Если вы прогуляетесь по цеху химического завода, вы обязательно увидите трубы, оснащенные клапанами с закругленными головками, которые являются регулирующими клапанами.
Пневматический диафрагменный регулирующий клапан
О характеристиках регулирующего клапана можно судить по его названию. Ключевое слово «регулирование» означает, что диапазон его регулировки может произвольно изменяться от 0 до 100%.
Внимательные пользователи должны заметить, что под головкой каждого регулирующего клапана находится устройство. Те, кто с ним знаком, должны знать, что это сердце регулирующего клапана — позиционер клапана. С помощью этого устройства можно регулировать объем воздуха, поступающего в головку (пневматическую пленку), и точно контролировать положение клапана.
К позиционерам клапанов относятся интеллектуальные и механические позиционеры. Сегодня мы обсудим последний тип — механический позиционер, который идентичен позиционеру, изображенному на рисунке.
Принцип работы механического пневматического позиционера клапана
Схема конструкции позиционера клапана
На рисунке пошагово показаны компоненты механического пневматического позиционера клапана. Следующий шаг — понять, как он работает?
Источником воздуха служит сжатый воздух компрессорной станции. Перед входным отверстием источника воздуха в позиционере клапана расположен редукционный клапан воздушного фильтра для очистки сжатого воздуха. Воздух из выходного отверстия редукционного клапана поступает через позиционер клапана. Количество воздуха, поступающего в мембранную головку клапана, определяется по выходному сигналу контроллера.
Выходной электрический сигнал контроллера составляет 4–20 мА, а пневматический сигнал — 20–100 кПа. Преобразование электрического сигнала в пневматический осуществляется с помощью электрического преобразователя.
Когда электрический сигнал, выдаваемый контроллером, преобразуется в соответствующий газовый сигнал, преобразованный газовый сигнал воздействует на сильфон. Рычаг 2 вращается вокруг точки опоры, а нижняя часть рычага 2 перемещается вправо и приближается к соплу. Обратное давление сопла увеличивается, и после усиления пневматическим усилителем (компонент, обозначенный символом «меньше» на рисунке) часть воздуха подается в воздушную камеру пневматической диафрагмы. Шток клапана перемещает сердечник клапана вниз и автоматически постепенно открывает клапан. В это время обратный стержень (поворотный стержень на рисунке), соединенный со штоком клапана, перемещается вниз вокруг точки опоры, заставляя передний конец вала перемещаться вниз. Соединенный с ним эксцентриковый кулачок вращается против часовой стрелки, а ролик вращается по часовой стрелке и перемещается влево, растягивая обратную пружину. Поскольку нижняя часть пружины обратной связи растягивает рычаг 2 и перемещается влево, достигается баланс сил с сигнальным давлением, действующим на сильфон, в результате чего клапан фиксируется в определенном положении и не двигается.
Благодаря приведенному выше введению у вас должно сложиться определенное представление о позиционере механического клапана. При наличии возможности, лучше всего разобрать его во время работы и подробно изучить расположение каждой детали позиционера и ее название. Таким образом, краткое обсуждение механических клапанов завершается. Далее мы расширим знания, чтобы получить более глубокое понимание регулирующих клапанов.
расширение знаний
Расширение знаний один
На фотографии изображен пневматический диафрагменный регулирующий клапан закрытого типа. Некоторые спрашивают: зачем?
Во-первых, обратите внимание на направление воздухозаборника аэродинамической диафрагмы, это оказывает положительный эффект.
Во-вторых, обратите внимание на направление установки сердечника клапана, оно положительное.
Источником вентиляции в пневматической диафрагменной камере является диафрагма, которая прижимает шесть пружин, покрывающих диафрагму, тем самым толкая шток клапана вниз. Шток клапана соединен с сердечником клапана, который установлен спереди, поэтому подача воздуха осуществляется в положение «выключено». Поэтому такой клапан называется клапаном с пневматическим закрытием. «Открыто» означает, что при прерывании подачи воздуха из-за строительных работ или коррозии воздуховода клапан возвращается в исходное положение под действием силы пружины и снова оказывается в полностью открытом положении.
Как пользоваться воздушным запорным клапаном?
Способ использования рассматривается с точки зрения безопасности. Это необходимое условие для принятия решения о включении или выключении кондиционера.
Например: паровой барабан, одно из основных устройств котла, и регулирующий клапан, используемый в системе водоснабжения, должны быть герметично закрыты. Почему? Например, если подача газа или электроэнергии внезапно прервется, топка продолжит интенсивно работать, непрерывно нагревая воду в барабане. Если газ используется для открытия регулирующего клапана, а подача энергии прерывается, клапан закроется, и барабан сгорит за считанные минуты без воды (сухое горение). Это очень опасно. Неисправность регулирующего клапана невозможно устранить в короткие сроки, что приведет к остановке топки. Аварии случаются. Поэтому, чтобы избежать сухого горения или даже остановки топки, необходимо использовать газовый запорный клапан. Даже если подача энергии прервется и регулирующий клапан будет полностью открыт, вода будет непрерывно поступать в паровой барабан, но это не вызовет сухого горения в паровом барабане. Будет еще время для устранения неисправности регулирующего клапана, и топку не придется останавливать сразу же для решения этой проблемы.
