Supape de control. Cumpărați o supapă de control cu două și trei căi de la LDM
Supapele de control sunt folosite pentru a controla presiunea substanțelor lichide și gazoase transmise prin conducte. Supapa de control vă permite să reglați continuu sau discret debitul fluidului de lucru în conductă.
Pentru sistemele în care este deosebit de important să se distribuie cu precizie debitul de mediu de lucru, este necesară o unitate de control al presiunii.
Acest lucru este valabil mai ales, de exemplu, pentru rețelele de încălzire, deoarece clima interioară depinde de volumul de lichid de răcire care intră în țevi și calorifere. Debitul conductei scade sau crește, respectiv, pe măsură ce secțiunea transversală a orificiului din interiorul supapei scade sau crește.
Problema se rezolvă prin schimbarea constantă a capacității conductei prin care se deplasează lichidul sau gazul folosind o supapă de control.
În funcție de scopul lor, există trei tipuri principale de supape de control:
- bidirecțional - servește numai pentru controlul fluxului de lichid sau gaz, utilizat pe secțiuni drepte ale conductei;
- colț bidirecțional – reglează presiunea și își schimbă direcția, utilizat la punctele de cotitură ale conductei;
- trei treceri - amestecă două tipuri de fluid de lucru într-un flux comun sau împarte un flux în două.
Cea mai simplă supapă de control este o supapă directă, constă din următoarele părți:
- un corp sub formă de tee cu o gaură de trecere în interior;
- flanșă sau filet la capetele țevilor;
- ansamblu de etanșare care menține etanșeitatea supapei;
- poarta – corp de reglare a supapei;
- tija - o parte folosită pentru a schimba poziția supapei.
Fluxul mediului de lucru este reglat prin modificarea dimensiunii deschiderii de trecere la deplasarea poziției porții în raport cu deschiderea de trecere.
Designul este parțial schimbat și completat cu elemente noi în funcție de scopul supapei de control.
Notă! Există supape de închidere și control care sunt modificate astfel încât fluxul mediului de lucru să poată fi oprit complet. În acest caz, supapa este realizată în așa fel încât în poziția închisă piesele sale să fie sigilate ermetic.
Avantajele supapelor de control
Acest tip de regulator este utilizat în sistemele menajere și industriale de alimentare cu apă și gaz, rețele de încălzire și conducte de petrol.
Supape de control (închidere și control).
Supapele sunt proiectate pentru a controla fluxul de medii lichide și gazoase transportate prin conducte.
Supapele de control și de control de închidere variază continuu debitul debitului reglat de la minim atunci când supapa este complet închisă la maxim când supapa este complet deschisă.
Supapele de închidere sau de închidere nu controlează debitul reglat continuu, ci discret (ropa este complet deschisă sau complet închisă). Atât supapele de control, cât și cele de izolare au mici scurgeri de fluid controlat atunci când supapa este în poziția închisă.
Trebuie remarcat faptul că împărțirea supapelor în supape de control, închidere și control de închidere există doar în țara noastră, precum și standarde separate de scurgere pentru supapele de control și închidere. Restul lumii produce pur și simplu supape de control, a căror scurgere este împărțită în șase clase, cu cât numărul de clasă este mai mare, cu atât mai puține scurgeri. Ultimele trei clase se referă la supape, pe care le numim supape de închidere și de închidere și de control.
Diametrul nominal al alezajului supapei (DN) trebuie înțeles ca diametrul interior nominal al conductelor de intrare și de evacuare ale supapei (în unele cazuri, diametrul conductei de evacuare poate depăși diametrul conductei de admisie). Fiecare valoare a diametrului nominal al trecerii supapei corespunde debitului maxim posibil al substanței reglate, care, în general, depinde de o serie de parametri (cădere de presiune, densitate etc.). Pentru comoditatea comparării supapelor și a selectării dimensiunii supapelor necesare pe baza rezultatelor calculelor hidraulice, a fost introdus conceptul de capacitate condiționată.
