Katup kontrol. Beli control valve dua arah dan tiga arah dari LDM
Katup kontrol digunakan untuk mengontrol tekanan zat cair dan gas yang dialirkan melalui pipa. Katup kontrol memungkinkan Anda untuk mengatur aliran fluida kerja ke dalam pipa secara terus menerus atau secara terpisah.
Untuk sistem yang sangat penting untuk mendistribusikan aliran media kerja secara akurat, diperlukan unit pengatur tekanan.
Hal ini terutama berlaku, misalnya, untuk jaringan pemanas, karena iklim dalam ruangan bergantung pada volume cairan pendingin yang masuk ke pipa dan radiator. Throughput pipa masing-masing berkurang atau bertambah, seiring dengan berkurang atau bertambahnya penampang lubang di dalam katup.
Masalahnya diselesaikan dengan terus-menerus mengubah kapasitas pipa yang dilalui cairan atau gas menggunakan katup kontrol.
Menurut tujuannya, ada tiga jenis utama katup kontrol:
- dua arah - hanya berfungsi untuk mengontrol aliran cairan atau gas, digunakan pada bagian pipa yang lurus;
- sudut dua arah – mengatur tekanan dan mengubah arahnya, digunakan pada titik balik pipa;
- three-pass - mencampurkan dua jenis fluida kerja menjadi aliran yang sama atau membagi satu aliran menjadi dua.
Katup kontrol yang paling sederhana adalah katup lurus, terdiri dari bagian-bagian berikut:
- badan berbentuk tee dengan lubang tembus di dalamnya;
- flensa atau ulir di ujung pipa;
- rakitan segel yang menjaga kekencangan katup;
- gerbang – badan pengatur katup;
- batang - bagian yang digunakan untuk mengubah posisi katup.
Aliran media kerja diatur dengan mengubah ukuran bukaan saluran ketika posisi gerbang relatif terhadap bukaan saluran dipindahkan.
Desainnya diubah sebagian dan ditambah dengan elemen baru tergantung pada tujuan katup kontrol.
Catatan! Terdapat katup penutup dan katup pengatur yang dimodifikasi sehingga aliran media kerja dapat dihentikan sepenuhnya. Dalam hal ini katup dibuat sedemikian rupa sehingga pada posisi tertutup bagian-bagiannya tertutup rapat.
Keuntungan dari katup kontrol
Regulator jenis ini digunakan dalam sistem pasokan air dan gas domestik dan industri, jaringan pemanas dan jaringan pipa minyak.
Katup kontrol (pematian dan kontrol).
Katup dirancang untuk mengontrol aliran media cair dan gas yang diangkut melalui pipa.
Katup kontrol kontrol dan penutup secara terus menerus memvariasikan laju aliran aliran yang diatur dari minimum ketika katup tertutup penuh hingga maksimum ketika katup terbuka penuh.
Katup penutup atau shut-off tidak mengontrol aliran yang diatur secara terus menerus, tetapi secara terpisah (katup terbuka penuh atau tertutup seluruhnya). Baik katup kontrol maupun katup isolasi mengalami kebocoran kecil cairan terkontrol ketika katup dalam posisi tertutup.
Perlu dicatat bahwa pembagian katup menjadi katup kontrol, katup penutup, dan katup kontrol penutup hanya ada di negara kita, serta standar kebocoran terpisah untuk katup kontrol dan penutup. Negara-negara lain hanya memproduksi katup kontrol, yang kebocorannya dibagi menjadi enam kelas, semakin tinggi nomor kelasnya, semakin sedikit kebocoran. Tiga kelas terakhir mengacu pada katup, yang kami sebut katup penutup dan penutup serta katup kontrol.
Diameter lubang nominal katup (DN) harus dipahami sebagai diameter internal nominal pipa saluran masuk dan saluran keluar katup (dalam beberapa kasus, diameter pipa saluran keluar dapat melebihi diameter pipa saluran masuk). Setiap nilai diameter nominal saluran katup sesuai dengan laju aliran maksimum yang mungkin dari zat yang diatur, yang, secara umum, bergantung pada sejumlah parameter (penurunan tekanan, kepadatan, dll.). Untuk kenyamanan membandingkan katup dan memilih ukuran katup yang diperlukan berdasarkan hasil perhitungan hidrolik, konsep kapasitas bersyarat telah diperkenalkan.
