バルブが循環しているとき、バルブから出る流れを測定してプロットし、電流 (コイルで制御されるバルブの場合) やステップ長 (ステッピング モーターで制御されるバルブの場合) などのバルブ入力を操作することで、制御の品質を観察できます。 ）。 この記事では、バルブ性能曲線の特徴、特に流れが始まる場所、曲線の傾向が特定のバルブ特性とその結果をどのように示すかについて説明します。
バルブを選択するときは、多くのパラメータを確認する必要がありますが、精密な機器が関係しており、流体解析などの用途で精度が重要である場合は、初期流量が驚くほど影響を与える可能性があるため、流れの揚程特性を考慮する必要があります。システム全体の寿命と寿命。 走る。 たとえば、バルブが急激な流量の増加を許容すると、油圧ショック (ウォーターハンマーまたは流体ハンマーとも呼ばれます) が発生する可能性があります。 これは図 1 で確認できます。丸で囲んだ領域は、バルブが持ち上げられるか開くときに発生する鋭い流量のピークを示しています。
突然のリフトは通常、入口 (通常はノズル) の内部シール面がバルブ (最も一般的には表面にゴムが付着したポペットバルブ) の作動シール面とどのように係合するかによって発生します。 残念ながら、ゴム（フッ素ゴム、EPDMなど）の性質上、固着・変形・劣化しやすく、ポペットがノズルに固着してから突然外れてしまう場合があります。 機械的な不規則性も、流量の突然の増加を引き起こしたり、その原因となったりすることがありますが、これらは、バネや摩擦などのバルブの設計に大きく関係しています。
ゲート バルブ、ボール バルブ、ニードル バルブなど、特定の種類のバルブには、フロー リフトやサージ、ハンマリングを軽減するのに適した特性があります。 アプリケーションで突入電流を制限するには、バルブの動作オリフィスが自由領域で可変である必要があります。 ポペットバルブやスプールバルブなどの一般的な制御バルブには固定オリフィスがあります。 したがって、シール面の揚力はオリフィスの全周に作用します。 これにより、流量の初期ピークが生じます。 たとえば、0.001 の制御リフトを備えた 0.006 のオリフィス プレートは全流量の 6.5% に相当し、これは突然のリフトオフまたはジャンプに相当します。
油圧衝撃は、振動、騒音、さらにはパイプやシールの破損や破損を引き起こす可能性があります。 特に繊細なシステムの場合、機械の寿命やメンテナンス スケジュールだけでなく、流量をスムーズかつ一貫して増加させることが重要です。 流量の突然の変化は、たとえ短期間であっても、重要なアプリケーション (投薬や換気制御など) の制御において特に有害でコストがかかる可能性があります。これは、小型計測器などのシステムのさまざまな側面を測定する機器を使用する場合にも当てはまります。血圧測定用のカフ。 流量の突然のピークは、流量計が時間内に測定して送信するには高すぎて速すぎる可能性があり、その結果、測定値が不正確または不完全になります。
流量のピークが急である場合は、時期尚早または過剰な媒体がパイプラインに流入していることを意味する場合もあります。 重要なアプリケーション (サンプル抽出など) では、これにより高価な試薬/溶媒が無駄になり、さらには不正確な分析につながる可能性があります。 また、液体中の細胞や化合物が分解される、溶血やホモリシスを起こしやすい血液やその他の敏感な液体など、媒体自体の状態を考慮する必要もあります。 乱流は化学結合の緩みを促進するため、流れの中断や乱流を最小限に抑えることで、繊細なサンプルの損傷や破壊を防ぐことができます。 したがって、精密用途で使用されるバルブは、乱流を最小限に抑え、コンポーネント、内部機器、および流体コンポーネントを損傷から保護する流れプロファイルを提供する必要があります。 このため、「ソフトスタート」を使用することをお勧めします (図 2 を参照)。 前に示したブーストとは異なり、「ソフト スタート」では、比例流量 (各電流またはステップが提供される) をスムーズに緩和する前に、穏やかな流量の導入が行われます。
流量曲線がバルブ間で同じ傾向に従うこと、特にリフト特性を確保することは、生産の一貫性と製品の信頼性を高めるために重要です。 結局のところ、マイクロリットル流量を可能にする優れたローエンド制御は、それが再現可能である場合にのみ優れています。 ただし、2 つのバルブがまったく同じということはありえないため、まったく同じ性能を持つバルブは 2 つもないことも認めなければなりません。 したがって、すべてのバルブが動作する範囲が存在する必要があります。 バルブを選択するときは、特定のバッチ内のすべてのバルブが十分に均一であり、特定の用途で期待どおりに動作できるように、範囲を理解し理解する必要があります。 これには特にリフトオフが含まれます。
したがって、バルブを選択するときは常に、バルブのリフト特性に注意を払い、それがアプリケーションをサポートするか妨げるかを考慮することが重要です。
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投稿時間: 2021 年 12 月 1 日
