Когда клапан работает в циклическом режиме, качество управления можно наблюдать путем измерения и построения графика потока, выходящего из клапана, и управления входом клапана, таким как ток (для клапанов, управляемых катушкой) или длина шага (для клапанов, управляемых шаговым двигателем). ). В этой статье будут обсуждаться характеристики кривой рабочих характеристик клапана, в частности, где начинается расход и как тренд кривой указывает на определенные характеристики клапана и их последствия.
При выборе клапана необходимо учитывать множество параметров, но когда задействовано чувствительное оборудование и точность имеет решающее значение для применения, например, при анализе жидкости, следует учитывать подъемные характеристики потока, поскольку начальный расход может неожиданно повлиять на жизнь и жизнь всей системы. бегать. Например, если клапан допускает внезапный скачок потока, это может вызвать гидравлический удар (также известный как гидроудар или гидравлический удар). Это можно увидеть на рисунке 1, где обведенная область показывает резкий пик потока, возникающий при подъеме или открытии клапана.
Внезапный подъем обычно происходит из-за того, как внутренняя уплотнительная поверхность впускного отверстия (обычно форсунка) входит в зацепление с приводной уплотнительной поверхностью клапана, чаще всего тарельчатого клапана с приклеенной к его поверхности резиной. К сожалению, природа резины (фторкаучук, EPDM и т. д.) позволяет легко прилипать, деформироваться и разрушаться, что в некоторых случаях может привести к прилипанию тарелки к соплу, прежде чем она внезапно отсоединится. Механические нарушения также могут вызывать или способствовать внезапному увеличению расхода, но они во многом связаны с конструкцией клапана, например пружинами и даже трением.
Некоторые типы клапанов имеют характеристики, которые делают их более подходящими для снижения подъема потока, пульсаций и ударов, например, задвижки, шаровые краны или игольчатые клапаны. Чтобы ограничить пусковой ток в вашем приложении, рабочее отверстие клапана должно быть регулируемым в его свободной зоне. Типичный регулирующий клапан, такой как тарельчатый клапан или золотниковый клапан, имеет фиксированное отверстие. Таким образом, подъемная сила на уплотнительной поверхности действует на всю окружность отверстия. Это приводит к начальному пику потока. Например, диафрагма диаметром 0,006 с регулируемым подъемом 0,001 будет составлять 6,5% полного потока, что эквивалентно внезапному отрыву или прыжку.
Гидравлический удар может вызвать вибрацию, шум и даже разрыв/выход из строя труб или уплотнений. Особенно для чувствительных систем обеспечение плавного и последовательного увеличения расхода является ключевым фактором, а не только для срока службы машины или графика технического обслуживания. Внезапные изменения потока, какими бы кратковременными они ни были, могут быть особенно вредными и дорогостоящими при управлении критически важными приложениями (такими как лекарства или контроль вентиляции), и это также верно при использовании инструментов для измерения различных аспектов системы, таких как миниатюрные манжеты для измерения артериального давления. Внезапный пик расхода может быть слишком высоким и слишком быстрым для того, чтобы счетчик мог своевременно измерить и передать данные, что приведет к неточным или неполным показаниям.
Резкий пик расхода также может означать, что в трубопровод попадает преждевременная или избыточная среда. В критически важных приложениях (таких как экстракция проб) это может привести к потере дорогостоящих реагентов/растворителей и даже к неточному анализу. Также необходимо учитывать состояние самой среды, например крови или других чувствительных жидкостей, склонных к гемолизу или гомолизу, когда клетки или соединения в жидкости разрушаются. Турбулентность усиливает ослабление химических связей, поэтому сведение к минимуму перерывов или турбулентности потока предотвратит повреждение или разрушение деликатных образцов. Таким образом, клапаны, используемые в прецизионных приложениях, должны обеспечивать профиль потока, который сводит к минимуму турбулентность, защищая компоненты, внутренние инструменты и компоненты жидкости от повреждений. По этой причине рекомендуется использовать «плавный пуск» (см. Рисунок 2). В отличие от повышения, показанного ранее, «мягкий старт» обеспечивает плавное введение потока перед плавным ослаблением пропорционального потока (каждый предусмотренный ток или шаг).
Обеспечение того, чтобы кривая потока соответствовала одной и той же тенденции от клапана к клапану, особенно подъемные характеристики, важно для обеспечения стабильности производства и укрепления доверия к продукту; в конце концов, превосходное управление низкими частотами, обеспечивающее поток в микролитрах, является превосходным только тогда, когда оно повторяется. Однако следует также признать, что не существует двух клапанов с абсолютно одинаковой производительностью, поскольку не может быть двух абсолютно одинаковых клапанов. Следовательно, должен быть диапазон, в котором будут работать все клапаны. При выборе клапанов следует понимать и понимать диапазон, чтобы все клапаны в любой данной партии были достаточно однородными и могли работать ожидаемым образом в конкретном применении. Особенно это касается отрыва.
Поэтому всякий раз, когда вы выбираете клапан, важно обращать внимание на его подъемные характеристики и учитывать, будет ли он поддерживать или препятствовать применению.
Используя самый мощный и мощный миниатюрный линейный привод в отрасли, запатентованный плавный пуск Eclipse с ступенчатым управлением, керамический шиберный запорный клапан занимает лидирующие позиции в отрасли с точки зрения производительности и долговечности. Этот удостоенный наград клапан идеально подходит для критически важных применений, таких как транспортировка жидкостей и газов, медицинская, аналитическая и промышленная автоматизация, где требуется сверхвысокое разрешение и превосходная повторяемость. Кроме того, уникальный дизайн позволяет настраивать профили трафика.
Подписное медицинское проектирование и аутсорсинг. Добавляйте в закладки, делитесь информацией и взаимодействуйте с ведущими журналами по медицинскому проектированию уже сегодня.
DeviceTalks — это диалог лидеров медицинских технологий. Это мероприятия, подкасты, вебинары и обмен идеями и знаниями один на один.
Бизнес-журнал о медицинском оборудовании. MassDevice — ведущий деловой журнал, посвященный новостям в области медицинского оборудования, рассказывающий историю устройств, спасающих жизни.
Время публикации: 01 декабря 2021 г.