Kapasitas bersyarat katup (Kvy) menunjukkan berapa banyak air pada suhu 20°C yang dapat dilewati katup ketika penurunan tekanan sebesar 0,1 MPa (1 kgf/cm2) dengan katup terbuka penuh.
Katup kontrol terdiri dari tiga blok utama: badan, rakitan throttle, dan aktuator katup. Desain pass-through yang khas
Katup penutup dan kontrol tanpa aktuator terpasang ditunjukkan pada Gambar 1.
Rakitan throttle dipasang di dalam badan katup 1, terdiri dari dudukan 2 dan pendorong 3 yang dihubungkan ke batang 4. Dudukan dapat dibuat dalam berbagai desain: disekrup ke badan katup seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, ditekan ke badan dengan bushing khusus, atau dibuat menyatu dengan bodi.
Plunger meluncur sepanjang pemandu yang dibuat pada penutup 5. Gasket penyegel 6 dipasang di antara badan 1 dan penutup 5. Batang 4 dikeluarkan melalui kotak isian 7, yang merupakan satu set cincin chevron pegas yang dibuat dari fluoroplastic-4 atau modifikasinya. Aktuator dipasang pada penutup 5, yang batangnya dihubungkan ke batang katup. Penggeraknya bisa pneumatik, manual, listrik atau elektromagnetik.
Rakitan throttle adalah elemen pengatur dan penutup katup. Di unit inilah tugas mengubah luas aliran katup dan, sebagai konsekuensinya, mengubah karakteristik alirannya dilaksanakan.
Kombinasi bushing-seat-plunger khusus dipilih berdasarkan kondisi pengoperasian katup: penurunan tekanan, tipe yang dapat disesuaikan
medium dan suhunya, adanya pengotor mekanis, throughput, viskositas medium, dll.
Dalam kebanyakan kasus, arah suplai fluida operasi yang benar penting untuk pengoperasian katup. Itu ditandai dengan panah di permukaan luar rumahan. Jika media disuplai melalui saluran kiri pada wadah yang ditunjukkan pada Gambar 1, maka arah suplai ini disebut “di bawah penutup” (media mendekati pendorong dari bawah), dan jika media disuplai melalui saluran kanan, maka arah suplai ini disebut “ke rana” (media menekan pendorong ke dudukan dalam keadaan tertutup). Parameter utama dan karakteristik katup kontrol tipikal yang diproduksi oleh perusahaan dalam negeri disajikan pada tabel 1 dan 2.
Tabel 1.
Parameter utama katup penutup dan kontrol
Meja 2.
Kapasitas bersyarat dari katup penutup dan katup kontrol
AKTUATOR
Penggerak dan aktuator katup pipa penutup dan kontrol, kontrol dan penutup dirancang
untuk mengubah sinyal kontrol (pneumatik, listrik atau mekanis) menjadi gerakan mekanis (linier atau rotasi) dari batang aktuator dan elemen penutup yang terhubung secara kaku ke batang (katup, katup bola, katup kupu-kupu, katup gerbang, dll.) .
Aktuator yang digunakan untuk mengontrol katup penutup dan katup kontrol menurut prinsip operasi dan jenis energi yang digunakan untuk menciptakan gaya mekanik yang diperlukan pada katup operasi dibagi menjadi:
Pneumatik
Listrik
Hidrolik
Gabungan
Aktuator pneumatik
Aktuator pneumatik, karena tradisi yang sudah mapan, menempati tempat yang cukup besar di antara penggerak untuk berbagai jenis katup kontrol. Hal ini terutama disebabkan oleh fakta bahwa otomasi industri massal hingga tahun 50-an dan 60-an abad terakhir sebagian besar didasarkan pada pneumatik. Sistem kontrol otomatis pneumatik saat ini, di era mikroprosesor dan meluasnya penggunaan elektronik digital, terlihat agak kuno, dan selain itu, cukup besar dan memerlukan pengorganisasian jaringan untuk persiapan dan distribusi udara terkompresi, yang juga dikonsumsi. selama pengoperasian sistem pneumatik.
