Комплектующие контрольных или регулирующих клапанов принцип, назначение, преимущества

18 Ноября 2020, Ср

Международное общество автоматизации определяет контрольный клапан как устройство с механическим приводом, которое управляет расходом рабочей среды в системе управления технологическим процессом.

Если контрольный клапан оснащен соответствующими принадлежностями, он может стать более полезным для управления технологическим процессом, а также обеспечить плавную и эффективную работу. Комплектующие для пневматических контрольных клапанов помогают обеспечить оптимальную производительность и являются важным компонентом системы управления технологическим процессом.

К комплектующим контрольных или регулирующих клапанов относятся приводы, позиционеры, концевые выключатели, датчики положения, бустеры, электромагнитные клапаны, клапаны быстрого сброса и блокирующие клапаны.

Назначение

Есть пять основных причин, по которым к контрольному клапану добавляются комплектующие или аксессуары:

  • Улучшение контроля процесса
  • Повышение безопасности процесса или персонала
  • Повышение производительности клапана или скорости его реакции
  • Отслеживание или проверка реакции клапана
  • Диагностика потенциальных проблем с клапаном

Приводы седельных клапанов

Пневматические приводы контрольных клапанов являются наиболее популярным типом в использовании, но также широко используются электрические, гидравлические и ручные приводы. Пружинно-диафрагменный пневмопривод чаще всего применяется из-за его надежности и простоты конструкции. Поршневые пневмоприводы обеспечивают высокую выходную силу штока для сложных условий эксплуатации. Возможна адаптация пружинно-мембранных и пневматических поршневых приводов для непосредственной установки на поворотные регулирующие клапаны.

Пневматические приводы бывают двух конфигураций: прямого действия и обратного действия.

Прямое действие означает, что подача воздуха в привод заставляет шток привода выдвигаться из привода.

Обратное действие означает, что подача воздуха в привод заставляет шток втягиваться в привод.

Приводы поворотных клапанов

Самым простым и наименее дорогим из поворотных приводов является поршневой привод двойного действия.

Существует четыре распространенных типа механизмов для преобразования линейного во вращательное движение, реечный шатун, кривошип с штифтом, кулисный хомут и шарнирный кривошип.

Кривые крутящего момента поршневого привода двустороннего действия

Позиционеры

Пневматические позиционеры используют пневматическую сигнализацию давления в качестве контрольной уставки для контрольных клапанов. Давление обычно модулируется в диапазоне от 20,7 до 103 кПа, чтобы переместить клапан из положения от 0 до 100%.

Аналоговый I/P-позиционер. Большинство современных процессоров используют сигнал постоянного тока 4–20 мА для модуляции контрольных клапанов. Это вводит электронику в конструкцию позиционера и требует, чтобы позиционер преобразовывал электронный сигнал тока в пневматический сигнал давления.

В то время как пневматические позиционеры и аналоговые I/P-позиционеры обеспечивают базовое управление положением клапана, цифровые контроллеры клапана добавляют еще одно измерение к возможностям позиционера. Этот тип позиционера представляет собой микропроцессорный инструмент. Микропроцессор обеспечивает диагностику и двустороннюю связь для упрощения настройки и устранения неисправностей. Наиболее распространенные цифровые протоколы: HART, Foundation Fieldbus и Profibus.

I / P преобразователи

В некоторых приложениях высокий уровень точности позиционирования, который обеспечивает позиционер, не требуется. В этих случаях может использоваться электропневматический (I/P) преобразователь. В I/P преобразователе используется модуль преобразователя, который преобразует входной ток 4–20 мА в выходной сигнал пропорционального давления. Внутреннее реле пневматического усилителя обеспечивает мощность, необходимую для подачи выходного давления на привод контрольного клапана. Особенности: нет обратной связи по положению клапана.

Бустеры

Позиционеры и I/P преобразователи разработаны так, чтобы обеспечить достаточную пропускную способность пневматики для управления типичным дроссельным контрольным клапаном. Некоторые приложения требуют более высоких скоростей срабатывания. Когда объем привода большой, скорость отклика позиционирования может стать проблемой. Бустеры используются для обеспечения дополнительной пневматической производительности клапана в сборе.

