Jiangsu Huafilter Hydraulic Industry Co., Ltd.
Jiangsu Huafilter Hydraulic Industry Co., Ltd.
Fréttir

Til hvers er inngjöfarventill?


Ef þú hefur einhvern tíma stillt eldhúsblöndunartæki til að fá rétt vatnsrennsli, hefur þú notað sömu reglu og iðnaðar inngjöf lokar nota á hverjum degi í kerfum sem meðhöndla allt frá vökvaolíu til jarðgass. Inngjöfarventill er vélrænn búnaður sem stjórnar vökvaflæðishraða og kerfisþrýstingi með því að setja breytilega takmörkun á flæðisleiðinni. Ólíkt einföldum á-slökktu einangrunarlokum, eru inngjöfarventlar hannaðir til að starfa stöðugt við hlutaop og breyta vökvaþrýstingsorku í stýrt viðnám.

Tæknilega skilgreiningin verður skýrari þegar við skoðum hvað gerist inni í ventlahlutanum. Þegar vökvi nálgast inngjöfarlokann, rekst hann á hreyfanlegan þátt - venjulega diskur, tappa eða nál - sem hindrar flæðisleiðina að hluta. Þessi takmörkun þvingar vökvann til að hraða í gegnum minnkaða þversniðsflatarmálið, eftir samfellujöfnunni (Q = A × v, þar sem Q er flæðihraði, A er flatarmál og v er hraði). Samkvæmt meginreglu Bernoullis kemur þessi hraðaaukning á kostnað kyrrstöðuþrýstings. Þrýstiorka vökvans breytist í hreyfiorku á takmörkunarpunktinum, þekktur sem vena contracta. Eftir að hafa farið framhjá þessum þrönga hálsi fer háhraða strókurinn inn í stærri gönguna niðurstreymis þar sem ókyrrð, núningur og flæðisskil koma í veg fyrir að þrýstingurinn nái sér að fullu. Þetta óafturkræfa þrýstingsfall er grundvallarbúnaðurinn sem gefur inngjöfarlokum stjórnunargetu sína.

Það sem aðgreinir inngjöfarventla frá öðrum flæðistýringartækjum er hæfni þeirra til að viðhalda stöðugri starfsemi við mismunandi þrýstingsmun á sama tíma og þeir veita fyrirsjáanlega flæðiseiginleika. Verkfræðingar tilgreina inngjöfarventla þegar þeir þurfa nákvæma flæðisstillingu frekar en einfalda lokun, sem gerir þá mikilvæga hluti í forritum, allt frá loftinntaksstýringu bifreiðavéla til framleiðslustýringar á djúpsjávarolíulindum.

Eðlisfræðin á bak við notkun inngjafarventils

Til að skilja hvers vegna inngjöfarlokar virka þarf að skoða orkubreytingarnar sem eiga sér stað meðan á inngjöfinni stendur. Útgangspunkturinn er meginreglan um orkusparnað eins og hún er sett fram með jöfnu Bernoulli fyrir stöðugt ósamþjappanlegt flæði:

$$P_1 + \\frac{1}{2}\\rho v_1^2 + \\rho g h_1 = P_2 + \\frac{1}{2}\\rho v_2^2 + \\rho g h_2$$

Í ákjósanlegu afturkræfu ferli er summan af þrýstingsorku, hreyfiorku og hugsanlegri orku stöðugri. Hins vegar er inngjöf í raunheimum í eðli sínu óafturkræf. Þegar vökvi fer út úr vena contracta og fer inn í stækkunarsvæðið niðurstreymis, brotnar skipulögð hreyfiorka háhraðaþotunnar niður í tilviljunarkennda óróahreyfingu, hvirfilstrauma og sameindanúning. Þessi óskipulega orkudreifing birtist sem hita og hljóðræn hávaði frekar en endurheimtur þrýstingur. Þetta varanlega þrýstingstap er ekki hönnunargalli heldur ætlaður vélbúnaður sem gerir inngjöfarlokum kleift að stjórna flæði.

Fyrir samþjappanlega vökva eins og lofttegundir, kynnir inngjöfin aukinn varmafræðilegan margbreytileika í gegnum Joule-Thomson áhrifin. Í adiabatískri inngjöf þar sem engin varmaskipti eiga sér stað við umhverfið, fer vökvinn í gegnum isenthalpíska stækkun. Flestar iðnaðarlofttegundir sýna jákvæða Joule-Thomson-stuðla við umhverfishita, sem þýðir að þær kólna við inngjöf. Þetta hitafall er rekstrargrundvöllur fyrir kæliþensluloka, sem þrýsta háþrýsti fljótandi kælimiðli í kalda lágþrýstingsblöndu. Hins vegar sýna vetni, helíum og neon neikvæða stuðla við stofuhita, sem þýðir að þeir hitna við inngjöf - mikilvægt öryggisatriði í vetniseldsneytiskerfum þar sem staðbundin hitun gæti kallað fram íkveikju.

