Πώς λειτουργεί ένας ατμοσφαιρικός τοποθετητής βαλβίδων;

Ένας πνευματικός τοποθέτης βαλβίδας είναι ένα όργανο που χρησιμοποιείται για να τοποθετήσει το στέλεχος μιας βαλβίδας ελέγχου με βάση ένα σήμα πίεσης αέρα 3 έως 15 PSI που λαμβάνεται από έναν ελεγκτή ή έναν σταθμό χειροκίνητης φόρτωσης.

Ο πνευματικός τοποθέτης βαλβίδας χρησιμοποιείται για να αυξήσει ή να μειώσει την πίεση του αέρα για να ενεργοποιήσει έναν ενεργοποιητή, ο οποίος εξασφαλίζει αξιόπιστη και ακριβή λειτουργία της βαλβίδας ελέγχου.

Οι πνευματικοί τοποθέτες βαλβίδων λειτουργούν με την αρχή της ισορροπίας δυνάμεων.

Σε αυτήν την αρχή ισορροπίας δυνάμεων, ο θάλαμος έχει τρεις θύρες για είσοδο αέρα οργάνων, έξοδο σήματος ελέγχου και εξαγωγή.

Η πίεση στον βραχίονα του μοχλού αλλάζει ή ρυθμίζεται από ένα εύκαμπτο διάφραγμα μέσω ενός εξωτερικού αισθητήρα.

Όταν ο αισθητήρας πιέζει προς τα κάτω στο δεξί άκρο του μοχλού, το αριστερό άκρο του μοχλού ανυψώνεται προς τα πάνω, ανοίγοντας τη βαλβίδα παροχής αέρα.

Ως αποτέλεσμα, τόσο η πίεση στον θάλαμο όσο και το σήμα ελέγχου στον σωλήνα εξόδου αυξάνονται, προκαλώντας κίνηση της ελεγχόμενης συσκευής.

Καθώς η πίεση του αέρα στον θάλαμο αυξάνεται, το διάφραγμα αναγκάζεται προς τα πάνω έναντι της πίεσης του αισθητήρα μέχρι το σύστημα να βρεθεί ξανά σε ισορροπία στην υψηλότερη πίεση και η βαλβίδα παροχής αέρα κλείνει.

Ο κύριος ρόλος ή σκοπός ενός τοποθέτη σε μια βαλβίδα ελέγχου είναι να δημιουργήσει μια διεπαφή μεταξύ του PLC και του ενεργοποιητή για να ρυθμίσει με ακρίβεια τη θέση του πηνίου για να ανοίξει και να κλείσει τη ρυθμιστική βαλβίδα.

Ένας τοποθέτης που χρησιμοποιείται σε μια βαλβίδα ελέγχου για ένα συγκεκριμένο κύκλωμα λειτουργεί ως μεταφραστής. Μετατρέπει τη γλώσσα PLC στην αντίστοιχη γλώσσα του ενεργοποιητή.

Αυτό σημαίνει ότι ο τοποθέτης μετατρέπει ένα δεδομένο σήμα ρεύματος DC 4 έως 20 mA σε ένα αναλογικό σήμα πίεσης αέρα 3 έως 15 PSI.

Η αρχή λειτουργίας του πνευματικού τοποθέτη βαλβίδας εξηγείται εδώ.

Ο πνευματικός τοποθέτης περιέχει έναν εσωτερικό αισθητήρα I-P.

Η αρχή λειτουργίας αυτών των αισθητήρων βασίζεται γενικά στο ηλεκτρομαγνητικό ή πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο, όπου το λαμβανόμενο ηλεκτρικό σήμα μετατρέπεται σε μηχανική κίνηση μέσω ενός εσωτερικού μηχανισμού μετατροπής, ο οποίος με τη σειρά του παράγει μια έξοδο πίεσης.

Οι παράμετροι απόδοσης των αισθητήρων I-P περιλαμβάνουν την ταχύτητα απόκρισης, την γραμμικότητα, την επαναληψιμότητα και τη σταθερότητα, που είναι όλοι σημαντικοί παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά την επιλογή και την εφαρμογή των αισθητήρων I-P. Επιπλέον, για να διασφαλιστεί η μακροχρόνια σταθερή λειτουργία, ο αισθητήρας I-P πρέπει επίσης να έχει καλή περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα και ικανότητα κατά των παρεμβολών.

Γενικά, αυτός ο αισθητήρας I-P μετατρέπει ένα δεδομένο σήμα ρεύματος DC 4mA σε ένα πνευματικό σήμα 3 PSI και ένα σήμα ρεύματος DC 20mA σε ένα πνευματικό σήμα 15 PSI.

