Συχνές ερωτήσεις σχετικά με τις ηλεκτρικές βαλβίδες ελέγχου

1. Ποιοι είναι οι τρεις κύριοι παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά την επιλογή ενός ενεργοποιητή;  

1) Η έξοδος του ενεργοποιητή πρέπει να υπερβαίνει το φορτίο της βαλβίδας και να ταιριάζει κατάλληλα.  

2) Κατά τον έλεγχο των τυπικών συνδυασμών, εξετάστε εάν η επιτρεπόμενη διαφορά πίεσης που καθορίζεται για τη βαλβίδα πληροί τις απαιτήσεις της διαδικασίας. Για διαφορές υψηλής πίεσης, υπολογίστε τη μη ισορροπημένη δύναμη που ασκείται στο πώμα της βαλβίδας.  

3) Εξετάστε εάν η ταχύτητα απόκρισης του ενεργοποιητή πληροί τις απαιτήσεις λειτουργίας της διαδικασίας, ειδικά για τους ηλεκτρικούς ενεργοποιητές.

2. Ποια είναι τα χαρακτηριστικά των ηλεκτρικών ενεργοποιητών σε σύγκριση με τους πνευματικούς ενεργοποιητές και ποιες είναι οι διαφορετικές μορφές εξόδου;  

Οι ηλεκτρικοί ενεργοποιητές χρησιμοποιούν ηλεκτρική ενέργεια ως πηγή κίνησης, η οποία είναι απλή και βολική, με υψηλή ώθηση, ροπή και ακαμψία. Ωστόσο, έχουν πολύπλοκη δομή και χαμηλότερη αξιοπιστία. Είναι πιο ακριβοί από τους πνευματικούς ενεργοποιητές για μεσαία και μικρά μεγέθη. Χρησιμοποιούνται συνήθως σε εφαρμογές χωρίς παροχή αερίου ή όπου δεν απαιτούνται αυστηρές απαιτήσεις προστασίας από εκρήξεις και πυρκαγιές.  

Οι ηλεκτρικοί ενεργοποιητές έχουν τρεις μορφές εξόδου: γωνιακή διαδρομή, γραμμική διαδρομή και πολλαπλή περιστροφή.

3. Γιατί οι βαλβίδες γωνιακής διαδρομής έχουν μεγαλύτερη διαφορική πίεση διακοπής;  

Οι βαλβίδες γωνιακής διαδρομής έχουν μεγαλύτερη διαφορική πίεση διακοπής επειδή η συνισταμένη δύναμη που παράγεται από το μέσο στο κέντρο της βαλβίδας ή στην πλάκα της βαλβίδας παράγει πολύ μικρή ροπή στον περιστρεφόμενο άξονα, επιτρέποντάς του να αντέχει σε μεγαλύτερη διαφορική πίεση.  

Οι βαλβίδες πεταλούδας και οι βαλβίδες σφαιρών είναι οι πιο κοινοί τύποι βαλβίδων γωνιακής διαδρομής.  

4. Ποιες βαλβίδες απαιτούν επιλογή κατεύθυνσης ροής; Πώς πρέπει να επιλέγονται;  

Οι ρυθμιστικές βαλβίδες μονής στεγανοποίησης όπως

οι βαλβίδες μονής έδρας, οι βαλβίδες υψηλής πίεσης και οι βαλβίδες χιτωνίου μονής στεγανοποίησης χωρίς οπές εξισορρόπησης απαιτούν επιλογή κατεύθυνσης ροής.

Οι τύποι ανοιχτής ροής και κλειστής ροής έχουν ο καθένας τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους. Οι βαλβίδες ανοιχτής ροής λειτουργούν πιο σταθερά, αλλά έχουν χειρότερη απόδοση αυτοκαθαρισμού και στεγανοποίησης, με αποτέλεσμα μικρότερη διάρκεια ζωής. οι βαλβίδες κλειστής ροής έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, καλύτερη απόδοση αυτοκαθαρισμού και στεγανοποίησης, αλλά η σταθερότητα είναι κακή όταν η διάμετρος του στελέχους της βαλβίδας είναι μικρότερη από τη διάμετρο του κέντρου της βαλβίδας.

