Τι είναι οι βαλβίδες ελέγχου; Πώς λειτουργούν οι βαλβίδες ελέγχου;

Πώς λειτουργούν οι βαλβίδες ελέγχου;

Στη σύγχρονη βιομηχανική παραγωγή, ο ακριβής έλεγχος της ροής υγρών (όπως το αέριο, ο ατμός, το νερό ή τα χημικά μίγματα), η πίεση, η θερμοκρασία και η στάθμη του υγρού είναι κρίσιμες για την εξασφάλιση της αποτελεσματικότητας της παραγωγής, της ποιότητας των προϊόντων, της λειτουργικής ασφάλειας και της προστασίας του περιβάλλοντος. Ως "τελικό στοιχείο ελέγχου" στα συστήματα βιομηχανικών αυτοματισμών, οι βαλβίδες ελέγχου διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο σε αυτή τη σύνθετη και ακριβή αλυσίδα ελέγχου. Δεν είναι απλώς απλές συσκευές ενεργοποίησης/απενεργοποίησης, αλλά μάλλον ανταποκρίνονται στα σήματα από τους ελεγκτές μεταβάλλοντας το μέγεθος της διαδρομής ροής, επιτυγχάνοντας έτσι άμεση και ακριβή ρύθμιση των μεταβλητών διεργασίας. Η απόδοση των βαλβίδων ελέγχου επηρεάζει άμεσα την οικονομική αποδοτικότητα, την ασφάλεια και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις των βιομηχανικών διεργασιών, καθιστώντας τους μια στρατηγική επένδυση και όχι μια απλή αγορά εξοπλισμού.

Xiangjing, ως ένας από τους μεγαλύτερους προμηθευτές βαλβίδων ελέγχου της Κίνας και οι θέσεις βαλβίδων, δεσμεύεται να παρέχει λύσεις βαλβίδων ελέγχου υψηλής ποιότητας για να βοηθήσει τις βιομηχανίες να επιτύχουν αποτελεσματικό, ασφαλή και έξυπνο έλεγχο υγρών. Για περισσότερες πληροφορίες, επισκεφθείτε την επίσημη ιστοσελίδα μας:www.shgongboshi.com.

Βασικά εξαρτήματα μιας βαλβίδας ελέγχου

Μια βαλβίδα ελέγχου δεν είναι ένα μόνο στοιχείο, αλλά ένα ολοκληρωμένο σύστημα που περιλαμβάνει πολλαπλά συστατικά ακριβείας που λειτουργούν παράλληλα. Τα συστατικά του πυρήνα περιλαμβάνουν το σώμα των βαλβίδων, τα εσωτερικά βαλβίδων, τον ενεργοποιητή και τον φορέα θέσης βαλβίδων, μαζί με διάφορα αξεσουάρ όπως μετατροπείς, ρυθμιστές πίεσης του αέρα, χειροκίνητους χειριστές, αποσβεστήρες ή διακόπτες περιορισμού.

Σώμα βαλβίδων: Η μονοπάτι υγρού και το συστατικό που φέρει πίεση

Το σώμα της βαλβίδας είναι το κύριο δομικό συστατικό της βαλβίδας ελέγχου και ο σχεδιασμός της καθορίζει τη διαδρομή ροής του υγρού μέσα στη βαλβίδα. Χρησιμεύει ως δοχείο πίεσης με θύρες εισόδου και εξόδου, μέσω των οποίων το υγρό ρέει μέσω των θυρών και των ανοίγματος ή των στόχων εντός του σώματος της βαλβίδας. Οι κύριες λειτουργίες του σώματος της βαλβίδας είναι να αντέχουν στην πίεση του υγρού και να παρέχουν υποστήριξη και σφραγισμένο περιβάλλον για τα εσωτερικά βαλβίδων. Επιπλέον, η δομή του σώματος της βαλβίδας επηρεάζει έμμεσα τα χαρακτηριστικά ρύθμισης της ροής, καθώς τα χαρακτηριστικά της αντίστασης της ροής και της πτώσης της πίεσης συνδέονται στενά με το σχεδιασμό των εσωτερικών περασμάτων εντός του σώματος της βαλβίδας.

Internals βαλβίδων: εξαρτήματα απευθείας σε επαφή με το υγρό, τα συστατικά πυρήνα για τη ρύθμιση της ροής

Τα εσωτερικά βαλβίδων είναι τα μέρη της βαλβίδας ελέγχου που έρχονται άμεσα σε επαφή με το ελεγχόμενο υγρό και είναι τα συστατικά πυρήνα για την επίτευξη ρύθμισης ροής. Συνήθως αποτελούνται από κάθισμα βαλβίδας, δίσκο βαλβίδας (ή βύσμα βαλβίδας) και στέλεχος βαλβίδας. Τα εσωτερικά βαλβίδων ελέγχουν με ακρίβεια την ποσότητα του υγρού που διέρχεται από τη μεταβολή της σχετικής θέσης και της εκκαθάρισης με το κάθισμα της βαλβίδας. Για παράδειγμα, όταν ο δίσκος βαλβίδας ή το βύσμα ανυψώνεται ή περιστρέφεται, η περιοχή του καναλιού ροής αλλάζει ανάλογα, ρυθμίζοντας έτσι τη ροή του υγρού. Το γεωμετρικό σχήμα και η επιλογή υλικού των εσωτερικών βαλβίδων έχουν αποφασιστική επίδραση στα χαρακτηριστικά ροής τους, την αντίσταση στη φθορά, την αντοχή στη διάβρωση και την απόδοση σφράγισης.