Ωστόσο, αυτά τα πνευματικά σήματα είναι αναλογικά στο ενδιάμεσο εύρος, επομένως ονομάζουμε την πίεση του αέρα από 3 έως 15 PSI ένα πνευματικό σήμα.

Έτσι, τώρα μπορούμε να καταλάβουμε ότι για να ανοίξει το PLC τη βαλβίδα ελέγχου κατά 50%, το PLC πρέπει να στείλει ένα σήμα ρεύματος DC 12 mA στον ηλεκτρο-πνευματικό τοποθέτη βαλβίδας και, στη συνέχεια, ο τοποθέτης μετατρέπει το λαμβανόμενο σήμα ρεύματος 12 mA σε ένα αντίστοιχο πνευματικό σήμα 9 PSI και αυτό το πνευματικό σήμα θα σταλεί απευθείας στον ενεργοποιητή.

Η πηγή αέρα οργάνων απαιτείται ως άλλη είσοδος στον τοποθέτη βαλβίδας. Η πηγή αέρα για το όργανο φιλτράρεται και ρυθμίζεται μέσω ενός φίλτρου αέρα και ενός ρυθμιστή για να παρέχει καθαρό αέρα στον τοποθέτη βαλβίδας. (Σε πραγματικές συνθήκες εργασίας, ο πνευματικός τοποθέτης βαλβίδας χρησιμοποιείται επειδή ο εισερχόμενος αέρας περιέχει ακαθαρσίες ή δεν είναι καθαρός αέρας, κάτι που είναι ένας συνηθισμένος λόγος για τον οποίο ο πνευματικός τοποθέτης βαλβίδας είναι επιρρεπής σε δυσλειτουργίες.)

Χρησιμοποιώντας επαρκή πίεση αέρα οργάνων, ο τοποθέτης βαλβίδας είναι σε θέση να μετατρέψει το επιθυμητό σήμα πίεσης στη σωστή ποσότητα κίνησης του ενεργοποιητή.

Ο τοποθέτης πρέπει επίσης να λαμβάνει ανατροφοδότηση για να τοποθετεί με ακρίβεια το στέλεχος της βαλβίδας για να ανοίγει και να κλείνει εντός του επιθυμητού εύρους. Αυτή η ανατροφοδότηση αποστέλλεται από τη βαλβίδα ελέγχου στον τοποθέτη μέσω μιας μηχανικής συσκευής. Με αυτόν τον τρόπο, ο τοποθέτης καθορίζει την ποσότητα πίεσης που απαιτείται για να μετακινήσει το στέλεχος στον ενεργοποιητή.

Ένας τοποθέτης βαλβίδας είναι μια συσκευή που ρυθμίζει μια βαλβίδα ελέγχου σε ένα επιθυμητό σημείο ρύθμισης.

Ένα σήμα εισόδου και ένα σήμα ανατροφοδότησης είναι οι δύο είσοδοι στον τοποθέτη βαλβίδας.

Το σήμα εισόδου είναι το σήμα ελέγχου που παρέχει το σημείο ρύθμισης για τον τοποθέτη, ενώ το σήμα ανατροφοδότησης υποδεικνύει την τρέχουσα θέση της βαλβίδας ελέγχου.

Το σήμα εισόδου παρέχεται από το φυσητήρα του πνευματικού συστήματος ελέγχου. Καθώς το σήμα εισόδου αυξάνεται, ο φυσητήρας διαστέλλεται και ενεργεί στη δέσμη. Η δέσμη περιστρέφεται και μετακινεί το διάφραγμα που σχετίζεται με το ακροφύσιο.

Καθώς η θέση του διαφράγματος αλλάζει, η πίεση στο ακροφύσιο αλλάζει ανάλογα και ενεργοποιεί το πνευματικό ρελέ.

Σε αυτό το στάδιο έχουμε έναν μετατροπέα πίεσης-πίεσης ως είσοδο. Για να δημιουργηθεί ένας τοποθέτης, πρέπει να υπάρχει ανατροφοδότηση. Η ανατροφοδότηση επιβεβαιώνει ότι η βαλβίδα ελέγχου ανταποκρίνεται στο σήμα εισόδου και ότι η θέση της βαλβίδας είναι συνεπής με το δεδομένο σήμα εισόδου. Εδώ, μηχανικά εξαρτήματα παρέχουν το σήμα ανατροφοδότησης από τη βαλβίδα ελέγχου στον τοποθέτη.