Capacitatea condiționată a supapei (Kvy) arată câtă apă la o temperatură de 20 ° C poate lăsa supapa să treacă atunci când scăderea de presiune este de 0,1 MPa (1 kgf/cm2) cu supapa complet deschisă.
Supapa de control este formată din trei blocuri principale: corpul, ansamblul clapetei de accelerație și actuatorul supapei. Design tipic de trecere
O supapă de închidere și control fără un actuator instalat este prezentată în Figura 1.
În interiorul corpului supapei 1 este instalat un ansamblu de accelerație, constând dintr-un scaun 2 și un piston 3 conectat la o tijă 4. Scaunul poate fi realizat în diferite modele: înșurubat în corpul supapei așa cum se arată în figura 1, apăsat pe corp. cu o bucșă specială sau făcută integral cu caroseria .
Pistonul alunecă de-a lungul unui ghidaj realizat în capacul 5. Între corpul 1 și capacul 5 este instalată o garnitură de etanșare 6. Tija 4 este scoasă prin cutia de presa 7, care este un set de inele chevron cu arc, realizate. de fluoroplastic-4 sau modificările acestuia. Pe capacul 5 este instalat un actuator, a cărui tijă este conectată la tija supapei. Acționarea poate fi pneumatică, manuală, electrică sau electromagnetică.
Ansamblul clapetei de accelerație este elementul de reglare și de închidere al supapei. În această unitate este implementată sarcina de a schimba zona de curgere a supapei și, în consecință, de a schimba caracteristicile de curgere a acesteia.
Combinațiile specifice bucșă-scaun-plonjor sunt selectate în funcție de condițiile de funcționare ale supapei: cădere de presiune, tip reglabil
mediu și temperatura acestuia, prezența impurităților mecanice, debitul, vâscozitatea medie etc.
În cele mai multe cazuri, direcția corectă de alimentare a fluidului de lucru este importantă pentru funcționarea supapei. Este marcat cu o săgeată pe suprafața exterioară a carcasei. Dacă mediul este furnizat prin canalul din stânga din carcasa prezentată în figura 1, atunci această direcție de alimentare se numește „sub oblon” (mediul se apropie de piston de jos), iar dacă mediul este furnizat prin canalul drept, atunci această direcție de alimentare se numește „la oblon” (mediul apasă pistonul pe scaun în stare închisă). Principalii parametri și caracteristici ale supapelor de control tipice produse de întreprinderile autohtone sunt prezentați în tabelele 1 și 2.
Tabelul 1.
Parametrii principali ai supapelor de închidere și control
Masa 2.
Capacitatea condiționată a supapelor de închidere și control
ACTUATOARE
Sunt proiectate dispozitive de acţionare şi dispozitive de acţionare a supapelor de închidere şi control, control şi închidere a conductelor
pentru a transforma semnalul de comandă (pneumatic, electric sau mecanic) în mișcare mecanică (liniară sau de rotație) a tijei actuatorului și a unui element de închidere conectat rigid la tijă (supapă, supapă cu bilă, supapă fluture, supapă cu poartă etc.) .
Actuatoarele utilizate pentru controlul supapelor de închidere și control în funcție de principiul de funcționare și tipul de energie utilizat pentru a crea forța mecanică necesară asupra supapei de funcționare sunt împărțite în:
Pneumatic
Electric
Hidraulic
Combinate
Actuatoare pneumatice
Actuatoarele pneumatice, datorită tradiției consacrate, ocupă un loc destul de mare printre acționările pentru supape de control de diferite tipuri. Acest lucru se datorează în primul rând faptului că automatizarea industrială de masă până în anii 50 și 60 ai secolului trecut s-a bazat în principal pe pneumatică. Sistemele de control automate pneumatice astăzi, în epoca microprocesoarelor și a utilizării pe scară largă a electronicii digitale, arată oarecum arhaic și, în plus, sunt destul de voluminoase și necesită organizarea de rețele pentru prepararea și distribuția aerului comprimat, care este și consumat. în timpul funcționării sistemelor pneumatice.
