CTYPE html OPENBAAR “-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN” “http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd”>
Vlinderkleppen zijn lichter, kleiner en lichter dan andere soorten regelkleppen, waardoor ze de beste keuze zijn voor het regelen van de stroom in veel toepassingen. Standaard vlinderkleppen worden traditioneel gebruikt voor automatisch openen/sluiten en zijn zeer geschikt voor deze rol. Als het echter gaat om het reguleren van de stroom in een gesloten systeem, beschouwen sommige ingenieurs dit als onaanvaardbaar.
De vlinderklep maakt gebruik van een roterende schijf om de stroming door de buis te regelen. Schijven kunnen meestal over een hoek van 90 graden worden bediend, daarom worden ze ook wel kwartslagkleppen genoemd. Meestal worden ze gebruikt bij het overwegen van de economie. Wanneer een goede sluiting vereist is, kunnen vlinderkleppen met zacht-elastische afdichtingen en/of gecoate schijven worden gebruikt om de vereiste prestaties te leveren. De hoogwaardige vlinderklep (HPBV) – of dubbele offsetklep – is nu de industriestandaard voor vlinderregelkleppen en wordt veel gebruikt voor smoringscontrole. Ze presteren goed voor toepassingen met een relatief constante drukval of langzame proceslussen.
De voordelen van HPBV zijn onder meer een recht doorstroompad, hoge capaciteit en de mogelijkheid om gemakkelijk vaste en viskeuze media door te laten. Hun installatiekosten zijn doorgaans de laagste van alle kleptypen, vooral NPS 12 en grotere kleppen. Vergeleken met andere soorten kleppen neemt hun kostenvoordeel aanzienlijk toe wanneer de maat groter is dan 12 inch.
Ze kunnen goede sluitprestaties leveren in een breed temperatuurbereik en bieden verschillende kleplichaamontwerpen, waaronder wafertype, noktype en dubbele flens. Ze zijn veel lichter dan andere soorten kleppen en compacter. Een 12-inch ANSI klasse 150 gesegmenteerde kogelkraan met dubbele flens weegt bijvoorbeeld 350 pond en heeft een face-to-face afmeting van 13,31 inch, terwijl de equivalente 12-inch lug-vlinderklep slechts 200 pond weegt en een face-to-face afmeting van 13,31 inch. gezichtsafmeting van 3 inch.
Vlinderkleppen hebben enkele beperkingen waardoor ze in bepaalde toepassingen ongeschikt zijn voor debietregeling. Deze omvatten beperkte mogelijkheden voor drukval in vergelijking met kogelkranen, met een groter cavitatie- of flitspotentieel.
Omdat het grote oppervlak van de schijf als hefboom fungeert om de dynamische kracht van het stromende medium op de aandrijfas over te brengen, worden standaard vlinderkleppen doorgaans niet gebruikt voor hogedruktoepassingen. Als dat zo is, worden de grootte en selectie van de actuator van cruciaal belang.
Soms komt het voor dat de vlinderregelklep te groot is, wat een negatieve invloed heeft op de procesprestaties. Dit kan te wijten zijn aan het gebruik van kleppen ter grootte van een pijpleiding, met name vlinderkleppen met een grote capaciteit. Het kan de procesvariabiliteit op twee manieren vergroten. Ten eerste levert overmaat te veel winst op voor de klep, en ontbeert daardoor de flexibiliteit bij het afstellen van de controller. Ten tweede kunnen te grote kleppen vaker in werking treden bij lagere klepopeningen, terwijl de afdichtingswrijving van vlinderkleppen groter kan zijn. Omdat bij een bepaalde klepslagtoename een te grote klep onevenredig grote stroomveranderingen zal veroorzaken. Dit fenomeen zal de procesvariabiliteit die samenhangt met de dode zone als gevolg van wrijving enorm overdrijven.
Codebepalers gebruiken soms vlinderkleppen om economische redenen of om zich aan te passen aan een bepaalde pijpleidinggrootte, ongeacht hun beperkingen. Er is een trend om de vlinderklep te groot te maken om te voorkomen dat de leiding bekneld raakt, wat kan leiden tot een slechte procescontrole.
De grootste beperking is dat het ideale regelbereik van de smoring niet zo breed is als dat van een afsluiter of een gesegmenteerde kogelkraan. Vlinderkleppen presteren over het algemeen niet goed buiten het openingsregelbereik van ongeveer 30% tot 50%.
Wanneer de regellus lineair werkt en de procesversterking dichtbij 1 ligt, is de lus doorgaans het gemakkelijkst te controleren. Daarom wordt een procesversterking van 1,0 het doel voor een goede luscontrole, en het aanvaardbare bereik is 0,5 tot 2,0 (bereik 4:1).
De prestatie is het beste als het grootste deel van de lusversterking afkomstig is van de controller. Merk op dat in de versterkingscurve van figuur 1 de procesversterking behoorlijk hoog wordt in het gebied onder ongeveer 25% van de klepslag.
Procesversterking definieert de relatie tussen procesuitvoer en invoerveranderingen. De slag waarbij de proceswinst tussen 0,5 en 2,0 wordt gehouden, is het optimale regelbereik van de klep. Wanneer de procesversterking niet binnen het bereik van 0,5 tot 2,0 ligt, kunnen slechte dynamische prestaties en lusinstabiliteit optreden.
