CTYPE html CÔNG KHAI “-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN” “http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd”>
Van bướm nhẹ hơn, nhỏ hơn và nhẹ hơn các loại van điều khiển khác, khiến chúng trở thành lựa chọn tốt nhất để điều chỉnh dòng chảy trong nhiều ứng dụng. Van bướm tiêu chuẩn thường được sử dụng cho các ứng dụng đóng/mở tự động và chúng rất phù hợp cho vai trò này. Tuy nhiên, khi nói đến việc điều chỉnh dòng chảy trong hệ thống vòng kín, một số kỹ sư cho rằng chúng không thể chấp nhận được.
Van bướm sử dụng đĩa quay để điều khiển dòng chảy qua đường ống. Đĩa thường có thể hoạt động ở góc 90 độ, vì vậy chúng đôi khi được gọi là van quay một phần tư. Thông thường, chúng được sử dụng khi xem xét nền kinh tế. Khi cần đóng chặt, có thể sử dụng van bướm có vòng đệm đàn hồi mềm và/hoặc đĩa được phủ để mang lại hiệu suất cần thiết. Van bướm hiệu suất cao (HPBV) - hay van bù đôi - hiện là tiêu chuẩn công nghiệp cho van điều khiển bướm và được sử dụng rộng rãi để điều khiển tiết lưu. Chúng hoạt động tốt cho các ứng dụng có mức giảm áp suất tương đối ổn định hoặc các vòng xử lý chậm.
Ưu điểm của HPBV bao gồm đường dẫn dòng chảy thẳng, công suất cao và khả năng dễ dàng truyền qua môi trường rắn và nhớt. Chi phí lắp đặt của chúng thường thấp nhất trong tất cả các loại van, đặc biệt là NPS 12 và các loại van lớn hơn. So với các loại van khác, lợi thế về giá thành của chúng tăng lên đáng kể khi kích thước vượt quá 12 inch.
Chúng có thể mang lại hiệu suất đóng tốt trong phạm vi nhiệt độ rộng và cung cấp các thiết kế thân van khác nhau, bao gồm loại wafer, loại vấu và mặt bích đôi. Chúng nhẹ hơn nhiều so với các loại van khác và nhỏ gọn hơn. Ví dụ, van bi phân đoạn mặt bích đôi ANSI Class 150 12 inch nặng 350 pound và có kích thước mặt đối mặt là 13,31 inch, trong khi van bướm vấu 12 inch tương đương chỉ nặng 200 pound và mặt đối mặt- kích thước mặt 3 inch.
Van bướm có một số hạn chế khiến chúng không phù hợp để kiểm soát dòng chảy trong một số ứng dụng nhất định. Chúng bao gồm khả năng giảm áp suất hạn chế so với van bi, với khả năng tạo bọt hoặc nhấp nháy lớn hơn.
Do diện tích bề mặt lớn của đĩa hoạt động như một đòn bẩy để tác dụng lực động của môi trường chảy lên trục truyền động nên van bướm tiêu chuẩn thường không được sử dụng cho các ứng dụng áp suất cao. Nếu vậy, kích thước và lựa chọn bộ truyền động trở nên quan trọng.
Đôi khi xảy ra trường hợp van điều khiển bướm quá khổ, điều này sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu suất của quy trình. Điều này có thể là do sử dụng các loại van có kích thước đường ống, đặc biệt là van bướm công suất lớn. Nó có thể làm tăng sự biến đổi của quá trình theo hai cách. Trước hết, kích thước quá lớn mang lại quá nhiều lợi ích cho van và do đó thiếu tính linh hoạt trong việc điều chỉnh bộ điều khiển. Thứ hai, các van quá khổ có thể hoạt động thường xuyên hơn ở độ mở van thấp hơn, trong khi ma sát bịt kín của van bướm có thể lớn hơn. Bởi vì với mức tăng hành trình van nhất định, van quá lớn sẽ tạo ra sự thay đổi dòng chảy lớn không tương xứng. Hiện tượng này sẽ phóng đại đáng kể sự biến thiên của quá trình liên quan đến vùng chết do ma sát.