Οι βαλβίδες μονής έδρας, οι βαλβίδες μικρής ροής και οι βαλβίδες χιτωνίου μονής στεγανοποίησης χρησιμοποιούν συνήθως τύπο ανοιχτής ροής. Όταν υπάρχουν σοβαρές απαιτήσεις διάβρωσης ή αυτοκαθαρισμού, μπορεί να επιλεγεί τύπος κλειστής ροής. Οι βαλβίδες ελέγχου χαρακτηριστικών γρήγορου ανοίγματος δύο θέσεων χρησιμοποιούν τύπο κλειστής ροής.

5. Εκτός από τις βαλβίδες μονής έδρας, διπλής έδρας και χιτωνίου, ποιες άλλες βαλβίδες έχουν ρυθμιστικές λειτουργίες;

Οι βαλβίδες διαφράγματος, οι βαλβίδες πεταλούδας, οι βαλβίδες σφαιρών τύπου O (κυρίως για διακοπή), οι βαλβίδες σφαιρών τύπου V (υψηλός λόγος ρύθμισης και λειτουργία διάτμησης) και οι εκκεντρικές περιστροφικές βαλβίδες είναι όλες βαλβίδες με ρυθμιστικές λειτουργίες.

6. Γιατί η επιλογή βαλβίδας είναι πιο σημαντική από τον υπολογισμό;

Σε σύγκριση με τον υπολογισμό, η επιλογή βαλβίδας είναι πολύ πιο σημαντική και περίπλοκη. Αυτό συμβαίνει επειδή ο υπολογισμός είναι απλώς ένας απλός υπολογισμός τύπου και η ακρίβειά του δεν έγκειται στην ακρίβεια του ίδιου του τύπου, αλλά στην ακρίβεια των δεδομένων παραμέτρων της διαδικασίας.

Η επιλογή βαλβίδας περιλαμβάνει ένα ευρύ φάσμα παραγόντων και ακόμη και μικρά σφάλματα μπορεί να οδηγήσουν σε ακατάλληλη επιλογή, με αποτέλεσμα τη σπατάλη εργατικού δυναμικού, υλικών και οικονομικών, καθώς και μη ικανοποιητική απόδοση και διάφορα λειτουργικά ζητήματα όπως η αξιοπιστία, η διάρκεια ζωής και η λειτουργική ποιότητα.

7. Γιατί οι βαλβίδες διπλής στεγανοποίησης δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως βαλβίδες διακοπής;

Το πλεονέκτημα του πηνίου βαλβίδας διπλής έδρας είναι η δομή του ισορροπημένης δύναμης, η οποία επιτρέπει υψηλές διαφορικές πιέσεις. Ωστόσο, το σημαντικό μειονέκτημά του είναι ότι οι δύο επιφάνειες στεγανοποίησης δεν μπορούν να διατηρήσουν καλή επαφή ταυτόχρονα, με αποτέλεσμα σημαντική διαρροή.

Εάν χρησιμοποιηθεί τεχνητά και αναγκαστικά σε εφαρμογές διακοπής, τα αποτελέσματα θα είναι μη ικανοποιητικά. Ακόμη και με βελτιώσεις (όπως η βαλβίδα χιτωνίου διπλής στεγανοποίησης), αυτή η προσέγγιση δεν είναι σκόπιμη.

8. Γιατί η βαλβίδα διπλής έδρας τείνει να ταλαντώνεται σε μικρές γωνίες ανοίγματος;

Για ένα μόνο κέντρο βαλβίδας, όταν το μέσο είναι τύπου ανοιχτής ροής, η βαλβίδα έχει καλή σταθερότητα. όταν το μέσο είναι τύπου κλειστής ροής, η βαλβίδα έχει κακή σταθερότητα. Μια βαλβίδα διπλής έδρας έχει δύο κέντρα βαλβίδας, με το κάτω κέντρο βαλβίδας σε λειτουργία κλειστής ροής και το πάνω κέντρο βαλβίδας σε λειτουργία ανοιχτής ροής.