Magngreining á afkastagetu inngjafarloka notar flæðisstuðulinn, gefinn upp sem Cv í Imperial einingar eða Kv í metraeiningum. Cv gildið táknar rúmmálsrennsli 60°F vatns í lítrum á mínútu sem framleiðir 1 psi þrýstingsfall yfir lokann. Fyrir fljótandi notkun er sambandið eftirfarandi:

$$C_v = Q \\sqrt{\\frac{SG}{\\Delta P}}$$

þar sem Q er flæðihraði, SG er eðlisþyngd og ΔP er þrýstingsmunur.

Þessi jafna sýnir ólínulegt eðli hegðunar inngjafarloka: tvöföldun flæðisins í gegnum fast opið þarf að fjórfalda þrýstingsfallið. Þessi eiginleiki krefst varkárrar lokastærðar vegna þess að ofstærð loki sem starfar við 5-10% opnun framleiðir óstöðuga stjórn með of mikilli næmni, en undirstærð loki á á hættu að ná kæfðum flæðisskilyrðum þar sem hraði nær hljóðmörkum og frekari þrýstingslækkun getur ekki aukið flæðishraða.

Kjarnaforrit yfir atvinnugreinar

Inngjöfarlokar þjóna mismunandi aðgerðum í iðngreinum, sem hver um sig nýtir grundvallarregluna um þrýstingslækkun á notkunarsértækan hátt.

Vélarstjórnun bifreiða:Nútíma bensínvélar nota rafræn inngjöf (ETC) kerfi þar sem fiðrildaventill í inntaksgreininni stjórnar loftflæði inn í brunahólf. Ólíkt eldri inngjöfum með snúru sem eru beintengdar við eldsneytispedalinn, nota ETC kerfin með tvöföldum óþarfa stöðuskynjara eldsneytispedala (APP) sem gefa merki til stýrieiningarinnar (ECU). ECU skipar jafnstraumsmótor til að staðsetja inngjöfarplötuna byggt á samþættri rökfræði sem felur í sér spólvörn, hraðastýringu og útblástursaðferðir. Kerfið inniheldur tvöfalda inngjöfarstöðuskynjara (TPS) með spennuútgangi sem hreyfast í gagnstæðar áttir—ef bæði merki eru ekki í samræmi við vikmörk fer ECU inn í haltan hátt og takmarkar snúningshraða vélarinnar til að koma í veg fyrir hlaupaskilyrði. Eitt sérkennilegt fyrirbæri í ETC kerfum felur í sér kolefnissöfnun frá jákvæðum sveifarhússloftræstingu (PCV) lofttegundum sem mynda útfellingar í kringum brúnir inngjafarholunnar, sem takmarkar smám saman aðgerðalaus loftflæði. ECU bætir það upp með því að auka aðgerðalaus opnun úr kannski 3% í 5% með tímanum. Þegar tæknimenn þrífa inngjöfarhlutann og fjarlægja þessar útfellingar, leyfir 5% opnunin sem munað er núna of mikið loftflæði, sem veldur auknum aðgerðalausum hraða þar til endurnám inngjafar neyðir ECU til að enduruppgötva líkamlega lokaða stöðu og endurreisa grunnlínu loftflæðiseiginleika.

Vökvaorkukerfi:Í hreyfanlegum og iðnaðarvökvarásum stjórna inngjöfarlokar - oft kallaðir flæðisstýringarlokar í þessu samhengi - hraða stýris óháð afköstum dælunnar. Staðsetning lokans í hringrásinni ákvarðar eiginleika álagsmeðferðar. Inngjöf á metra takmarkar flæði inn í strokkinn, hentugur fyrir viðnámsálag þar sem álagið er á móti hreyfingu (eins og að lyfta). Hins vegar verða innmælisstillingar hættulegar með ofgnótt álags (lækka niðurhengda þyngd) vegna þess að þyngdarafl getur dregið stimpilinn hraðar en framboðsflæði kemur inn, sem skapar lofttæmisskilyrði og tap á stjórn. Inngjöf útmælis tekur á þessu með því að takmarka afturflæði og byggja upp bakþrýsting í hólfinu á stangarhliðinni sem virkar sem vökvabremsa gegn offramkeyrslu. Þessi uppsetning veitir yfirburða hreyfistöðugleika og kemur í veg fyrir álagsfall, þó að verkfræðingar verði að gera grein fyrir þrýstingsaukningu í einstanga strokkum þar sem flatarmálshlutfallið á milli loki-enda og stangarendahólfa getur margfaldað þrýsting umfram stillingar afléttuloka, sem gæti valdið bilun í innsigli ef það er ekki rétt reiknað með formúlu þrýstingshlutfallsins: P_rod = (P_cap.load × A_cap.