Người đặt mã đôi khi sử dụng van bướm vì lý do kinh tế hoặc để thích ứng với kích thước đường ống nhất định, bất kể những hạn chế của chúng. Xu hướng sử dụng van bướm quá khổ để tránh bị ép vào đường ống có thể dẫn đến việc kiểm soát quá trình kém.
Hạn chế lớn nhất là phạm vi điều khiển tiết lưu lý tưởng không rộng bằng van chặn hoặc van bi phân đoạn. Van bướm thường không hoạt động tốt ngoài phạm vi kiểm soát mở khoảng 30% đến 50%.
Nói chung, khi vòng điều khiển hoạt động theo kiểu tuyến tính và độ lợi của quá trình gần bằng 1 thì vòng lặp sẽ dễ điều khiển nhất. Do đó, mức tăng quy trình là 1,0 sẽ trở thành mục tiêu để kiểm soát vòng lặp tốt và phạm vi chấp nhận được là 0,5 đến 2,0 (phạm vi 4:1).
Hiệu suất là tốt nhất khi hầu hết độ lợi vòng lặp đến từ bộ điều khiển. Lưu ý rằng trong đường cong khuếch đại của Hình 1, mức khuếch đại của quá trình trở nên khá cao ở vùng dưới khoảng 25% hành trình van.
Độ lợi quá trình xác định mối quan hệ giữa những thay đổi đầu ra và đầu vào của quá trình. Hành trình trong đó mức tăng của quá trình được duy trì trong khoảng từ 0,5 đến 2,0 là phạm vi điều khiển tối ưu của van. Khi mức tăng của quá trình không nằm trong khoảng từ 0,5 đến 2,0, hiệu suất động kém và tính không ổn định của vòng lặp có thể xảy ra.
Khi van đóng mở, thiết kế đĩa van bướm có tác động không nhỏ đến lưu lượng van. Đĩa có các đặc tính phần trăm bằng nhau vốn có có thể bù đắp tốt hơn sự sụt giảm áp suất thay đổi theo tốc độ dòng chảy. Tỷ lệ phần trăm bên trong bằng nhau sẽ cung cấp các đặc tính lắp đặt tuyến tính để thay đổi mức giảm áp suất, điều này lý tưởng. Kết quả là sự thay đổi từng cái một chính xác hơn giữa tốc độ dòng chảy và hành trình van.
Gần đây, van bướm có thể sử dụng các đĩa có đặc tính dòng chảy phần trăm bằng nhau. Điều này cung cấp một tính năng cài đặt giúp đạt được quá trình cài đặt trong phạm vi yêu cầu từ 0,5 đến 2,0 trên phạm vi di chuyển rộng hơn. Điều này sẽ cải thiện đáng kể khả năng kiểm soát tiết lưu, đặc biệt là ở quãng đường di chuyển thấp hơn.
Thiết kế này cung cấp khả năng kiểm soát tốt, với mức tăng chấp nhận được từ 0,5 đến 2,0 từ khoảng 11% độ mở đến 70% và phạm vi điều khiển cao hơn gần ba lần so với van bướm hiệu suất cao (HPBV) thông thường có cùng kích thước. Do đó, các đĩa có tỷ lệ phần trăm bằng nhau mang lại độ biến thiên tổng thể của quy trình thấp hơn.
Van bướm với các đặc tính phần trăm bằng nhau vốn có, chẳng hạn như van đĩa điều khiển, rất lý tưởng cho các quy trình yêu cầu hiệu suất điều khiển tiết lưu chính xác. Bất kể sự xáo trộn của quy trình, chúng có thể được kiểm soát gần hơn với điểm đặt mục tiêu, do đó làm giảm sự biến đổi của quy trình.