Pada saat yang sama, kesederhanaan desain penggerak pneumatik, dan sebagai konsekuensinya, keandalan dan pemeliharaannya yang cukup tinggi, memungkinkan keberhasilan penggunaan penggerak tersebut dalam sistem kontrol proses otomatis modern.
Aktuator pneumatik dirancang untuk mengubah perubahan tekanan udara P pada keluaran regulator menjadi pergerakan badan pengatur - katup, peredam, gerbang, keran, dll. Badan pengatur mengubah laju aliran cairan, gas, uap, dll. pada objek kontrol, dan dengan demikian menyebabkan perubahan pada parameter proses yang dikontrol.
Berdasarkan jenis penggeraknya, aktuator pneumatik dibedakan menjadi motor pneumatik membran, piston, putar, dan berputar.
Aktuator diafragma (MIM)
Diagram aktuator membran (MIM) ditunjukkan pada Gambar 2. Pergerakan batang keluaran 2, dihubungkan ke badan pengatur, dalam satu arah dilakukan oleh gaya yang diciptakan oleh tekanan P, di sisi lain - oleh kekuatan pegas 3. Sinyal P memasuki "kepala" membran tertutup, yang berisi membran yang terbuat dari kain karet setebal 2-4 mm dengan bagian tengah yang kaku. Pegas 3 menekan membran dari bawah.Dalam aktuator membran (Gbr. 2), tekanan udara kontrol bekerja pada membran 4, terjepit di sepanjang perimeter antara penutup aktuator, dan menciptakan gaya yang disamakan oleh pegas 3. Jadi, langkah batang aktuator 2 sebanding dengan nilai tekanan kendali. Kekakuan dan prakompresi pegas menentukan rentang gaya aktuator dan langkah nominal.
Aktuator membran diklasifikasikan menurut ukuran “kepala” membran. MIMS biasanya disediakan bersama-sama
dengan badan pengatur - katup. Karena ketika tekanan P dihilangkan, membran selalu bergerak ke atas, tergantung pada desain badan pengatur, perbedaan dibuat antara katup NO yang biasanya terbuka dan katup NC yang biasanya tertutup.
Gambar 2. Aktuator diafragma yang dipasang pada katup kontrol:
1 - badan pengawas; 2 - batang; 3 - musim semi; 4 - membran; 5 - segel minyak
Karakteristik statis sebagian besar MIM mendekati linier, namun memiliki zona histeresis 2-15% dari nilai P terbesar. Nilai ini bergantung pada gaya gesekan pada segel 5, pada penurunan tekanan pada badan kontrol , tentang karakteristik pegas dan luas efektif membran.
Untuk mengurangi zona histeresis dan meningkatkan karakteristik dinamis MIM, penguat daya tambahan, yang disebut positioner, dipasang pada aktuator. Ada pengatur posisi yang beroperasi berdasarkan skema kompensasi perpindahan dan skema kompensasi gaya. Pada kedua jenis positioner, MIM ditutupi oleh umpan balik negatif pada posisi batang, yang menghilangkan pengaruh gaya gesekan di kotak isian, penurunan tekanan pada badan kontrol, dll.
Pada saat yang sama, aliran udara yang disuplai ke MIM meningkat dan karakteristik dinamis MIM meningkat secara nyata.
Untuk berinteraksi dengan sinyal listrik dari sistem kontrol, pengatur posisi elektro-pneumatik digunakan, yang selain meningkatkan karakteristik statis aktuator membran, memastikan konversi sinyal listrik menjadi pulsa udara kontrol yang disuplai ke MIM.
Karakteristik teknis utama MIM disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3.
Tampilan MIM tipikal yang dipasang pada katup kontrol ditunjukkan pada Gambar 3.