Kæling og loftræsting:Þenslulokar í gufuþjöppunar kælilotum framkvæma mikilvæga inngjöf sem gerir kælingu kleift. Hitastillir þenslulokar (TXV) starfa með glæsilegri vélrænni endurgjöf með því að nota þriggja krafta jafnvægi: þrýstingur skynjunarperunnar opnar lokann (sem bregst við úttakshita uppgufunartækis), andstæðar uppgufunarþrýstingi og forálagi gorma sem báðir virka til að loka lokanum. Þetta hreinlega vélræna kerfi viðheldur besta yfirhita - hitastigið yfir mettun sem tryggir að aðeins gufa fer inn í þjöppuna. Nútíma breytilegt kælivökvaflæði (VRF) kerfi nota í auknum mæli rafræna þensluloka (EEV) sem knúnir eru af skrefmótorum sem fá púlsskipanir frá örstýringum. Þetta veitir nálarstaðsetningu á míkrómetrastigi með millisekúndna viðbragðstíma, útilokar veiðisveiflur sem hrjáir TXV-bíla við lítið álag og gerir háþróaða straumstjórnunaraðferðir kleift.

Andstreymis olía og gas:Kæfulokar fyrir brunnhaus á jólatrjám stjórna framleiðsluhraða frá olíu- og gaslindum sem starfa við myndunarþrýsting sem nær 10.000-15.000 psi. Þessir standa frammi fyrir að öllum líkindum erfiðustu þjónustuskilyrðin í ventlaverkfræði: fjölfasa flæði (hráolía, jarðgas, myndunarvatn) sem inniheldur slípandi sandagnir á hraða sem breytir sandinum í skurðarstrók. Kæfa loki klipping notar wolframkarbíð eða sérhæft keramik, með hönnun sem beinir háhraða flæði í átt að miðlínu pípunnar til að forðast líkamsvef. Greinarmunurinn á milli API 6A (brunnhöfuðbúnaðar) og API 6D (leiðsluloka) staðla er mikilvægur - að nota API 6D kúluventil fyrir inngjöf brunnhauss mun leiða til hraðrar rofs rofs þar sem leiðslulokar eru hannaðir fyrir einangrunarskyldu í láréttum stöðvum með göngum með fullri holu fyrir svínganga, ekki lóðréttan þjónustu við háþrýstingsmismunabúnað.

Algengar gerðir inngjafarloka og val þeirra

Mismunandi hönnun inngjafarloka býður upp á mismunandi flæðieiginleika, þrýstifallssnið og hæfi fyrir sérstakar þjónustuaðstæður. Skilningur á þessum mun er nauðsynlegur fyrir rétt val á forritum.

Gerð ventils Inngjöf nákvæmni Þrýstifall Kavitation mótstöðu Dæmigert forrit Lykiltakmörkun
Hnattaventill Frábært (línuleg stilkaferð) Hátt Hátt (með skreytingum gegn kavitation) Gufustýring, fóðurvatn ketils, efnaferli Mikil viðnám jafnvel þegar það er alveg opið
Nálarventill Mjög nákvæmt (örflæði) Mjög hátt Í meðallagi Stöðluð ferlistýring, flest iðnaðarforrit Takmarkað við litlar stærðir (<2 tommur), eingöngu hreinir vökvar
V-Port kúluventill Gott (einkennist flæði) Í meðallagi Í meðallagi Gruggur, trefjaefni (kvoða og pappír) Minna nákvæmar en hnattlokar
Fiðrildaventill Sanngjarnt (aðeins skilvirk 30-70% opnun) Lágt Mjúk sitjandi (PTFE, elastómer) Loftræstikerfi með stórum þvermál, kælivatn, lágþrýstigas Takmarkað inngjöfarsvið, léleg þétt lokun
Hliðarventill BANNAÐ Mjög lágt (fullt opið) Lélegt (hröð sætiskemmdir) Aðeins einangrun (ekki inngjöf) Inngjöf veldur titringi og veðrun á vír