Nếu van bướm hoạt động không tốt, chỉ cần thay van có kích thước phù hợp là có thể giải quyết được vấn đề. Ví dụ, một công ty giấy sử dụng hai van bướm cỡ lớn để kiểm soát việc loại bỏ độ ẩm khỏi bột giấy. Hai van hoạt động ở mức dưới 20% hành trình, dẫn đến độ biến thiên của quá trình lần lượt là 3,5% và 8,0%. Phần lớn thời gian sử dụng của chúng được dành ở chế độ thủ công.
Hai van bướm Fisher Control-Disk NPS 4 có kích thước phù hợp với bộ điều khiển van kỹ thuật số đã được lắp đặt. Vòng lặp hiện đang chạy ở chế độ tự động, độ biến thiên quy trình của van đầu tiên đã tăng từ 3,5% lên 1,6% và độ biến thiên quy trình của van thứ hai đã tăng từ 8% lên 3,0% mà không cần bất kỳ điều chỉnh vòng lặp đặc biệt nào.
Áp lực nước và khả năng kiểm soát dòng chảy kém của hệ thống làm mát trong nhà máy thép đã dẫn đến sự không nhất quán trong sản phẩm cuối cùng. HPBV lắp đặt ở Jiutai không thể kiểm soát hiệu quả lưu lượng nước theo yêu cầu.
Nhà máy hy vọng lắp đặt các van có thể kiểm soát quy trình tốt hơn và cần giảm thiểu chi phí lắp đặt. Nhà máy sẽ chi 10.000 USD để thay thế đường ống của mỗi van để chuyển từ HPBV sang van bi phân đoạn. Thay vào đó, Emerson khuyến nghị rằng van bướm Control-Disk của nó phù hợp với kích thước trực diện của HPBV hiện tại.
Van Control-Disk đã được thử nghiệm cùng với một trong chín HPBV hiện có và hiệu suất của nó đã đáp ứng các yêu cầu quy định. Nhà máy đã thay thế 8 HPBV còn lại trong vòng một năm và mỗi HPBV đều được trang bị một van Control-Disk. Điều này giúp loại bỏ nhu cầu thay thế đường ống trị giá 90.000 USD cho van bi phân đoạn và chi phí của van bi tăng khoảng 25% so với van bướm.
Van Control-Disk cung cấp khả năng kiểm soát chính xác và giúp loại bỏ sự biến đổi trong sản phẩm cuối cùng. Nhà máy thép ước tính rằng việc lắp đặt 9 van Control-Disk có thể tiết kiệm khoảng 1 triệu USD mỗi năm.
So với hầu hết các loại van khác, HPBV với bộ định vị kỹ thuật số có chi phí lắp đặt ban đầu thấp hơn và có thể cung cấp phạm vi điều khiển đầy đủ khi kích thước phù hợp. Chúng có công suất cao và hạn chế dòng chảy tối thiểu. Van bướm với tỷ lệ phần trăm các bộ phận bên trong bằng nhau mang lại cơ hội mở rộng phạm vi điều khiển, tương tự như van cầu hoặc van bi và chỉ chiếm không gian của HPBV.
Khi lựa chọn van, đặc biệt là HPBV, hãy đảm bảo chúng có kích thước chính xác, nếu không phòng điều khiển có thể điều khiển thủ công. Điều quan trọng nữa là phải xem xét loại van, đặc điểm vốn có và kích thước van mang lại phạm vi điều khiển rộng nhất cho ứng dụng.
Mark Nymeyer là giám đốc truyền thông tiếp thị toàn cầu về kiểm soát dòng chảy tại Emerson Automation Solutions.
Đây không phải là một bức tường phí. Đây là một bức tường miễn phí. Chúng tôi không muốn cản trở mục đích đến đây của bạn nên việc này sẽ chỉ mất vài giây.
Thời gian đăng: Oct-11-2021