Wanneer de klep van gesloten naar open gaat, heeft het ontwerp van de vlinderklepschijf een aanzienlijke invloed op de klepstroom. De schijf met inherente gelijke procentuele kenmerken kan de drukval die verandert met de stroomsnelheid beter compenseren. Een gelijk percentage interne onderdelen zorgt voor lineaire installatiekenmerken om de drukval te veranderen, wat ideaal is. Het resultaat is een nauwkeurigere één-op-één verandering tussen debiet en klepslag.
Onlangs kunnen vlinderkleppen schijven gebruiken met inherente stroomkarakteristieken met een gelijk percentage. Dit biedt een installatiefunctie die resulteert in een winst in het installatieproces binnen het vereiste bereik van 0,5 tot 2,0 over een groter bereik. Dit zal de controle over het gaspedaal aanzienlijk verbeteren, vooral in het lagere bereik.
Dit ontwerp biedt goede controle, met een aanvaardbare winst van 0,5 tot 2,0 van ongeveer 11% opening tot 70%, en het regelbereik is bijna drie keer hoger dan dat van een typische krachtige vlinderklep (HPBV) van dezelfde grootte. Daarom zorgen schijven met een gelijk percentage over het algemeen voor een lagere procesvariabiliteit.
Vlinderkleppen met inherente gelijke percentagekarakteristieken, zoals regelschijfkleppen, zijn ideaal voor processen waarbij nauwkeurige smoorcontroleprestaties vereist zijn. Ongeacht procesverstoringen kunnen deze dichter bij het beoogde instelpunt worden geregeld, waardoor de procesvariabiliteit wordt verminderd.
Als de vlinderklep niet goed werkt, vervangt u gewoon de klep door de juiste maat om het probleem op te lossen. Een papierbedrijf gebruikt bijvoorbeeld twee extra grote vlinderkleppen om de verwijdering van vocht uit de pulp te regelen. De twee kleppen werken op minder dan 20% van de slag, wat resulteert in procesvariaties van respectievelijk 3,5% en 8,0%. Het grootste deel van hun levensduur wordt doorgebracht in de handmatige modus.
Er werden twee NPS 4 Fisher Control-Disk-vlinderkleppen van het juiste formaat met digitale klepcontrollers geïnstalleerd. De lus draait nu in de automatische modus, de procesvariabiliteit van de eerste klep is toegenomen van 3,5% naar 1,6%, en de procesvariabiliteit van de tweede klep is toegenomen van 8% naar 3,0%, zonder enige speciale lusaanpassingen.
De slechte waterdruk en debietregeling van het koelsysteem in de staalfabriek leidden tot inconsistenties in het eindproduct. De HPBV die in Jiutai was geïnstalleerd, kon de waterstroom niet effectief naar wens controleren.
De fabriek hoopt kleppen te installeren die het proces beter kunnen controleren en de installatiekosten moeten minimaliseren. De fabriek zal $10.000 uitgeven om de leidingen van elke klep te vervangen om over te schakelen van HPBV naar gesegmenteerde kogelkranen. In plaats daarvan raadt Emerson aan dat de Control-Disk vlinderklep past op de huidige HPBV face-to-face maat.
Samen met een van de negen bestaande HPBV's werd een Control-Disk-klep getest en de prestaties voldeden aan de gestelde eisen. De fabriek verving de overige 8 HPBV's binnen een jaar en elke HPBV werd uitgerust met een Control-Disk-klep. Dit elimineerde de noodzaak om $90.000 pijpleidingen te vervangen voor gesegmenteerde kogelkranen, en de kosten van kogelkranen stegen met ongeveer 25% vergeleken met vlinderkleppen.
Control-Disk-kleppen zorgen voor nauwkeurige controle en helpen variabiliteit in het eindproduct te elimineren. De staalfabriek schat dat het installeren van negen Control-Disk-kleppen ongeveer 1 miljoen dollar per jaar kan besparen.
Vergeleken met de meeste andere kleptypen heeft HPBV met een digitale klepstandsteller lagere initiële installatiekosten en kan bij de juiste maat een voldoende regelbereik bieden. Ze hebben een hoge capaciteit en minimale stroombeperkingen. De vlinderklep met een inherent gelijk percentage interne onderdelen biedt de mogelijkheid om het regelbereik uit te breiden, vergelijkbaar met een klepafsluiter of kogelkraan, en neemt alleen de ruimte in beslag van de HPBV.
Zorg er bij het selecteren van kleppen, vooral HPBV, voor dat ze de juiste maat hebben, anders kunnen ze handmatig worden bediend door de controlekamer. Het is ook belangrijk om rekening te houden met het kleptype, de inherente kenmerken en de klepgrootte die het grootste regelbereik voor de toepassing bieden.
Mark Nymeyer is de wereldwijde marketingcommunicatiemanager voor flow control bij Emerson Automation Solutions.
Dit is geen betaalmuur. Dit is een vrije muur. We willen uw komst hier niet belemmeren, dus dit duurt maar een paar seconden.
Posttijd: 11 okt-2021
