hanno caratteristiche che le rendono più adatte a ridurre l'innalzamento del flusso o i picchi e i colpi d'ariete, come le valvole a saracinesca, le valvole a sfera o le valvole a spillo. Per limitare la corrente di spunto nella vostra applicazione, l'orifizio operativo della valvola deve essere variabile nella sua area libera. Una tipica valvola di controllo, come una valvola a fungo o una valvola a spola, ha un orifizio fisso. Pertanto, la portanza sulla superficie di tenuta agisce su tutta la circonferenza dell'orifizio. Ciò porta ad un picco iniziale di flusso. Ad esempio, un orifizio da 0,006 con un'alzata di controllo di 0,001 rappresenterà il 6,5% del flusso totale, che equivale a un decollo o un salto improvviso.
Lo shock idraulico può causare vibrazioni, rumore e persino rottura/guasto di tubi o guarnizioni. Soprattutto per i sistemi sensibili, garantire un aumento graduale e costante del flusso è la chiave, non solo per la durata della macchina o per il programma di manutenzione. Cambiamenti improvvisi nel flusso, non importa quanto di breve durata, possono essere particolarmente dannosi e costosi nel controllo di applicazioni critiche (come il controllo dei farmaci o della ventilazione), e questo vale anche quando si utilizzano strumenti per misurare vari aspetti del sistema, come ad esempio i dispositivi in miniatura polsini per la pressione sanguigna. Il picco improvviso del flusso potrebbe essere troppo alto e troppo veloce perché il misuratore possa misurarlo e trasmetterlo in tempo, il che si tradurrà in letture imprecise o incomplete.
Un forte picco di flusso può anche significare che nella tubazione entra un mezzo prematuro o eccessivo. Per le applicazioni critiche (come l'estrazione dei campioni), ciò potrebbe sprecare reagenti/solventi costosi e persino portare ad analisi imprecise. È inoltre necessario considerare lo stato del mezzo stesso, come sangue o altri fluidi sensibili soggetti a emolisi o omolisi, dove le cellule o i composti nel fluido vengono scomposti. La turbolenza aumenterà l'allentamento dei legami chimici, quindi riducendo al minimo le interruzioni o la turbolenza nel flusso si eviteranno danni o distruzione di campioni delicati. Pertanto, le valvole utilizzate in applicazioni di precisione devono fornire un profilo di flusso che riduca al minimo le turbolenze e protegga i componenti, gli strumenti interni e i componenti del fluido da eventuali danni. Per questo motivo si consiglia di utilizzare il “soft start” (vedere Figura 2). A differenza del boost mostrato in precedenza, il “soft start” fornisce un'introduzione delicata del flusso prima di allentare gradualmente il flusso proporzionale (ogni corrente o gradino fornito).
Garantire che la curva di flusso segua lo stesso andamento da valvola a valvola, in particolare le caratteristiche di sollevamento, è importante per garantire coerenza nella produzione e creare fiducia nel prodotto; dopo tutto, un eccellente controllo di fascia bassa che consente un flusso di microlitri è eccellente solo quando è ripetibile. Bisogna però anche ammettere che non esistono due valvole che abbiano esattamente le stesse prestazioni, perché non possono esserci due valvole esattamente identiche. Pertanto, dovrebbe esserci un intervallo in cui funzioneranno tutte le valvole. Quando si selezionano le valvole, è necessario comprendere e comprendere l'intervallo in modo che tutte le valvole di un dato lotto siano sufficientemente uniformi e possano funzionare come previsto in una determinata applicazione. Ciò riguarda soprattutto il decollo.
Pertanto, ogni volta che si sceglie una valvola, è importante prestare attenzione alle caratteristiche di sollevamento della valvola e considerare se supporterà o ostacolerà l'applicazione.
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Orario di pubblicazione: 01-dic-2021
