Комплектуючі регулюючих клапанів

Комплектуючі регулюючі клапани. Міжнародне суспільство автоматизації визначає контрольний клапан як пристрій з механічним приводом, який керує витратою робочого середовища у системі управління технологічним процесом.

Якщо контрольний клапан оснащений відповідним приладдям, він може стати більш корисним для управління технологічним процесом, а також забезпечити плавну та ефективну роботу. Комплектуючі для пневматичних контрольних клапанів допомагають забезпечити оптимальну продуктивність та є важливим компонентом системи управління технологічним процесом.

До комплектуючих контрольних або регулюючих клапанів відносяться приводи, позиціонери, кінцеві вимикачі, датчики положення, бустери, електромагнітні клапани, клапани швидкого скидання та блокуючі клапани.

Призначення

Є п'ять основних причин, з яких до контрольного клапана додаються комплектуючі або аксесуари:

• Поліпшення контролю процесу
• Підвищення безпеки процесу чи персоналу
• Підвищення продуктивності клапана чи швидкості його реакції
• Відстеження або перевірка реакції клапана
• Діагностика потенційних проблем із клапаном

Приводи сідельних клапанів

Пневматичні приводи контрольних клапанів є найбільш популярним типом у використанні, але також широко використовуються електричні, гідравлічні та ручні приводи. Пружинно-діафрагмовий пневмопривід найчастіше застосовується через його надійність та простоту конструкції. Пневмоприводи поршневі забезпечують високу вихідну силу штока для складних умов експлуатації. Можлива адаптація пружинно-мембранних та пневматичних поршневих приводів для безпосередньої установки на поворотні регулюючі клапани.

Пневматичні приводи бувають двох змін: прямої дії та зворотної дії.

Пряма дія означає, що подача повітря в привід змушує шток приводу висуватися з приводу.

Зворотний вплив означає, що подача повітря в привід змушує шток втягуватися в привід.

 

Комплектуючі регулюючі клапани. Приводи поворотних клапанів

Найпростішим і найменш дорогим із поворотних приводів є поршневий привід подвійної дії.

Існує чотири поширені типи механізмів для перетворення лінійного в обертальний рух, рейковий шатун, кривошип зі штифтом, кулісний хомут і шарнірний кривошип.

Криві крутного моменту поршневого приводу двосторонньої дії

 

Позиціонери

Пневматичні позиціонери використовують пневматичну сигналізацію тиску як контрольну уставку для контрольних клапанів. Тиск зазвичай модулюється в діапазоні від 20,7 до 103 кПа, щоб перемістити клапан із положення від 0 до 100%.

Аналоговий I/P-позиціонер. Більшість сучасних процесорів використовують сигнал постійного струму 4-20 мА для модуляції контрольних клапанів. Це вводить електроніку в конструкцію позиціонера і вимагає, щоб позиціонер перетворював електронний сигнал струму пневматичний сигнал тиску.

У той час як пневматичні позиціонери та аналогові I/P-позиціонери забезпечують базове управління положенням клапана, цифрові контролери клапана додають ще один вимір до можливостей позиціонера. Цей тип позиціонера є мікропроцесорним інструментом. Мікропроцесор забезпечує діагностику та двосторонній зв'язок для спрощення налаштування та усунення несправностей. Найбільш поширені цифрові протоколи: HART, Foundation Fieldbus та Profibus.

I / P перетворювачі

У деяких програмах високий рівень точності позиціонування, який забезпечує позиціонер, не потрібний. У цих випадках може використовуватися електропневматичний (I/P) перетворювач. У I/P перетворювачі використовується модуль перетворювача, який перетворює вхідний струм 4-20 мА у вихідний сигнал пропорційного тиску. Внутрішнє реле пневматичного підсилювача забезпечує потужність, необхідну подачі вихідного тиску на привід контрольного клапана. Особливості: немає зворотного зв'язку щодо положення клапана.

Бустери

Позиціонери та I/P перетворювачі розроблені так, щоб забезпечити достатню пропускну здатність пневматики для керування типовим контрольним дросельним клапаном. Деякі програми потребують більш високих швидкостей спрацьовування. Коли обсяг приводу великий, швидкість відгуку позиціонування може стати проблемою. Бустери використовуються для додаткової пневматичної продуктивності клапана в зборі.

Приводи односторонньої дії зазвичай використовують один бустер. Приводи двосторонньої дії вимагають щонайменше два бустера по одному для подачі на кожну сторону поршня приводу. У деяких додатках, таких як компресор для захисту від помпажу (антипомпажние клапани) або байпас турбіни, можуть знадобитися додаткові бустери, для забезпечення необхідного пневматичного об'єму для швидкого відгуку клапана.

 

Криві крутного моменту поршневого приводу двосторонньої дії

 

Позиціонери

Пневматичні позиціонери використовують пневматичну сигналізацію тиску як контрольну уставку для контрольних клапанів. Тиск зазвичай модулюється в діапазоні від 20,7 до 103 кПа, щоб перемістити клапан із положення від 0 до 100%.