În același timp, simplitatea proiectării acționărilor pneumatice și, drept consecință, fiabilitatea și mentenabilitatea lor destul de ridicate, fac posibilă utilizarea cu succes a acestor unități în sistemele moderne de control al proceselor automatizate.
Actuatoarele pneumatice sunt proiectate pentru a transforma modificările presiunii aerului P la ieșirea regulatorului în mișcare a corpului de reglare - supapă, clapetă, poarta, robinet etc. Corpul de reglare modifică debitul de lichid, gaz, abur etc. la obiectul de control, provocând astfel o modificare a parametrului procesului controlat.
În funcție de tipul de acționare, actuatoarele pneumatice sunt împărțite în motoare pneumatice cu membrană, piston, rotative și rotative.
actuator cu diafragmă (MIM)
Diagrama actuatorului cu membrană (MIM) este prezentată în figura 2. Mișcarea tijei de ieșire 2, conectată la corpul de reglare, într-o direcție este efectuată de forța creată de presiunea P, în cealaltă - prin forța arcului 3. Semnalul P intră în „capul” membranei sigilate, care conține o membrană din material cauciucat de 2-4 mm grosime cu un centru rigid. Arcul 3 presează membrana de dedesubt.La actuatoarele cu membrană (Fig. 2), presiunea aerului de control acționează asupra membranei 4, prinsă de-a lungul perimetrului dintre capacele actuatorului și creează o forță care este egalizată de arcul 3. Astfel, cursa tijei de acţionare 2 este proporţională cu valoarea presiunii de control. Rigiditatea și precomprimarea arcului determină domeniul de forță al actuatorului și cursa nominală.
Actuatoarele cu membrană sunt clasificate în funcție de dimensiunea „capetelor” membranei. MIMS sunt de obicei furnizate împreună
cu organe de reglementare – supape. Deoarece atunci când presiunea P este îndepărtată, membrana se mișcă întotdeauna în sus, în funcție de designul corpului de reglare, se face o distincție între valvele normal deschise NO și normal închise NC.
Figura 2. Servomotor cu diafragmă montat pe o supapă de control:
1 - organism de reglementare; 2 - tija; 3 - primăvară; 4 - membrana; 5 - garnitură de ulei
Caracteristicile statice ale majorității MIM-urilor sunt apropiate de liniare, totuși, au o zonă de histerezis de 2-15% din cea mai mare valoare a P. Această valoare depinde de forțele de frecare din garnitura 5, de căderea de presiune pe corpul de comandă. , asupra caracteristicilor arcului și a zonei efective a membranei.
Pentru a reduce zona de histerezis și a îmbunătăți caracteristicile dinamice ale MIM-urilor, pe actuator sunt instalate amplificatoare de putere suplimentare, numite poziționare. Există poziționare care funcționează conform unei scheme de compensare a deplasării și a unei scheme de compensare a forței. La poziționarele de ambele tipuri, MIM-ul este acoperit de feedback negativ asupra poziției tijei, care elimină influența forțelor de frecare din presa, căderea de presiune asupra corpului de comandă etc. asupra caracteristicilor statice.
În același timp, debitul de aer furnizat către MIM crește, iar caracteristicile dinamice ale acestuia din urmă sunt îmbunătățite considerabil.
Pentru interfața cu semnalele electrice ale sistemelor de control, se folosesc poziționare electropneumatice care, pe lângă îmbunătățirea caracteristicilor statice ale actuatoarelor cu membrană, asigură conversia semnalului electric într-un impuls de aer de control furnizat MIM.
Principalele caracteristici tehnice ale MIM-urilor sunt prezentate în Tabelul 3.
Tabelul 3.
Aspectul MIM-urilor tipice instalate pe supapele de control este prezentat în Figura 3.