Ενεργοποιητής: Παρέχει την κινητήρια δύναμη για τη λειτουργία βαλβίδων

Ο ενεργοποιητής είναι ο "μυς" της βαλβίδας ελέγχου, υπεύθυνη για τη μετατροπή αφηρημένων σημάτων από το σύστημα ελέγχου σε μηχανική δύναμη για να οδηγήσει τα εσωτερικά βαλβίδων για φυσική κίνηση. Με τη λήψη του σήματος ελέγχου, οδηγεί τη βαλβίδα ανάλογα για να επιτύχει πλήρως ανοιχτό, πλήρως κλειστό ή οποιαδήποτε ενδιάμεση θέση, συνειδητοποιώντας έτσι ακριβή έλεγχο του στραγγαλισμού της ροής του υγρού.

Οι ενεργοποιητές μπορούν να ταξινομηθούν σε διάφορους τύπους με βάση τη λειτουργία πηγής ενέργειας και κίνησης:

Ταξινόμηση με λειτουργία κίνησης:

• Γραμμικοί ενεργοποιητές:Παράγουν γραμμική κίνηση ώθησης, κατάλληλη για βαλβίδες που απαιτούν το στέλεχος της βαλβίδας να κινείται προς τα πάνω και προς τα κάτω, όπως βαλβίδες σφαίρας, βαλβίδες πύλης και βαλβίδες διαφράγματος.
• Ρόταρυ ενεργοποιητές:Παράγουν περιστροφική κίνηση, κατάλληλη για βαλβίδες που απαιτούν τον δίσκο βαλβίδας ή τη σφαίρα να περιστρέφονται, όπως βαλβίδες μπάλας, βαλβίδες πεταλούδας και βαλβίδες βύσματος.

Βαλβίδα ελέγχου ψαράδων ψαράδων

Ταξινομείται από την πηγή ενέργειας:

• Πνευματικοί ενεργοποιητές:
• Αρχή λειτουργίας:Χρησιμοποιεί συμπιεσμένο αέρα ή αέριο ως πηγή ενέργειας, εφαρμόζοντας πίεση αέρα σε διάφραγμα ή έμβολο για να παράγει γραμμική ή περιστροφική κίνηση. Η πίεση του αέρα μπορεί να ενεργήσει εναλλάξ και στις δύο πλευρές του εμβόλου για να επιτύχει αμφίδρομη κίνηση (διπλή δράση) ή να ενεργεί μόνο από τη μία πλευρά με μια άνοιξη που παρέχει τη δύναμη επιστροφής (μεμονωμένη δράση). Η περιστροφική κίνηση επιτυγχάνεται συνήθως μέσω ενός μηχανισμού rack-and-pinion.
• Φόντα:
1. Ταχεία ταχύτητα απόκρισης: συνήθως επιτυγχάνει 50-500 mm/s, ταχύτερα από τα υδραυλικά ή ηλεκτρικά συστήματα.
2. Εγγενώς ασφαλής: δεν βασίζεται στην ηλεκτρική ενέργεια και δεν παράγει σπινθήρες, καθιστώντας το ιδιαίτερα κατάλληλο για εύφλεκτα και εκρηκτικά επικίνδυνα περιβάλλοντα.
3. Απλή δομή, ελαφριά, εύκολη εγκατάσταση και συντήρηση: συνήθως χαμηλότερο κόστος.
4. Εύκολη ρύθμιση της δύναμης εξόδου και της ταχύτητας λειτουργίας.
5. Υψηλή αξιοπιστία και μεγάλη διάρκεια ζωής.
6. Μπορεί να αποθηκεύσει ενέργεια, να επιτρέψει την κεντρική παροχή αέρα και να απελευθερώσει την ενέργεια γρήγορα για να επιτύχει απόκριση υψηλής ταχύτητας.
7. Ισχυρή προσαρμοστικότητα στα φορτία επιπτώσεων και υπερφόρτωσης.
8. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας.
• Μειονεκτήματα:
1. Περιορισμένη δύναμη εξόδου: Σε σύγκριση με τους υδραυλικούς ενεργοποιητές, η δύναμη παραγωγής τους είναι γενικά μικρότερη.
2. Σχετικά χαμηλή ακρίβεια: Λόγω της συμπιεστότητας του αέρα, η ταχύτητα λειτουργίας του κυλίνδρου επηρεάζεται εύκολα από τις αλλαγές φορτίου και η σταθερότητα χαμηλής ταχύτητας είναι κατώτερη από εκείνη των υδραυλικών κυλίνδρων.
3. Απαιτεί ένα συμπιεσμένο σύστημα παροχής αέρα: Περιλαμβάνει πρόσθετο κόστος για τους συμπιεστές και τις σωληνώσεις.
4. Η αποτυχία του συμπιεστή μπορεί να προκαλέσει δυσλειτουργία σε όλους τους πνευματικούς ενεργοποιητές: Ωστόσο, αυτός ο κίνδυνος μπορεί να μετριαστεί από ένα σύστημα αντιγράφων ασφαλείας συμπιεστή.
5. Η ταχεία ποδηλασία μπορεί να προκαλέσει εφέ σφυρί νερού.
6. Η απόδοση είναι επιρρεπής σε νερό και ακραίες θερμοκρασίες.
• Τυπικές εφαρμογές: Χρησιμοποιούνται ευρέως στον έλεγχο των διαδικασιών, στα χημικά, τα τρόφιμα και τα ποτά, την επεξεργασία λυμάτων, την ισχύ, την εξόρυξη και τις πυρηνικές βιομηχανίες, όπου απαιτούνται ταχεία κίνηση και απόδοση από την έκρηξη.
• Ηλεκτρικοί ενεργοποιητές:
• Αρχή λειτουργίας:Οδηγούμενη από έναν ηλεκτρικό κινητήρα, η περιστροφική κίνηση του κινητήρα μετατρέπεται σε γραμμική ή περιστροφική κίνηση μέσω μηχανισμών μετάδοσης, όπως βίδες, γρανάζια ή ζώνες για να οδηγούν βαλβίδες. Οι κινητήρες βηματικών κινητήρων ή σερβοκινητήρων χρησιμοποιούνται συνήθως για την επίτευξη ελέγχου υψηλής ακρίβειας.
• Φόντα:
1. Υψηλή ακρίβεια και επαναλαμβανόμενη τοποθέτηση: παρέχει εξαιρετικά ακριβή και επαναλαμβανόμενη τοποθέτηση βαλβίδων, καθιστώντας την ιδανική για αυτοματοποιημένες εργασίες.
2. Εύκολο να προγραμματίσει και να ενσωματωθεί: συνδέεται απρόσκοπτα με συστήματα ψηφιακού ελέγχου και μπορεί να προγραμματιστεί για να επιτύχει σύνθετα πρότυπα κίνησης.
3. Υψηλή ενεργειακή απόδοση: συνήθως καταναλώνει λιγότερη ενέργεια από τους υδραυλικούς ή πνευματικούς ενεργοποιητές σε εφαρμογές στατικού φορτίου.
4. Απαιτήσεις χαμηλής συντήρησης: Λόγω των λιγότερων τμημάτων και χωρίς συστήματα υγρών, οι απαιτήσεις συντήρησης είναι εξαιρετικά χαμηλές.
5. Ήσυχη λειτουργία.
6. Δεν επηρεάζονται από τις διακυμάνσεις της τάσης και της συχνότητας τροφοδοσίας.
7. Ρυθμιζόμενη ταχύτητα περιστροφής.
• Μειονεκτήματα:
1. Υψηλότερο κόστος: συνήθως πιο ακριβό από τους πνευματικούς ενεργοποιητές.
2. Σχετικά αργή ταχύτητα: Ειδικά σε εφαρμογές που απαιτούν υψηλή ώθηση.
3. Ανάλογα με την τροφοδοσία ρεύματος: Απαιτεί μια πηγή τροφοδοσίας αντιγράφων ασφαλείας ή μηχανισμό ελατηρίου-επιστροφής κατά τη διάρκεια των διακοπών ρεύματος για να εξασφαλιστεί η ασφάλεια.
4. Δεν είναι κατάλληλο για εκρηκτικά περιβάλλοντα: εκτός αν έχει σχεδιαστεί ειδικά για προστασία έκρηξης.
5. Σύνθετος σχεδιασμός, που απαιτεί εξειδικευμένες γνώσεις για την εγκατάσταση και τη συντήρηση.
• Τυπικές εφαρμογές:Χρησιμοποιείται ευρέως στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, στην επεξεργασία νερού, στα φαρμακευτικά προϊόντα, στα ρομποτικά όπλα, στις ζώνες μεταφοράς, στις αυτοματοποιημένες γραμμές συναρμολόγησης, στα γεωργικά μηχανήματα, στον εξαερισμό και στα συστήματα φωτισμού και στον εξοπλισμό χειρισμού υλικών και καθαρισμού όπου απαιτούνται ακριβείς ελέγχους και υψηλά επίπεδα ενσωμάτωσης αυτοματισμού.
• Υδραυλικοί ενεργοποιητές:
• Αρχή λειτουργίας:Χρησιμοποιεί υγρό υπό πίεση (τυπικά υδραυλικό έλαιο) ως πηγή ενέργειας για τη μετατροπή της πίεσης του υγρού σε μηχανική κίνηση. Η ασυμπίεση του υδραυλικού ελαίου εξασφαλίζει σταθερή και αξιόπιστη τοποθέτηση βαλβίδων, με έμβολα και όχι διαφράγματα που χρησιμοποιούνται συνήθως για τη δημιουργία ισχυρής ώθησης.
• Φόντα:
1. Υψηλή δύναμη εξόδου/ροπή: ικανή να παράγει σημαντική μηχανική δύναμη, κατάλληλη για τη λειτουργία μεγάλων βαλβίδων βαρέως τύπου ή υψηλής πίεσης, με δύναμη εξόδου που υπερβαίνει πολύ εκείνη των πνευματικών ενεργοποιητών.
2. Θέση υψηλής ακρίβειας: Λόγω της ασυμπίεσης του υδραυλικού ελαίου, επιτρέπει την εξαιρετικά ακριβή και σταθερή τοποθέτηση βαλβίδων.
3. Γρήγορη ταχύτητα απόκρισης: Κατάλληλο για διακοπή έκτακτης ανάγκης (ESD) και εφαρμογές βαλβίδων που απαιτούν ταχεία δράση.
4. Ανθεκτική και ισχυρή, με σχετικά χαμηλές απαιτήσεις συντήρησης και μακρά διάρκεια ζωής.
5. Μπορούν να εφαρμόσουν μηχανισμούς προστασίας σφαλμάτων.
• Μειονεκτήματα:
1. Το σύνθετο σύστημα με υψηλότερο κόστος: απαιτεί ένα ειδικό σύστημα υδραυλικής αντλίας, καθιστώντας πιο πολύπλοκοι την εγκατάσταση και το σχεδιασμό του συστήματος.
2. Κίνδυνος διαρροής υγρού: Απαιτείται τακτική συντήρηση για την πρόληψη της διαρροής υδραυλικού λαδιού.
3. Δεν είναι κατάλληλο για όλα τα περιβάλλοντα: ορισμένα σχέδια μπορεί να έχουν περιορισμούς.
• Τυπικές εφαρμογές:Που χρησιμοποιούνται κυρίως σε αγωγούς πετρελαίου και φυσικού αερίου, σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου, φράγματα και υδροηλεκτρικούς σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας - ανθρώπινες βιομηχανικές εφαρμογές που απαιτούν υψηλή δύναμη, υψηλή ροπή και ταχεία ανταπόκριση.
• Ηλεκτρο-υδραυλικοί ενεργοποιητές:Αυτοί οι ενεργοποιητές συνδυάζουν τα πλεονεκτήματα των ηλεκτρικών κινητήρων και των υδραυλικών μονάδων ισχύος, προσφέροντας την υψηλή δύναμη εξόδου των υδραυλικών συστημάτων, επιτυγχάνοντας παράλληλα την ακρίβεια του ηλεκτρικού ελέγχου. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλα για απομακρυσμένες τοποθεσίες που απαιτούν ακριβή έλεγχο θέσης βαλβίδας.