Aktuator pneumatik piston
Aktuator pneumatik piston (PPA) digunakan dalam kasus di mana diperlukan gerakan linier batang aktuator
Katup penutup dan kontrol digunakan untuk mengontrol aliran media di fasilitas produksi industri dan sistem kehidupan rumah tangga. Jaringan pipa utama, ladang minyak dan gas serta pabrik pengolahannya, pabrik pembuatan baja dan kimia, pabrik pengolahan air limbah dan pasokan air kota hanyalah sebagian kecil dari perusahaan yang membutuhkan katup penutup dan katup kontrol dalam jumlah besar.
Ada banyak jenis dan modifikasi katup penutup dan katup kontrol. Kita akan melihat prinsip pengoperasian jenis produk yang paling umum seperti katup bola, katup kupu-kupu, katup gerbang, katup gerbang, dan katup diafragma.
Prinsip pengoperasian semua jenis katup penutup di atas kurang lebih sama. Semua perangkat ini membatasi aliran media (udara, cairan, uap, gas, padatan) atau memblokirnya sepenuhnya. Perbedaannya hanya pada elemen desain jenis katup penutup (membran, cakram, bola) yang digunakan untuk memblokir aliran.
Katup bola adalah salah satu elemen katup penutup yang paling andal. Katup jenis ini memberikan kemungkinan yang sangat baik untuk mematikan aliran sepenuhnya jika elemen penutup diputar seperempat putaran (90°). Keuntungan dari katup bola juga termasuk waktu penutupan yang rendah dan kemungkinan kebocoran yang rendah jika segel aus
Katup bola dapat dibagi menjadi lubang parsial dan lubang penuh. Katup lubang parsial dalam keadaan terbuka mempunyai diameter saluran lebih kecil dari diameter pipa, katup lubang penuh mempunyai diameter saluran sama dengan diameter pipa. Katup bola bor penuh lebih efisien karena... memungkinkan penurunan tekanan melintasi katup diminimalkan.
Ball valve hanya disarankan digunakan pada posisi terbuka penuh atau tertutup penuh. Mereka tidak dirancang untuk kontrol aliran yang tepat, atau untuk beroperasi dalam posisi terbuka sebagian, karena hal ini akan menimbulkan tekanan berlebihan pada bagian rumahan, yang dapat menyebabkan deformasi. Deformasi rumahan menyebabkan kebocoran dan kerusakan.
Dalam posisi "terbuka". |  |
|---|---|
Langkah 1 |  |
Langkah 2 |  |
Dalam posisi "tertutup". |  |
Katup kupu-kupu mengatur aliran menggunakan elemen khusus - cakram yang dipasang pada poros dan berputar mengelilingi porosnya. Sama seperti katup bola, katup kupu-kupu mampu menutup dalam waktu yang cukup singkat, karena piringannya melakukan putaran yang sama sebesar 90°, oleh karena itu katup ini disebut juga seperempat putaran.
Tergantung pada posisi cakram dan poros relatif terhadap badan, katup kupu-kupu dapat berbentuk tiga eksentrik atau dua eksentrik. Katup dengan eksentrisitas offset berarti bahwa sumbu disk digeser relatif terhadap sumbu geometris bodi, yang memastikan disk lebih pas ke segel katup, dan karenanya menghilangkan kebocoran.
Katup kupu-kupu dicirikan oleh kesederhanaan desain, bobot ringan, dan dimensi kompak. Namun bahan yang digunakan dalam pembuatan katup mungkin membatasi penggunaannya pada suhu yang sangat tinggi atau lingkungan yang sangat agresif. Ini terutama berlaku untuk segel katup yang terbuat dari bahan polimer.
Dalam posisi "terbuka". |  |
|---|---|
Langkah 1 |  |
Langkah 2 |  |
Dalam posisi "Tertutup". |  |
Katup penutup dan kontrol cocok untuk digunakan di berbagai fasilitas proses, kecuali pipa berdiameter besar, untuk mengontrol dan mengatur aliran medium.
Prinsip pengoperasian katup tidak jauh berbeda dengan prinsip pengoperasian katup penutup dan katup kontrol lainnya. Keuntungan dari katup ini adalah langkah katupnya pendek untuk pembukaan penuh, oleh karena itu, katup seperti itu biasanya berukuran kecil dan beratnya dapat diterima. Katup juga memiliki kekencangan yang tinggi dan tidak adanya gesekan antara segel katup dan dudukan, sehingga mengurangi keausan secara signifikan.