Έτσι, κατά τη λειτουργία σε μικρά ανοίγματα, το κέντρο βαλβίδας κλειστής ροής είναι επιρρεπές στην πρόκληση δόνησης της βαλβίδας, γι' αυτό και οι βαλβίδες διπλής έδρας δεν είναι κατάλληλες για εφαρμογές μικρού ανοίγματος.

9. Ποια είναι τα χαρακτηριστικά μιας ρυθμιστικής βαλβίδας μονής έδρας ευθείας διαδρομής; Σε ποιες εφαρμογές χρησιμοποιείται;

1) Χαμηλό ποσοστό διαρροής, καθώς υπάρχει μόνο ένα κέντρο βαλβίδας, εξασφαλίζοντας καλή στεγανοποίηση. Το τυπικό ποσοστό διαρροής είναι 0,01% KV και περαιτέρω σχεδιασμός μπορεί να το καταστήσει κατάλληλο για χρήση ως βαλβίδα διακοπής.

2) Χαμηλή επιτρεπόμενη διαφορά πίεσης, καθώς η μη ισορροπημένη δύναμη είναι μεγάλη. Για μια βαλβίδα DN100, η διαφορά πίεσης (△P) είναι μόνο 120 kPa.

3) Χαμηλή ικανότητα ροής. Το KV για μια βαλβίδα DN100 είναι μόνο 120.

Χρησιμοποιείται συνήθως σε εφαρμογές όπου η διαρροή είναι ελάχιστη και η διαφορική πίεση δεν είναι σημαντική.

10. Ποια είναι τα χαρακτηριστικά μιας ρυθμιστικής βαλβίδας διπλής έδρας ευθείας διαδρομής; Σε ποιες εφαρμογές χρησιμοποιείται;

1) Υψηλή επιτρεπόμενη διαφορική πίεση, καθώς μπορεί να αντισταθμίσει πολλές μη ισορροπημένες δυνάμεις. Το △P της βαλβίδας για μια βαλβίδα DN100 είναι 280 kPa.

2) Υψηλή ικανότητα ροής. Η τιμή KV για μια βαλβίδα DN100 είναι 160.

3) Υψηλό ποσοστό διαρροής, λόγω των δύο κέντρων βαλβίδας που δεν μπορούν να σφραγίσουν ταυτόχρονα. Το τυπικό ποσοστό διαρροής είναι 0,1% KV, που είναι 10 φορές μεγαλύτερο από αυτό μιας βαλβίδας μονής έδρας.

Οι ρυθμιστικές βαλβίδες διπλής έδρας ευθείας διαδρομής χρησιμοποιούνται κυρίως σε εφαρμογές με υψηλές διαφορικές πιέσεις και λιγότερο αυστηρές απαιτήσεις διαρροής.

11. Γιατί οι ρυθμιστικές βαλβίδες γραμμικής διαδρομής έχουν κακή απόδοση κατά του μπλοκαρίσματος, ενώ οι βαλβίδες γωνιακής διαδρομής έχουν καλή απόδοση κατά του μπλοκαρίσματος;

Σε μια βαλβίδα ευθείας διαδρομής, το κέντρο της βαλβίδας εκτελεί κάθετο στραγγαλισμό, ενώ το μέσο ρέει μέσα και έξω οριζόντια. Η διαδρομή ροής μέσα στην κοιλότητα της βαλβίδας αναπόφευκτα κάμπτεται και στρέφεται, καθιστώντας τη διαδρομή ροής της βαλβίδας εξαιρετικά περίπλοκη (μοιάζει με σχήμα ανεστραμμένου “S”). Αυτό δημιουργεί πολυάριθμες νεκρές ζώνες, παρέχοντας χώρο για καθίζηση του μέσου, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε μπλοκαρίσματα με την πάροδο του χρόνου.

Στις βαλβίδες γωνιακής διαδρομής, η κατεύθυνση στραγγαλισμού είναι οριζόντια, με το μέσο να ρέει μέσα και έξω οριζόντια. Αυτό διευκολύνει την απομάκρυνση των ακαθαρσιών και απλοποιεί τη διαδρομή ροής, ελαχιστοποιώντας τον χώρο καθίζησης. Επομένως, οι βαλβίδες γωνιακής διαδρομής έχουν ανώτερη απόδοση κατά του μπλοκαρίσματος.