Globe lokar tákna iðnaðarstaðalinn fyrir nákvæmni inngjöf. Innri flæðisleið þeirra þvingar vökva í gegnum S-laga eða Z-laga gang með rétthyrndri beygju við sætið, sem skapar umtalsvert þrýstingstap. Lokatappinn hreyfist hornrétt á sætið, sem kemur á næstum línulegu sambandi milli stilksstöðu og flæðissvæðis. Þessi rúmfræði gerir nákvæma flæðisstillingu kleift með fyrirsjáanlegri svörun. Nútímastýrð hnattlokar nota búrstýrða klippingu þar sem tappan rennur inn í sívalur búr með vélrænum opum. Búrið þjónar tvíþættum tilgangi: það veitir vélræna leiðsögn í fullu höggi sem kemur í veg fyrir hliðar titring vegna ójafnvægis krafta, og rúmfræði opnunar ákvarðar flæðiseiginleika (línuleg, jöfn prósenta, hröð opnun) án þess að skipta um ventilhús eða stýrisbúnað. Einfaldlega að skipta um búr með mismunandi portmynstri gerir einkennandi breytingum.

Nálarlokar framlengja meginreglur hnattloka upp í mjög lágan flæðishraða með því að nota langa mjókkandi nál sem lokunarhluta. Fínn mjókkan krefst margra stilka snúninga til að framkalla litlar flæðisbreytingar, sem skapar vélrænt minnkunarhlutfall sem gerir örflæðisstillingu kleift. Þessir lokar sjá venjulega um tækjabúnað og vökvadempunarrásir þar sem flæðishraði mælist í millilítrum á mínútu. Hins vegar takmarka litlar göngur þeirra notkun til að hreinsa vökva og stærðir eru venjulega undir 2 tommum.

Mikilvæg athugasemd:Bannið við notkun hliðarloka við inngjöf verðskuldar áherslu. Hliðlokar nota renniskífu (hlið) sem lyftist hornrétt á flæði til að veita fullri holu í gegnum gang þegar opið er. Við opnun að hluta skagar neðri brún hliðsins út í rennslisstrauminn og skapar því takmörkun. Háhraða vökvi sem hamrar á þessari brún veldur miklum titringi sem kallast spjall. Meira eyðileggjandi er að einbeitt háhraðaþotan sem sker yfir þéttiflötina veldur veðrun á vírdráttum - rifur skera í sætið og diskinn sem koma varanlega í veg fyrir þétta lokun. Iðnaðarstaðlar banna beinlínis inngjöf á hliðarlokum, en þetta er enn algeng villa í uppsetningum á vettvangi.

V-port kúluventlar breyta venjulegum hönnun kúluloka með því að vinna V-laga hak í kúluna. Þessi útlínu opnun skapar hægfara flæðisaukningu samanborið við venjulegar kúlur sem framleiða hraða flæðisbylgju við lítil opnunarhorn. V-portið skilar um það bil jöfnum prósentum eiginleikum þar sem hver aukning á stilkferð framleiðir flæðisbreytingu í réttu hlutfalli við núverandi flæðishraða frekar en fasta breytingu. V-hak rúmfræðin veitir einnig klippuaðgerð sem er gagnleg fyrir trefja- eða slurry þjónustu þar sem skarpa brúnin getur skorið í gegnum svifefni.

Hvernig inngjöfarventlar stjórna flæði í vökvakerfi

Til að skilja hvers vegna inngjöfarlokar virka þarf að skoða orkubreytingarnar sem eiga sér stað meðan á inngjöfinni stendur. Útgangspunkturinn er meginreglan um orkusparnað eins og hún er sett fram með jöfnu Bernoulli fyrir stöðugt ósamþjappanlegt flæði:

Ímetra inngjöfstillingar, rennslisstýringarventillinn er settur upp á milli dælunnar og inntaks strokksins. Þetta fyrirkomulag takmarkar vökva sem kemst inn í stýrisbúnaðinn og takmarkar beint framlengingarhraða. Mælirinn virkar ásættanlega með viðnámsálagi þar sem ytri kraftar eru á móti æskilegri hreyfistefnu - til dæmis vökvahólkur sem lyftir lóð gegn þyngdaraflinu. Álagsþrýstingurinn hjálpar til við að viðhalda jákvæðum þrýstingi í gegnum hringrásina.