Ο παρακάτω πίνακας συγκρίνει διαφορετικούς τύπους ενεργοποιητών:

Θέση βαλβίδας: Εξασφάλιση ακριβούς τοποθέτησης βαλβίδων

Ο θέσης της βαλβίδας χρησιμεύει ως κρίσιμες βαλβίδες ελέγχου "εγκεφάλου" για την επίτευξη υψηλής ακρίβειας, ανταπόκρισης και σταθερότητας. Διαδραματίζει έναν απαραίτητο ρόλο στα συγκροτήματα βαλβίδων ελέγχου, ιδιαίτερα όταν οι βαλβίδες απαιτούν έλεγχο στραγγαλισμού.

Emerson Fisher Valve Positioner

Η λειτουργία και η σημασία των positioners βαλβίδων

Η συνάρτηση πυρήνα ενός θέσης βαλβίδας είναι να διασφαλιστεί ότι η πραγματική θέση του στελέχους βαλβίδας ή του άξονα βαλβίδας ταιριάζει ακριβώς με το σήμα εντολής που εκδίδεται από το σύστημα ελέγχου. Με τη συνεχή παρακολούθηση της πραγματικής θέσης της βαλβίδας και τη διόρθωση, ξεπερνά αποτελεσματικά τους εγγενείς μηχανικούς περιορισμούς μέσα στη βαλβίδα, όπως η τριβή από τη συσκευασία των στελεχών βαλβίδων, την καθυστέρηση του ενεργοποιητή και τις μη ισορροπημένες δυνάμεις που ασκούνται από το υγρό στο βύσμα της βαλβίδας.