12. Πότε απαιτείται ένας τοποθέτης βαλβίδας;

1) Εφαρμογές με υψηλή τριβή που απαιτούν ακριβή τοποθέτηση. Παραδείγματα περιλαμβάνουν ρυθμιστικές βαλβίδες υψηλής ή χαμηλής θερμοκρασίας ή βαλβίδες που χρησιμοποιούν εύκαμπτη συσκευασία γραφίτη;

2) Εφαρμογές όπου οι αργές διεργασίες απαιτούν βελτιωμένη ταχύτητα απόκρισης της ρυθμιστικής βαλβίδας. Για παράδειγμα, συστήματα ελέγχου θερμοκρασίας, στάθμης ή αναλυτικών παραμέτρων.

3) Εφαρμογές όπου απαιτείται αυξημένη δύναμη εξόδου και δύναμη διακοπής του ενεργοποιητή. Για παράδειγμα, βαλβίδες μονής έδρας με DN ≥ 25, βαλβίδες διπλής έδρας με DN > 100 ή εφαρμογές όπου η πτώση πίεσης στη βαλβίδα (△P) υπερβαίνει το 1 MPa ή η πίεση εισόδου (P1) υπερβαίνει τα 10 MPa.

4) Εφαρμογές όπου η πνευματική λειτουργία ανοίγματος/κλεισίματος της ρυθμιστικής βαλβίδας πρέπει να αλλάξει κατά τη λειτουργία σε συστήματα ελέγχου διαχωρισμένης περιοχής.

5) Εφαρμογές όπου πρέπει να τροποποιηθεί το χαρακτηριστικό ροής της ρυθμιστικής βαλβίδας.

13. Ποια είναι τα επτά βήματα για τον προσδιορισμό του μεγέθους της βαλβίδας;

1) Προσδιορίστε τον υπολογιζόμενο ρυθμό ροής — Qmax, Qmin

2) Προσδιορίστε την υπολογιζόμενη πτώση πίεσης — επιλέξτε την αναλογία αντίστασης S με βάση τα χαρακτηριστικά του συστήματος, στη συνέχεια προσδιορίστε την υπολογιζόμενη πτώση πίεσης (όταν η βαλβίδα είναι πλήρως ανοιχτή);

3) Υπολογίστε τον συντελεστή ροής — χρησιμοποιήστε κατάλληλους τύπους υπολογισμού, διαγράμματα ή λογισμικό για να προσδιορίσετε τις μέγιστες και ελάχιστες τιμές KV;

4) Επιλέξτε την τιμή KV — με βάση τη μέγιστη τιμή KV, επιλέξτε την πλησιέστερη τιμή KV στη σειρά προϊόντων που επιλέχθηκε για να λάβετε το προκαταρκτικό μέγεθος της βαλβίδας;

5) Επαληθεύστε το άνοιγμα της βαλβίδας — βεβαιωθείτε ότι το άνοιγμα της βαλβίδας είναι ≤90% όταν επιτυγχάνεται το Qmax και ≥10% όταν επιτυγχάνεται το Qmin;

6) Πραγματική επαλήθευση ρυθμιζόμενης αναλογίας — γενικά απαιτεί R ≥ 10; R πραγματικό > R απαιτούμενο

7) Προσδιορισμός μεγέθους — εάν δεν είναι κατάλληλο, επιλέξτε ξανά την τιμή KV και επαληθεύστε ξανά.

14. Γιατί η βαλβίδα χιτωνίου δεν ανταποκρίθηκε στις προσδοκίες κατά την αντικατάσταση βαλβίδων μονής και διπλής έδρας;

Οι βαλβίδες κυλίνδρων, που έκαναν το ντεμπούτο τους τη δεκαετία του 1960, χρησιμοποιήθηκαν ευρέως εγχώρια και διεθνώς τη δεκαετία του 1970. Τη δεκαετία του 1980, οι βαλβίδες κυλίνδρων αντιπροσώπευαν ένα σημαντικό ποσοστό των εγκαταστάσεων πετροχημικών που εισήχθησαν. Εκείνη την εποχή, πολλοί πίστευαν ότι οι βαλβίδες κυλίνδρων θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν τις βαλβίδες μονής και διπλής έδρας, γίνοντας το προϊόν δεύτερης γενιάς.