Аналоговий I/P-позиціонер. Більшість сучасних процесорів використовують сигнал постійного струму 4-20 мА для модуляції контрольних клапанів. Це вводить електроніку в конструкцію позиціонера і вимагає, щоб позиціонер перетворював електронний сигнал струму пневматичний сигнал тиску.

У той час як пневматичні позиціонери та аналогові I/P-позиціонери забезпечують базове управління положенням клапана, цифрові контролери клапана додають ще один вимір до можливостей позиціонера. Цей тип позиціонера є мікропроцесорним інструментом. Мікропроцесор забезпечує діагностику та двосторонній зв'язок для спрощення налаштування та усунення несправностей. Найбільш поширені цифрові протоколи: HART, Foundation Fieldbus та Profibus.

I / P перетворювачі

У деяких програмах високий рівень точності позиціонування, який забезпечує позиціонер, не потрібний. У цих випадках може використовуватися електропневматичний (I/P) перетворювач. У I/P перетворювачі використовується модуль перетворювача, який перетворює вхідний струм 4-20 мА у вихідний сигнал пропорційного тиску. Внутрішнє реле пневматичного підсилювача забезпечує потужність, необхідну подачі вихідного тиску на привід контрольного клапана. Особливості: немає зворотного зв'язку щодо положення клапана.

Бустери

Позиціонери та I/P перетворювачі розроблені так, щоб забезпечити достатню пропускну здатність пневматики для керування типовим контрольним дросельним клапаном. Деякі програми потребують більш високих швидкостей спрацьовування. Коли обсяг приводу великий, швидкість відгуку позиціонування може стати проблемою. Бустери використовуються для додаткової пневматичної продуктивності клапана в зборі.

Приводи односторонньої дії зазвичай використовують один бустер. Приводи двосторонньої дії вимагають щонайменше два бустера по одному для подачі на кожну сторону поршня приводу. У деяких додатках, таких як компресор для захисту від помпажу (антипомпажние клапани) або байпас турбіни, можуть знадобитися додаткові бустери, для забезпечення необхідного пневматичного об'єму для швидкого відгуку клапана.

Датчик положення встановлюється безпосередньо на бугелі клапана та вимірює положення штока або валу клапана.

 

Соленоїдні клапани

Електромагнітний або соленоїдний клапан встановлюється по дорозі пневматичної трубки до приводу. У деяких випадках електромагнітний клапан випускатиме повітря з приводу, щоб клапан міг перейти в закр. або відкр. становище. В інших випадках електромагнітний клапан утримуватиме повітря у приводі, щоб заблокувати клапан у його поточному положенні. Триходові соленоїди зазвичай використовуються для керування приводами з пружинним поверненням, а чотириходові або п'ятиходові соленоїди зазвичай використовуються для приводів подвійної дії. Керуються соленоїдні клапани дискретним сигналом із системи управління.

Кінцеві вимикачі

Призначення кінцевого вимикача полягає в тому, щоб подавати дискретний сигнал відкриття або закриття системи управління, коли клапан досягає певного положення в межах свого діапазону переміщення. Кінцеві вимикачі також використовуються для моніторингу процесу, усунення несправностей або перевірки запуску/вимкнення. Кінцевий вимикач отримує зворотний зв'язок за положенням від штока або валу клапана і відправляє провідний або бездротовий сигнал до системи керування.

Системи відключення – блокуючий клапан

Системи аварійного відключення, такі як блокуючі клапани, використовуються у додатках управління, де потрібна певна дія приводу у разі втрати тиску подачі повітря. Вони використовуються з приводами подвійної дії або приводами одинарної або подвійної дії для забезпечення пневматичного блокування.

Блокуючий клапан призначений для забезпечення збереження положення пневмоприводів при пропаданні тиску повітря, що живить.

Блокуючий клапан встановлюється між портами «керуючого пристрою», яким може бути соленоїд або позиціонер, вимірює тиск повітря, що подається. Коли тиск подачі повітря падає нижче за задане значення, клапан блокує порти приводу, блокуючи тиск, який був у приводі під час відключення, ефективно утримуючи привід (і технологічний клапан) на місці.

Коли тиск повітря, що подається в прилад, падає нижче точки спрацьовування, клапан, що управляє, викликає відмову приводу, блокування контрольного клапана в останньому положенні або збій.

Для застосування подвійної дії об'ємний резервуар повітря забезпечує резервний об'єм повітря для роботи клапана у разі відмови подачі повітря і до відновлення тиску живлення. Коли після відновлення тиску подачі повітря вище за точку спрацьовування регулюючий клапан автоматично скидається, стає нормальним і дозволяє системі повернутися до нормальної роботи.

Маховик

 Маховики для мембранних приводів контрольного клапана часто використовуються як регульовані обмежувачі ходу. Вони також дають ручні засоби позиціонування контрольного клапана в аварійній ситуації.

Вони підключені до регулюючого клапана двома способами.

1. Боковий ручний дублер
2. Маховик верхнього монтажу
3. Бічний ручний дублер на регулювальному клапані можна використовувати для відкриття або закриття клапана в будь-якому напрямку в будь-якій точці ходу приводу.