Ο έκκεντρος είναι προσαρτημένος σε έναν βραχίονα που περιστρέφεται με τη διαδρομή της βαλβίδας. Το σήμα ανατροφοδότησης ενεργεί επίσης στη δέσμη, δημιουργώντας μια δύναμη αντίδρασης με το σήμα εισόδου στο φυσητήρα.

Εάν το σήμα εισόδου στη συσκευή αυξηθεί, ο φυσητήρας θα ενεργήσει ξανά στη δέσμη και θα μετακινήσει το πτερύγιο της βαλβίδας πιο κοντά στο ακροφύσιο. Καθώς το ακροφύσιο και η πίεση εξόδου αυξάνονται, η βαλβίδα κινείται και η ανατροφοδότηση από τον έκκεντρο ενεργεί στην άλλη πλευρά της δέσμης και μετακινεί το πτερύγιο μακριά από το ακροφύσιο.

Η δέσμη αναφέρεται ως το στοιχείο άθροισης. Τόσο η είσοδος όσο και η ανατροφοδότηση ενεργούν στη δέσμη άθροισης και συγκρίνονται συνεχώς μεταξύ τους.

Εάν οι δυνάμεις είναι ίσες, η σχέση μεταξύ του ακροφυσίου και του πτερυγίου παραμένει σταθερή και η πίεση εξόδου της μονάδας παραμένει σταθερή.

Η θέση της βαλβίδας παραμένει τότε σταθερή. Εάν μία από τις δυνάμεις αλλάξει, η θέση της βαλβίδας ρυθμίζεται ξανά στην αλλαγή στην πίεση του ακροφυσίου και της εξόδου μέχρι οι δύο δυνάμεις να εξισορροπηθούν ξανά.

Εάν ο τοποθέτης βαθμονομηθεί σωστά, η θέση της βαλβίδας θα αντιστοιχεί στο δεδομένο σήμα ελέγχου.

Ας δώσουμε ένα παράδειγμα:

Εισαγάγετε ένα σήμα ελέγχου χρησιμοποιώντας 3 έως 15 PSI.

Αναφερόμενος στον παραπάνω πίνακα.

• Με ένα σήμα ελέγχου 3 PSI, η βαλβίδα είναι πλήρως ανοιχτή 0%.
• Με ένα σήμα ελέγχου 9 PSI, η βαλβίδα διανύει 50%.
• Με ένα σήμα ελέγχου 15 PSI, η βαλβίδα είναι πλήρως κλειστή το 100% του χρόνου.

Ο τοποθέτης επιτρέπει στη βαλβίδα ελέγχου να ξεπεράσει την τριβή της βαλβίδας και τις δυνάμεις της διεργασίας που μπορούν να προκαλέσουν αποκλίσεις στη θέση της βαλβίδας.

Εκτός από τη θέση του στελέχους, υπάρχουν πολλά άλλα οφέλη από τη χρήση ενός τοποθέτη βαλβίδας ελέγχου. Οι τοποθέτες υψηλής ακρίβειας χρησιμοποιούνται συχνά για την επίτευξη ελέγχου πνιγμού των ενεργοποιητών εμβόλων για να φιλοξενήσουν ασυμβίβαστα σήματα ελέγχου. Διασφάλιση της σωστής σύγκλεισης των βαλβίδων ελέγχου, πραγματοποίηση ελέγχου διαχωρισμού εύρους και αλλαγή των χαρακτηριστικών κέρδους των βαλβίδων ελέγχου.

Και υπάρχουν 3 κύριοι τύποι τοποθετητών βαλβίδων: 1) Πνευματικοί τοποθέτες βαλβίδων; 2) Ηλεκτρο-πνευματικοί (EP) τοποθέτες βαλβίδων; και 3) Ψηφιακοί τοποθέτες βαλβίδων. Αυτό το άρθρο εδώ αφορά κυρίως την εργασία που σχετίζεται με τον πνευματικό τοποθέτη βαλβίδας.

• Σε βαλβίδες ελέγχου ευθείας διαδρομής, ο τοποθέτης βαλβίδας είναι συνήθως τοποθετημένος στο εξωτερικό ή στο επάνω περίβλημα του πνευματικού ενεργοποιητή.
• Σε βαλβίδες ελέγχου γωνιακής διαδρομής, ο τοποθέτης βαλβίδας είναι συνήθως τοποθετημένος κοντά στο άκρο του άξονα.

Ο τοποθέτης είναι μηχανικά συνδεδεμένος με το στέλεχος ή τον άξονα της βαλβίδας.