На основе приведенных выше примеров у вас должно появиться предварительное понимание того, как выбирать регулирующие клапаны открытия и закрытия воздушного потока!
Расширение знаний 2
Эти небольшие сведения касаются изменений в положительных и отрицательных эффектах локатора.
Регулирующий клапан на рисунке имеет положительное действие. Эксцентриковый кулачок имеет две стороны AB, где A — передняя сторона, а B — боковая. В данный момент сторона A обращена наружу, и поворот стороны B наружу представляет собой реакцию. Следовательно, изменение направления A на рисунке на направление B представляет собой позиционер механического клапана с реактивным действием.
На изображении показан позиционер клапана принудительного действия, выходной сигнал контроллера составляет 4-20 мА. При 4 мА соответствующее давление воздуха составляет 20 кПа, и регулирующий клапан полностью открыт. При 20 мА соответствующее давление воздуха составляет 100 кПа, и регулирующий клапан полностью закрыт.
Механические позиционеры клапанов имеют свои преимущества и недостатки.
Преимущества: точный контроль.
Недостатки: Из-за пневматического управления, если сигнал положения необходимо передать обратно в центральную диспетчерскую, требуется дополнительное устройство преобразования электрического сигнала.
Расширение знаний три
Вопросы, связанные с ежедневными поломками.
Сбои в процессе производства — это нормальное явление и часть производственного процесса. Но для поддержания качества, безопасности и количества необходимо своевременно решать проблемы. В этом и заключается ценность работы в компании. Поэтому мы кратко обсудим несколько типов сбоев, с которыми мы сталкиваемся:
1. Выходной сигнал позиционера клапана напоминает движение черепахи.
Не открывайте переднюю крышку позиционера клапана; прислушайтесь к звуку, чтобы определить, не треснула ли трубка подачи воздуха и не вызывает ли она утечку. Это можно определить невооруженным глазом. Также прислушайтесь, нет ли звука утечки из входной воздушной камеры.
Откройте переднюю крышку позиционера клапана; 1. Проверьте, не заблокировано ли постоянное отверстие; 2. Проверьте положение перегородки; 3. Проверьте упругость пружины обратной связи; 4. Разберите квадратный клапан и проверьте диафрагму.
2. Выходное отверстие позиционера клапана имеет расточку.
1. Проверьте, находится ли давление воздуха в заданном диапазоне и не отвалился ли стержень обратной связи. Это самый простой шаг.
2. Проверьте правильность подключения сигнальной линии (проблемы, возникающие позже, обычно игнорируются).
3. Нет ли чего-нибудь застрявшего между катушкой и якорем?
4. Проверьте, правильно ли расположены сопло и перегородка.
5. Проверьте состояние катушки электромагнитного компонента.
6. Проверьте, является ли положение балансировочной пружины оптимальным.
Затем поступает сигнал, но выходное давление не изменяется, выходной сигнал есть, но он не достигает максимального значения и т. д. Такие неисправности встречаются и в повседневной работе, поэтому здесь они обсуждаться не будут.
Расширение знаний четыре
Регулировка хода клапана
В процессе производства длительное использование регулирующего клапана приводит к неточности хода. Как правило, при попытке открыть клапан в определенном положении всегда возникает большая погрешность.
Ход регулировки составляет 0-100%, выберите максимальное значение для регулировки, которое выражается в процентах: 0, 25, 50, 75 и 100. Особенно для механических позиционеров клапанов при регулировке необходимо знать положение двух ручных компонентов внутри позиционера, а именно нулевое положение регулировки и диапазон регулировки.
Если взять в качестве примера регулирующий клапан открытия воздушного отверстия, отрегулируйте его.
Шаг 1: В точке нулевой регулировки диспетчерская или генератор сигналов выдают 4 мА. Регулирующий клапан должен быть полностью закрыт. Если он не может быть полностью закрыт, выполните нулевую регулировку. После завершения нулевой регулировки сразу же отрегулируйте точку 50% и соответствующим образом отрегулируйте диапазон. При этом обратите внимание, что шток обратной связи и шток клапана должны находиться в вертикальном положении. После завершения регулировки отрегулируйте точку 100%. После завершения регулировки повторяйте регулировку в пяти точках от 0 до 100% до тех пор, пока открытие не будет точным.
В заключение: от механического позиционера к интеллектуальному. С научно-технической точки зрения, стремительное развитие науки и техники снизило трудозатраты персонала, занимающегося техническим обслуживанием. Лично я считаю, что если вы хотите отточить свои практические навыки и приобрести новые, механический позиционер — лучший вариант, особенно для начинающих специалистов по приборам. Проще говоря, интеллектуальный позиционер понимает несколько слов из инструкции и просто двигает пальцами. Он автоматически настроит все, от установки нулевой точки до регулировки диапазона. Просто подождите, пока он закончит работу и уберет обстановку. И все. Что касается механического позиционера, многие детали нужно разбирать, ремонтировать и устанавливать самостоятельно. Это определенно улучшит ваши практические навыки и произведет на вас большее впечатление своей внутренней структурой.
Независимо от того, является ли оно интеллектуальным или неинтеллектуальным, оно играет доминирующую роль во всем автоматизированном производственном процессе. Как только оно «внедряется», корректировка становится невозможной, и автоматизированное управление теряет смысл.
Дата публикации: 31 августа 2023 г.