Ο φορέας θέσης χρησιμοποιεί τον εσωτερικό μηχανισμό ελέγχου ανάδρασης κλειστού βρόχου για να ρυθμίζει συνεχώς την πίεση που εφαρμόζεται στον ενεργοποιητή, "αντισταθμίζοντας κάθε άλλη δυνάμεις που ενεργούν στο στέλεχος της βαλβίδας", εξασφαλίζοντας ότι η βαλβίδα "συμπεριφέρεται σωστά" και "υπακούει στο σήμα ελέγχου". Αυτή η ακριβής ικανότητα ελέγχου βελτιώνει σημαντικά τη συνολική απόδοση του συστήματος ελέγχου, συμπεριλαμβανομένου:

Βελτιωμένη ακρίβεια ελέγχου: Η διασφάλιση ότι ο πραγματικός ρυθμός ροής ταιριάζει ακριβώς με το σήμα ελέγχου είναι κρίσιμη για τις διαδικασίες ευαίσθητες σε ακόμη και μικρές αποκλίσεις.

• Ταχύτερος χρόνος απόκρισης:Με ταχεία φόρτωση και εξαερισμό, μειώνεται ο χρόνος που απαιτείται για τη διαδικασία απόκρισης της βαλβίδας.
• Ενισχυμένη σταθερότητα της διαδικασίας:Η αντιστάθμιση των αλλαγών στις συνθήκες της διαδικασίας (όπως οι διακυμάνσεις της πίεσης και οι μεταβολές του ρυθμού ροής) διατηρεί συνεπή έλεγχο, ο οποίος είναι κρίσιμος για την ποιότητα των προϊόντων και την ασφάλεια του συστήματος.
• Μειωμένα απόβλητα και βελτιωμένη ασφάλεια:Βελτιστοποιεί τη χρήση των πόρων και μειώνει τους κινδύνους ατυχημάτων μέσω ακριβούς ελέγχου.
• Εκτεταμένη διάρκεια ζωής βαλβίδων και μειωμένο κόστος συντήρησης:Ελαχιστοποιεί τη φθορά με την αντιστάθμιση των αλλαγών στην απόδοση των βαλβίδων με την πάροδο του χρόνου, επιτρέποντας τη συντήρηση της πρόβλεψης.
• Ενίσχυση σήματος:Ο τοποθετητής μπορεί να χειριστεί υψηλότερους ρυθμούς ροής αέρα, με αποτέλεσμα να λειτουργεί επίσης ως ενισχυτής όγκου, παρέχοντας ταχύτερες ταχύτητες στελέχους βαλβίδας και μικρότερες καθυστερήσεις χρόνου.
• Επιτύχετε σφιχτό κλείσιμο:Με την κορεσμό της εξόδου στο ελάχιστο σήμα 0%, το βύσμα της βαλβίδας πιέζεται σφιχτά έναντι του καθίσματος, εξασφαλίζοντας αξιόπιστο κλείσιμο μηδενικού μεγέθους.
• Κρίσιμη για τους ενεργοποιητές εμβόλου διπλής δράσης χωρίς ελαττώματα και τους ηλεκτρικούς ενεργοποιητές χωρίς έμφυτη ικανότητα ανίχνευσης θέσης.

Η αρχή λειτουργίας ενός θέσης βαλβίδας: Έλεγχος ανατροφοδότησης κλειστού βρόχου

Ο πυρήνας της λειτουργίας του θέσης βαλβίδας είναι το σύστημα ελέγχου ανατροφοδότησης κλειστού βρόχου. Λαμβάνει σήματα εισόδου (ρύθμιση) από το σύστημα ελέγχου κατά τη μέτρηση της πραγματικής θέσης του στελέχους βαλβίδας ή του άξονα βαλβίδας (σήμα ανάδρασης) μέσω μηχανικών ή ηλεκτρονικών μέσων. Ο ελεγκτής μέσα στον τόπο συγκρίνει τη διαφορά μεταξύ του σημείου ρύθμισης και της πραγματικής θέσης, υπολογίζει το σήμα σφάλματος και ρυθμίζει το σήμα εξόδου (τυπικά πνευματική πίεση) που αποστέλλεται στον ενεργοποιητή με βάση αυτό το σφάλμα, οδηγώντας έτσι τη βαλβίδα να μετακινηθεί προς την επιθυμητή θέση μέχρι να εξαλειφθεί το σφάλμα.