Ωστόσο, αυτό δεν συμβαίνει σήμερα. Οι βαλβίδες μονής έδρας, οι βαλβίδες διπλής έδρας και οι βαλβίδες χιτωνίου χρησιμοποιούνται εξίσου. Αυτό συμβαίνει επειδή οι βαλβίδες χιτωνίου βελτιώνουν μόνο τη μορφή στραγγαλισμού, τη σταθερότητα και τη συντήρηση σε σύγκριση με τις βαλβίδες μονής έδρας, αλλά το βάρος τους, η απόδοση κατά του μπλοκαρίσματος και η απόδοση διαρροής είναι συνεπείς με τις βαλβίδες μονής και διπλής έδρας. Πώς θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν τις βαλβίδες μονής και διπλής έδρας; Επομένως, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο μαζί.

15. Γιατί θα πρέπει να προτιμώνται οι σκληρές στεγανοποιήσεις για τις βαλβίδες διακοπής;

Οι βαλβίδες διακοπής απαιτούν τη χαμηλότερη δυνατή διαρροή. Οι βαλβίδες μαλακής στεγανοποίησης έχουν τη χαμηλότερη διαρροή και επομένως την καλύτερη απόδοση διακοπής, αλλά δεν είναι ανθεκτικές στη φθορά και έχουν κακή αξιοπιστία. Από τα διπλά κριτήρια της χαμηλής διαρροής και της αξιόπιστης στεγανοποίησης, οι βαλβίδες διακοπής μαλακής στεγανοποίησης είναι κατώτερες από τις βαλβίδες διακοπής σκληρής στεγανοποίησης. Για παράδειγμα, οι πλήρως λειτουργικές εξαιρετικά ελαφριές ρυθμιστικές βαλβίδες, οι οποίες έχουν στεγανοποιήσεις προστατευμένες από κράματα ανθεκτικά στη φθορά, προσφέρουν υψηλή αξιοπιστία και ρυθμό διαρροής 10⁻⁷, πληρώντας ήδη τις απαιτήσεις για βαλβίδες διακοπής.

16. Γιατί το στέλεχος της βαλβίδας μιας ρυθμιστικής βαλβίδας γραμμικής διαδρομής είναι σχετικά λεπτό;

Αυτό περιλαμβάνει μια απλή μηχανική αρχή: η τριβή ολίσθησης είναι υψηλή, ενώ η τριβή κύλισης είναι χαμηλή. Σε μια βαλβίδα γραμμικής διαδρομής, το στέλεχος της βαλβίδας κινείται πάνω και κάτω. Εάν η συσκευασία συμπιεστεί ελαφρά, θα τυλιχτεί σφιχτά γύρω από το στέλεχος της βαλβίδας, προκαλώντας σημαντική υστέρηση. Επομένως, το στέλεχος της βαλβίδας έχει σχεδιαστεί να είναι πολύ λεπτό και η συσκευασία PTFE χαμηλής τριβής χρησιμοποιείται συνήθως για τη μείωση της υστέρησης. Ωστόσο, αυτό οδηγεί σε ζητήματα όπως το στέλεχος της βαλβίδας είναι επιρρεπές στην κάμψη και η συσκευασία έχει μικρή διάρκεια ζωής.

Η καλύτερη λύση σε αυτό το πρόβλημα είναι η χρήση ενός περιστροφικού στελέχους βαλβίδας, δηλαδή μιας ρυθμιστικής βαλβίδας τύπου γωνιακής διαδρομής. Το στέλεχος της βαλβίδας του είναι 2–3 φορές παχύτερο από αυτό μιας βαλβίδας γραμμικής διαδρομής και χρησιμοποιεί συσκευασία γραφίτη με μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Το στέλεχος της βαλβίδας έχει καλή ακαμψία, η συσκευασία έχει μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και η ροπή τριβής και η υστέρηση είναι στην πραγματικότητα μικρότερες.