Servomotoare pneumatice cu piston
Actuatoarele pneumatice cu piston (PPA) sunt utilizate în cazurile în care este necesară mișcarea liniară a tijei actuatorului
Supapele de închidere și control sunt utilizate pentru a controla fluxul de medii la unitățile de producție industrială și sistemele de viață casnică. Conductele trunchi, zăcămintele de petrol și gaze și instalațiile lor de procesare, fabricile de oțel și fabricile chimice, stațiile de tratare a apelor uzate și alimentarea cu apă a orașului sunt doar o mică parte a întreprinderilor care necesită o cantitate mare de supape de închidere și control.
Există multe tipuri și modificări de supape de închidere și control. Ne vom uita la principiul de funcționare al celor mai obișnuite tipuri de produse, cum ar fi supape cu bilă, supape fluture, supape cu gură, robinete și supape cu diafragmă.
Principiul de funcționare al tuturor tipurilor de supape de închidere de mai sus este aproximativ același. Toate aceste dispozitive fie limitează debitul mediului (aer, lichide, abur, gaz, solide), fie îl blochează complet. Singura diferență este în elementele de proiectare ale tipurilor de supape de închidere (membrană, disc, bilă) cu ajutorul cărora fluxul este blocat.
Supapa cu bilă este unul dintre cele mai fiabile elemente ale supapelor de închidere. Supapele de acest tip oferă o posibilitate foarte bună de a opri complet fluxul dacă elementul de închidere este rotit cu un sfert de tură (90°). Avantajele supapei cu bilă includ, de asemenea, timp redus de închidere și probabilitate scăzută de scurgere în cazul uzurii etanșării
Supapele cu bilă pot fi împărțite în alezaj parțial și alezaj complet. O supapă cu pas parțial în stare deschisă are un diametru de trecere mai mic decât diametrul conductei, o supapă cu pas complet are un diametru de trecere egal cu diametrul conductei. O supapă cu bilă cu pas complet este mai eficientă deoarece... permite reducerea la minimum a căderii de presiune pe supapă.
Supapele cu bilă sunt recomandate numai pentru utilizare în poziția complet deschisă sau complet închisă. Ele nu sunt proiectate pentru controlul precis al debitului sau pentru funcționarea într-o poziție parțial deschisă, deoarece aceasta ar crea o presiune excesivă pe o parte a carcasei, ceea ce ar putea duce la deformarea acesteia. Deformarea carcasei duce la scurgeri și avarii.
În poziția „deschisă”. |  |
|---|---|
Pasul 1 |  |
Pasul 2 |  |
În poziția „închis”. |  |
O supapă fluture reglează debitul folosind un element special - un disc montat pe un arbore și care se rotește în jurul axei sale. La fel ca o supapă cu bilă, o supapă fluture este capabilă să se închidă într-un timp destul de scurt, deoarece discul face aceeași rotație de 90 °, motiv pentru care această supapă este numită și un sfert de tură.
În funcție de poziția discului și a arborelui față de corp, supapele fluture pot fi tri-excentrice sau două-excentrice. O supapă cu excentricitate decalată înseamnă că axa discului este deplasată în raport cu axa geometrică a corpului, ceea ce asigură o potrivire mai strânsă a discului la etanșarea supapei și, prin urmare, elimină scurgerile.
Supapele fluture se caracterizează prin simplitate a designului, greutate redusă și dimensiuni compacte. Dar materialele folosite la fabricarea supapelor pot limita utilizarea lor la temperaturi foarte ridicate sau medii extrem de agresive. Aceasta se referă în principal la etanșările supapelor din materiale polimerice.
În poziția „deschisă”. |  |
|---|---|
Pasul 1 |  |
Pasul 2 |  |
În poziția „Închis”. |  |
Supapa de închidere și control este potrivită pentru utilizare în diferite instalații de proces, cu excepția conducte cu diametru mare, pentru a controla și regla debitul mediului.
Principiul de funcționare al supapelor nu este foarte diferit de principiul de funcționare al altor supape de închidere și control. Avantajele acestor supape sunt că cursa supapei este scurtă pentru deschidere completă; în consecință, o astfel de supapă are de obicei dimensiuni mici și o greutate acceptabilă. Supapa are, de asemenea, etanșeitate ridicată și fără frecare între etanșarea supapei și scaun, ceea ce reduce semnificativ uzura acestora.