• Λεπτομερείς αρχές λειτουργίας των πνευματικών θέσεων:
  Οι πνευματικοί θέσεις λειτουργούν συνήθως με βάση την αρχή της ισορροπίας δύναμης. Όταν το σήμα αέρα του οργάνου αυξάνεται, δρα στο διάφραγμα σήματος, οδηγώντας το στέλεχος της βαλβίδας που συνδέεται με το διάφραγμα σήματος και τη συνδεδεμένη πλάκα για να μετακινηθεί προς τα δεξιά. Αυτό ανοίγει την πλάκα αέρα τροφοδοσίας, επιτρέποντας την πίεση του αέρα τροφοδοσίας να εισέλθει στο άκρο εξόδου που συνδέεται με το διάφραγμα του ενεργοποιητή, ενώ η πλάκα εξάτμισης παραμένει κλειστή. Η αύξηση της εσωτερικής πίεσης εντός του ενεργοποιητή ωθεί το στέλεχος της βαλβίδας προς τα κάτω, προκαλώντας τον μοχλό θέσης να περιστρέφεται δεξιόστροφα και να συμπιέζει το ελατήριο της περιοχής μέσω του έκκεντρου. Το στέλεχος της βαλβίδας συνεχίζει να κινείται μέχρι να φτάσει στη θέση που καθορίζεται από τον ελεγκτή, οπότε η δύναμη συμπίεσης του ελατηρίου της περιοχής εξισορροπεί τη δύναμη που παράγεται από το διάφραγμα σήματος και τόσο οι αποσβεστήρες της προσφοράς όσο και των καυσαερίων κλείνουν, σταματώντας την κίνηση της βαλβίδας. Αντίθετα, όταν το σήμα ελέγχου μειώνεται, η δύναμη που ασκείται από το διάφραγμα σήματος μειώνεται και η δύναμη του ελατηρίου της περιοχής ωθεί το στέλεχος της βαλβίδας που συνδέεται με τον αποσβεστήρα προς τα αριστερά, ανοίγοντας τον εξαντλητικό αποσβεστήρα, μειώνοντας την πίεση του ενεργοποιητή και προκαλώντας το στέλεχος της βαλβίδας να κινηθεί προς τα πάνω μέχρι να δημιουργηθεί μια νέα ισορροπία δύναμης.
• Αρχή λειτουργίας του ψηφιακού θέσης:
  Ο ψηφιακός φορέας χρησιμοποιεί έναν μικροεπεξεργαστή για να εκτελέσει αλγόριθμους ελέγχου θέσης, αντί για μηχανικές δέσμες ισορροπίας, κάμερες και συγκροτήματα αποσβεστήρα. Ο μικροεπεξεργαστής διαβάζει το σήμα ελέγχου, το επεξεργάζεται μέσω ψηφιακών αλγορίθμων και το μετατρέπει σε ένα σήμα ρεύματος κίνησης που αποστέλλεται στον μετατροπέα I/P. Ο μετατροπέας I/P μετατρέπει το τρέχον σήμα σε ένα σήμα πνευματικής πίεσης, το οποίο στη συνέχεια μεταδίδεται στον ενεργοποιητή μέσω ενός ρελέ πνευματικού ενισχυτή. Η ανατροφοδότηση σχετικά με τη θέση της βαλβίδας (συνήθως μέσω αισθητήρων μη επαφής, όπως αισθητήρες Hall Effect) αποστέλλεται πίσω στον μικροεπεξεργαστή. Το στέλεχος της βαλβίδας συνεχίζει να κινείται μέχρι να επιτευχθεί η σωστή θέση, οπότε ο μικροεπεξεργαστής σταθεροποιεί το σήμα κίνησης στον μετατροπέα I/P, επιτυγχάνοντας ακριβή ισορροπία.

Ταξινόμηση και χαρακτηριστικά θέσης βαλβίδων

Με βάση τις αρχές λειτουργίας τους και το είδος των σημάτων που λαμβάνουν, οι θέσεις των βαλβίδων μπορούν να ταξινομηθούν στις ακόλουθες κατηγορίες:

• Pneumatic positioners:
• Αρχή λειτουργίας:Λαμβάνει πνευματικά σήματα (τυπικά 3-15 psi ή 6-30 psi) και παρέχει αντίστοιχη πίεση αέρα στον πνευματικό ενεργοποιητή για να διασφαλιστεί ότι η θέση του στελέχους βαλβίδας ή του άξονα βαλβίδας είναι ανάλογη προς το σήμα πνευματικής εισόδου.
• Φόντα:
1. Απλός σχεδιασμός και δομή:Εύκολο στην κατασκευή και διατήρηση.
2. Χαμηλότερο κόστος:Συνήθως πιο οικονομικό από άλλους τύπους.
3. Αξιόπιστη λειτουργία:Γνωστή για την αξιόπιστη απόδοσή του.
4. Εγγενώς ασφαλής:Δεν απαιτείται ηλεκτρική ενέργεια, δεν δημιουργούνται σπινθήρες, κατάλληλα για εκρηκτικά περιβάλλοντα.
5. Μπορεί να παρέχει υψηλή ώθηση για να κλείσει τις βαλβίδες.
• Μειονεκτήματα:
1. Περιορισμένη ακρίβεια και ανάλυση: χαμηλότερη ακρίβεια σε σύγκριση με πιο προηγμένους τύπους.
• Τυπικές εφαρμογές:Κατάλληλο για απλές, ισχυρές εφαρμογές όπου τόσο το σήμα ελέγχου όσο και ο ενεργοποιητής βαλβίδων είναι πνευματικά, καθώς και περιβάλλοντα όπου η ηλεκτρική ενέργεια δεν είναι διαθέσιμη ή εκρηκτικών κινδύνων, όπως χημικά εργοστάσια ή διυλιστήρια.
• Οι ηλεκτρο-πνευματικοί θέσεις:
• Αρχή λειτουργίας:Μετατρέπει τα σήματα ηλεκτρικού ελέγχου (τυπικά 4-20 MA ή 0-10 VDC) σε σήματα πνευματικής εξόδου, τα οποία στη συνέχεια ελέγχουν τον ενεργοποιητή της βαλβίδας. Δεδομένου ότι πολλές μονάδες ελέγχου διεργασιών χρησιμοποιούν σήματα 4-20 MA DC για τη ρύθμιση των βαλβίδων ελέγχου, οι ηλεκτρο-πνευματικές τοποθεσίες (επίσης γνωστοί ως θέσεις I/P ή αισθητήρες) είναι υπεύθυνες για τη μετατροπή των σημάτων ηλεκτρονικού ρεύματος σε σήματα πνευματικής πίεσης.
• Φόντα:
1. Υψηλότερη ακρίβεια και ανάλυση: παρέχει υψηλότερη ακρίβεια από τους καθαρούς πνευματικούς θέσεις.
2. Ικανό να χειρίζεται τα σήματα ηλεκτρικού ελέγχου: κατάλληλα για συστήματα που χρησιμοποιούν ηλεκτρικά σήματα για έλεγχο.
3. Ευελιξία: Συνδυάζει την ακρίβεια του ηλεκτρονικού ελέγχου με την ευρωστία και την ασφάλεια της πνευματικής λειτουργίας.
4. Βελτιωμένη ακρίβεια ελέγχου και χρόνος απόκρισης.
• Μειονεκτήματα:
1. Πιο πολύπλοκο σχεδιασμό και δομή:Πιο πολύπλοκοι από τους πνευματικούς θέσεις.
2. Υψηλότερο κόστος:Πιο ακριβό από τους πνευματικούς θέσεις.
• Τυπικές εφαρμογές:Χρησιμοποιείται ευρέως σε βιομηχανικά περιβάλλοντα τόσο με ηλεκτρική όσο και πνευματική υποδομή, καθώς και διαδικασίες που απαιτούν υψηλότερη ακρίβεια και πολύπλοκες στρατηγικές ελέγχου.
• Ψηφιακοί θέσεις:
• Αρχή λειτουργίας:Χρησιμοποιώντας την προηγμένη ψηφιακή τεχνολογία, αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούν μικροεπεξεργαστές για να τοποθετήσουν ενεργοποιητές βαλβίδων και να παρακολουθούν και να καταγράφουν δεδομένα. Λαμβάνουν ηλεκτρικά σήματα (όπως 4-20 MA ή πρωτόκολλα ψηφιακής επικοινωνίας όπως Hart, Foundation Fieldbus, Profibus κ.λπ.).
• Φόντα:
1. Υψηλή ακρίβεια και ανάλυση:Παρέχουν εξαιρετικές δυνατότητες ακρίβειας και ελέγχου.
2. Προηγμένες διαγνωστικές λειτουργίες:Ανίχνευση ανωμαλιών των βαλβίδων και σημάδια επιδείνωσης, εκτελέστε την αυτοδιάγνωση και υποστηρίξτε την πρόβλεψη συντήρησης για τη μείωση του κόστους συντήρησης.
3. Δυνατότητες αυτο-βαθμονόμησης και απομακρυσμένης παρακολούθησης:Απλοποιήστε τη ρύθμιση και τη λειτουργία, επιτρέποντας στους χρήστες να προσαρμόσουν και να ρυθμίζουν τις ρυθμίσεις οποτεδήποτε, οπουδήποτε.
4. Χαμηλή κατανάλωση αέρα:Πιο ενεργειακά αποδοτικό από τους αναλογικούς positioners.
5. Χωρίς μηχανική φθορά και ελάχιστη υστέρηση:Ειδικά όταν χρησιμοποιείτε τεχνολογία ανάδρασης μη επαφής, εξαλείφει ζητήματα όπως η μηχανική φθορά, η χαλάρωση, η διάβρωση και η ζημιά των κραδασμών, η σημαντική βελτίωση της αξιοπιστίας και της διάρκειας ζωής.
6. Απλή και αξιόπιστη δομή με μακρά λειτουργική διάρκεια ζωής.
7. Οικονομικά αποδοτική:Αν και το αρχικό κόστος είναι υψηλότερο, μακροπρόθεσμα, μπορεί να εξοικονομήσει σημαντικό κόστος μέσω βελτιστοποιημένης λειτουργίας και μειωμένου χρόνου διακοπής.
• Μειονεκτήματα:
1. Υψηλότερο κόστος:Συνήθως πιο ακριβό από τους πνευματικούς και ηλεκτρικούς ενεργοποιητές.
2. Τα ζητήματα μηχανικής φθοράς ενδέχεται να εξακολουθούν να υπάρχουν εάν δεν χρησιμοποιείται η τεχνολογία ανάδρασης μη επαφής.
• Τυπικές εφαρμογές:Κατάλληλο για υψηλής ακρίβειας, υψηλής αυτοματοποιημένης, πολύπλοκων και κρίσιμων εφαρμογών που απαιτούν την απόκτηση δεδομένων και την ενσωμάτωση του IoT, όπως το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, τη διύλιση, την εξουσία, τις χημικές ουσίες, τον πολτό και το χαρτί, τις επιστήμες ζωής, τα τρόφιμα και τα ποτά και τις εξορυκτικές βιομηχανίες.