Kerugian dari katup jenis ini adalah ketahanan hidraulik yang kuat dan, karenanya, kehilangan energi yang besar, keterbatasan diameter maksimum pipa tempat katup tersebut dapat dipasang, serta adanya zona stagnan (karena persilangan internal berbentuk S. -bagian) di mana kotoran dan sampah dapat menumpuk.
Dalam posisi "terbuka". |  |
|---|---|
Langkah 1 |  |
Langkah 2 |  |
Dalam posisi "tertutup". |  |
Desain katup gerbang menyerupai pintu air - alirannya diatur dengan membaginya menggunakan pelat logam - gerbang. Katup gerbang adalah salah satu perangkat paling sederhana untuk mengatur aliran.
Katup gerbang, tergantung pada desain elemen pengunci, dapat berupa tipe wafer, dua sisi, atau tipe pisau.
Kelebihan gate valve antara lain adalah katup jenis ini, bila dibuka, tidak mengandung unsur apa pun yang menghambat aliran.
Dalam posisi "terbuka". |  |
|---|---|
Langkah 1 |  |
Langkah 2 |  |
Dalam posisi "tertutup". |  |
Katup diafragma menggunakan membran fleksibel (diafragma) sebagai elemen penutupnya, metode “pinch” untuk menghentikan aliran katup menggunakan membran fleksibel.
Salah satu keuntungan dari katup diafragma adalah komponen katup itu sendiri terpisah dari aliran medium, yang jika terjadi media agresif meningkatkan masa pakai katup, tergantung pada perawatan rutin dan penggantian membran tepat waktu.
Jenis katup ini umumnya tidak cocok untuk lingkungan agresif dan lingkungan dengan suhu tinggi; katup ini terutama digunakan untuk sistem perpipaan.
Di bawah ini adalah video yang dengan jelas menunjukkan prinsip pengoperasian katup kupu-kupu tiga eksentrik
Katup kontrol kursi (linier)— dibuat berdasarkan katup pengaman. Pengaturannya dilakukan dengan mengubah luas aliran antara katup dan dudukan. Katup pengatur jenis ini disebut linier karena dikendalikan oleh aktuator elektrik dengan gerakan batang yang progresif. Desain universal dari katup kontrol memungkinkan Anda membuat hampir semua karakteristik aliran karena modifikasi katup dan dudukan, dan karakteristik kontrol yang sangat baik serta desain sederhana dari katup kontrol dengan katup dudukan telah berkontribusi pada penggunaannya secara luas dalam sistem rekayasa bangunan. Satu-satunya kelemahan katup linier adalah bentuk bagian aliran yang rumit, yang tidak cocok untuk digunakan dengan media kental.
Katup kontrol bola (putar)— dibuat berdasarkan katup bola. Pengaturannya dilakukan dengan mengubah luas aliran dengan cara memutar bola pada sumbu tegak lurus arah aliran air. Bagian aliran bola bisa berbentuk bulat atau bentuk lainnya. Disebut katup pengatur putar jenis ini karena dikendalikan oleh aktuator dengan putaran batang radial. Katup kontrol bola digunakan bersama dengan aktuator putar dengan gaya penutupan tinggi dan dikendalikan oleh gerakan radial batang. Kerugian dari katup kontrol bola adalah kebutuhan untuk menggunakan penggerak listrik yang mahal dengan gaya penutupan yang tinggi dan kesulitan dalam menciptakan karakteristik aliran linier atau persentase yang sama - akibatnya akurasi kontrol rendah. Keunggulannya antara lain bentuk bagian alirannya yang sederhana, cocok digunakan dengan media kerja kental.
Menurut adanya fungsi pelindung, katup kontrol dibagi menjadi:
- Biasanya terbuka - ketika daya dimatikan, area aliran terbuka.
- Biasanya tertutup - ketika listrik dimatikan, alirannya terhambat.
- Tanpa fungsi pelindung - ketika listrik dimatikan, penggerak listrik berhenti.