Приводы одностороннего действия обычно используют один бустер. Приводы двустороннего действия требуют, как минимум два бустера, по одному для подачи на каждую сторону поршня привода. В некоторых приложениях, таких как компрессор для защиты от помпажа (антипомпажные клапаны) или байпасс турбины, могут потребоваться дополнительные бустеры, для обеспечения необходимого пневматического объема для быстрого отклика клапана.

Клапаны быстрого сброса

В некоторых случаях, таких как клапаны аварийного отключения, требуется, чтобы клапан закрывался очень быстро. Некоторые трехходовые соленоидные клапаны рассчитаны на большую пропускную способность в направлении вентиляции, чем в направлении нагнетания.

Датчики положения

Назначение датчика положения - обеспечить независимую, отдельную обратную связь по положению клапана в систему управления. Обратная связь по положению контрольного клапана часто становится необходимой, поскольку она используется оператором для мониторинга процесса, поиска и устранения неисправностей или проверки запуска / останова из диспетчерской.

Датчик положения устанавливается непосредственно на бугеле клапана и измеряет положение штока или вала клапана.

Соленоидные клапаны

Электромагнитный или соленоидный клапан устанавливается на пути пневматической трубки к приводу. В некоторых случаях электромагнитный клапан будет выпускать воздух из привода, чтобы клапан мог перейти в закр. или откр. положение. В других случаях электромагнитный клапан будет удерживать воздух в приводе, чтобы заблокировать клапан в его текущем положении. Трехходовые соленоиды обычно используются для управления приводами с пружинным возвратом, а четырехходовые или пятиходовые соленоиды обычно используются для приводов двойного действия. Управляются соленоидные клапаны дискретным сигналом из системы управления.

Концевые выключатели

Назначение концевого выключателя состоит в том, чтобы подавать дискретный сигнал открытия или закрытия в систему управления, когда клапан достигает определенного положения в пределах своего диапазона перемещения. Концевые выключатели также используются для мониторинга процесса, устранения неполадок или проверки запуска / выключения. Концевой выключатель получает обратную связь по положению от штока или вала клапана и отправляет проводной или беспроводной сигнал в систему управления.

Системы отключения – блокирующий клапан

Системы аварийного отключения, такие как блокирующие клапаны, используются в приложениях управления, где требуется определенное действие привода в случае потери давления подачи воздуха. Они используются с приводами двойного действия или с приводами одинарного или двойного действия для обеспечения пневматической блокировки.

Блокирующий клапан предназначен для обеспечения сохранения положения пневмоприводов при пропадании давления питающего воздуха.

Блокирующий клапан устанавливается между портами «управляющего устройства», которым может быть соленоид или позиционер, измеряет давление подаваемого воздуха. Когда давление подачи воздуха падает ниже заданного значения, клапан блокирует порты привода, блокируя давление, которое было в приводе во время отключения, эффективно удерживая привод (и технологический клапан) на месте.

Когда давление воздуха, подаваемого в прибор, падает ниже точки срабатывания, управляющий клапан вызывает отказ привода, блокировку контрольного клапана в последнем положении или сбой.

Для применений двойного действия объемный резервуар для воздуха обеспечивает резервный объем воздуха для работы клапана в случае отказа подачи воздуха и до восстановления давления питания. Когда после восстановления давления подачи воздуха выше точки срабатывания регулирующий клапан автоматически сбрасывается, становится нормальным и позволяет системе вернуться к нормальной работе.

Маховик

 Маховики для мембранных приводов контрольного клапана часто используются в качестве регулируемых ограничителей хода. Они также предоставляют ручные средства позиционирования контрольного клапана в аварийной ситуации.

Они подключены к регулирующему клапану двумя способами.

  1. Боковой ручной дублер
  2. Маховик верхнего монтажа
  3. Боковой ручной дублер на регулирующем клапане можно использовать для открытия или закрытия клапана в любом направлении в любой точке хода штока привода.

Боковой ручной дублер можно установить для ограничения движения в любом направлении, но не в обоих направлениях одновременно.  Удерживая маховик регулирующего клапана в нейтральном положении, возможна автоматическая работа на протяжении всего хода клапана.

Маховики верхнего монтажа используются для «нечастого обслуживания» для ручного перемещения клапана.

Комментарии
Пока нет отзывов
Написать комментарий
Что интересует? Информация, цена, наличие ...*
Email
Введите комментарий*