Ο παρακάτω πίνακας συγκρίνει διαφορετικούς τύπους θέσεων βαλβίδων:

Σκέψεις επιλογής και σημεία συντήρησης

Η επιλογή του κατάλληλου ρυθμιστή θέσης βαλβίδας απαιτεί πλήρη εξέταση πολλαπλών παραγόντων για να εξασφαλιστεί η βέλτιστη απόδοση σε συγκεκριμένες εφαρμογές:

1. Υποστήριξη για τον έλεγχο διαχωρισμού:Ορισμένοι θέσεις μπορούν να ανταποκριθούν σε συγκεκριμένες περιοχές σημάτων εισόδου, επιτρέποντας σε έναν μόνο ελεγκτή να ελέγχει δύο ή περισσότερες βαλβίδες για ακριβέστερο έλεγχο.
2. Ευκολία μηδενικής και προσαρμογής του Span:Ορισμένοι θέσεις επιτρέπουν τη ρύθμιση μηδενικού και εύρους χωρίς να ανοίξουν το κάλυμμα, αλλά για λόγους ασφαλείας, οι προσαρμογές αυτές πρέπει να χρησιμοποιούνται με προσοχή ή απαγορεύονται.
3. Σταθερότητα μηδέν και εύρος:Εάν η μηδενική και η μετατόπιση του Span εύκολα υπό αλλαγές στη θερμοκρασία, τους κραδασμούς, το χρόνο ή την πίεση εισόδου, απαιτείται συχνή βαθμονόμηση για να εξασφαλιστεί η ακρίβεια της μετακίνησης των βαλβίδων.
4. Ακρίβεια θέσης:Στην ιδανική περίπτωση, για κάθε σήμα εισόδου, τα εσωτερικά εξαρτήματα της βαλβίδας (βύσμα βαλβίδας, στέλεχος βαλβίδας, κάθισμα βαλβίδας κ.λπ.) θα πρέπει να φτάνουν ακριβώς στην επιθυμητή θέση κάθε φορά, ανεξάρτητα από την κατεύθυνση του μεγέθους ταξιδιού ή φορτίου.
5. Απαιτήσεις ποιότητας αέρα:Δεδομένου ότι η επιτόπια παροχή αέρα συχνά αποτυγχάνει να πληροί τα πρότυπα ISA, οι pneumatic positioners βαλβίδων πρέπει να είναι σε θέση να αντέχουν σε ορισμένα επίπεδα σκόνης, υγρασίας και μόλυνσης από πετρέλαιο.
6. Αρμονία:Βεβαιωθείτε ότι ο φορέας θέσης είναι συμβατός με τον τύπο βαλβίδας, τον ενεργοποιητή και τον ελεγκτή διεργασίας που χρησιμοποιείται.
7. Περιορισμοί χώρου και χαρακτηριστικά ασφαλείας:Εξετάστε το χώρο εγκατάστασης και επιλέξτε ένα positioner με χαρακτηριστικά ασφαλείας, όπως λειτουργικότητα έκτακτης ανάγκης για τη μείωση των κινδύνων σε επικίνδυνες εφαρμογές.

Η σωστή εγκατάσταση, η βαθμονόμηση και η τακτική συντήρηση είναι κρίσιμες για την εξασφάλιση της βέλτιστης απόδοσης και της μακροζωίας του θέσης. Με βελτιωμένα διαγνωστικά χαρακτηριστικά, όπως αυτά των Smart Positioners της σειράς Azbil 700, είναι δυνατή η ανίχνευση ανωμαλιών βαλβίδων και σημείων επιδείνωσης, επιτρέποντας τη μετατόπιση από τη συντήρηση που βασίζεται σε χρονική κατάσταση στη συντήρηση που βασίζεται στην κατάσταση, μειώνοντας σημαντικά το κόστος συντήρησης και τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας του συστήματος.

Βαλβίδα ελέγχου ψαριών

Η αρχή λειτουργίας των βαλβίδων ελέγχου: από σήματα ελέγχου έως ακριβή ρύθμιση

Οι βαλβίδες ελέγχου παίζουν το ρόλο των "τελικών στοιχείων ελέγχου" στο Industrial Aut