Dezavantajele acestui tip de supape sunt rezistența hidraulică puternică și, în consecință, pierderile mari de energie, limitarea diametrului maxim al conductelor pe care pot fi instalate, precum și existența unor zone stagnante (datorită crucii interioare în formă de S). -sectiune) unde se pot acumula impuritati si gunoi.
În poziția „deschisă”. |  |
|---|---|
Pasul 1 |  |
Pasul 2 |  |
În poziția „închis”. |  |
Designul unei supape cu poartă seamănă cu un ecluză - debitul este reglat prin împărțirea acestuia folosind o placă metalică - o poartă. O supapă cu poartă este unul dintre cele mai simple dispozitive pentru reglarea debitului.
Supapele cu gură, în funcție de designul elementului de blocare, pot fi de tip wafer, cu două fețe sau de tip cuțit.
Avantajele unei supape cu poartă includ faptul că acest tip de supapă, atunci când este deschisă, nu conține niciun element care să împiedice curgerea.
În poziția „deschisă”. |  |
|---|---|
Pasul 1 |  |
Pasul 2 |  |
În poziția „închis”. |  |
Supapele cu diafragmă folosesc o membrană flexibilă (diafragmă) ca element de închidere, o metodă de „prindere” pentru a opri fluxul supapei folosind membrana flexibilă.
Unul dintre avantajele unei supape cu diafragmă este că componentele supapei în sine sunt separate de debitul mediu, ceea ce, în cazul mediilor agresive, crește durata de viață a supapei, sub rezerva întreținerii regulate și înlocuirii la timp a membranei.
Aceste tipuri de supape nu sunt, în general, potrivite pentru medii agresive și medii cu temperaturi ridicate; ele sunt utilizate în principal pentru sistemele sanitare.
Mai jos este un videoclip care arată clar principiul de funcționare al unei supape fluture cu trei excentrice
Supapă de control al scaunului (liniară)— realizată pe baza unei supape cu scaun. Reglarea se realizează prin schimbarea zonei de curgere dintre supapă și scaun. Acest tip de supapă de control se numește liniar deoarece este controlat de actuatoare electrice cu o mișcare progresivă a tijei. Designul universal al supapei de control vă permite să creați aproape orice caracteristică de debit datorită modificărilor supapei și scaunului, iar caracteristicile excelente de control și designul simplu al supapei de control cu supapă cu scaun au contribuit la utilizarea sa pe scară largă în sistemele de inginerie a clădirilor. Singurul dezavantaj al supapelor liniare este forma complexă a părții de curgere, care nu este potrivită pentru utilizarea cu medii vâscoase.
Supapă de control cu bilă (rotativă)— realizată pe bază de robinet cu bilă. Reglarea se realizează prin modificarea zonei de curgere prin rotirea bilei în jurul unei axe perpendiculare pe direcția curgerii apei. Secțiunea de curgere a mingii poate fi rotundă sau de altă formă. Supapele de reglare rotative de acest tip se numesc deoarece sunt comandate de actuatoare cu rotatie radiala a tijei. Supapele de control cu bilă sunt utilizate împreună cu dispozitive de acționare rotative cu forță mare de închidere și sunt controlate prin mișcarea radială a tijei. Dezavantajele supapelor de control cu bilă sunt necesitatea de a utiliza acționări electrice scumpe cu forță mare de închidere și dificultatea de a crea o caracteristică de debit liniară sau procentuală egală - ca urmare, precizie scăzută de control. Avantajele includ forma simplă a părții de curgere, potrivită pentru utilizarea cu medii de lucru vâscoase.
În funcție de prezența unei funcții de protecție, supapele de control sunt împărțite în:
- Deschis normal - atunci când alimentarea este oprită, zona de curgere este deschisă.
- În mod normal închis - atunci când alimentarea este oprită, acestea blochează fluxul.
- Fără o funcție de protecție - atunci când alimentarea este oprită, acționarea electrică se oprește.