Hins vegar verður innmæling hættuleg þegar umframhleðsla er meðhöndluð þar sem þyngdarafl eða aðrir kraftar verka í sömu átt og æskileg hreyfing. Íhugaðu krana sem lækkar niðurhengda byrði. Ef flæðisstýring er á inntakshliðinni getur þyngdarafl sem dregur álagið niður neytt stimpilinn til að hreyfast hraðar en þrýstivökvi fer inn í strokkinn. Þetta skapar lofttæmi í útvíkkandi hólfinu, sem veldur því að uppleyst loft kemur út úr lausninni, sem getur gufað upp vökvavökvann (kavitation) og hefur í för með sér algjörlega tap á hreyfistjórn þegar álagið fellur frjálst. Þessi atburðarás hefur valdið iðnaðarslysum þegar rekstraraðilar stilltu óafvitandi rafrásir með innmæli til að lækka aðgerðir.

Inngjöf á metra útleysir vandamál með yfirkeyrslu með því að setja flæðisstýrilokann í afturlínu strokksins. Framboðsflæði fer ótakmarkað inn í strokkinn á meðan afturflæði verður að fara í gegnum inngjöfartakmörkunina. Þetta byggir upp bakþrýsting í hólfinu sem tæmist er og skapar vökvahemlunarkraft sem vinnur gegn offramkeyrslu. Innilokaður vökvinn kemur líkamlega í veg fyrir að stimpillinn dragist hraðar en olíuframboðið fer inn, viðheldur jákvæðri stjórn, jafnvel þótt þungt upphengt álag færist niður.

Öryggiskostur útmælis felur í sér þrýstingsaukningaáhættu sem krefst útreikninga við hönnun. Í einstöngum strokka er loki-endinn (stimplahlið) svæðið yfir stangarendanum (annulus). Þegar dregið er inn undir útmælisstýringu með aðstoðarálagi er hægt að magna þrýstinginn í minni stangarendahólfinu í samræmi við flatarmálshlutfallið. Ef framboðsþrýstingur er 2000 psi inn á 10 fertommu hettusvæði, og stangarsvæðið er aðeins 2 fertommu, getur stangarendaþrýstingurinn fræðilega náð 10.000 psi þegar hann styður álag. Ef öryggisventill kerfisins verndar aðeins framboðshliðina við 2500 psi, getur stangarendahólfið orðið fyrir þrýstingi sem fer langt yfir öryggismörk, hugsanlega rofið innsigli eða brotið í strokkrörinu. Rétt hönnun krefst óháðrar losunarverndar fyrir stangarendarásina eða nákvæmrar sannprófunar á því að hámarks aukinn þrýstingur haldist innan íhlutaeinkunna.

Inngjöf fyrir blæðingutáknar þriðju uppsetningu þar sem inngjöfarventillinn er settur upp í samhliða grein sem losar umframflæði dælunnar beint í tankinn. Aðeins flæðið sem hreyfillinn þarfnast fer inn í vinnurásina. Þetta nær mikilli skilvirkni þar sem ónotað flæði fer aftur í tankinn við lágan þrýsting og sóar lágmarks orku. Hins vegar verður stýrishraðinn mjög háður álagi vegna þess að mismunandi álagsþrýstingur breytir þrýstingsfallinu yfir útblástursopið og breytir skiptingarhlutfalli flæðisins. Bleed-off finnur aðeins notkun þar sem álag helst tiltölulega stöðugt og nákvæm hraðastýring er ekki nauðsynleg.

Þegar þú ættir EKKI að nota inngjöfarventil

Skilningur á takmörkunum inngjafarloka kemur í veg fyrir dýr mistök og óöruggar aðstæður. Nokkrar umsóknir krefjast annarra aðferða.

Bann við hliðarlokum ber að endurtaka sig vegna viðvarandi misnotkunar. Hliðlokar eru eingöngu einangrunartæki sem eru hönnuð fyrir fulla opna eða fulla lokaða þjónustu. Bein í gegnum flæðisleið þeirra þegar þau eru að fullu opin veitir lágmarks þrýstingsfall, sem gerir þau tilvalin fyrir lokun á aðallínu. En allar tilraunir til að opna inngjöf að hluta gerir hliðið fyrir eyðileggjandi veðrun á miklum hraða og ofbeldisfullum titringi. Viðhaldskostnaður vegna þess að skipta um ótímabært slitinn innri hlið hliðarloka er langt umfram kostnaðinn við að setja upp almennilegan inngjöfarventil samhliða.

Forrit sem krefjast algjörs núllleka í lokaðri stöðu fara yfir getu inngjafarloka. Flestir iðnaðar inngjöf lokar nota málm á málm sæti sem ná FCI Class IV lekaeinkunnir (0,01% af afkastagetu), fullnægjandi til að stjórna ferli en ófullnægjandi fyrir umhverfiseinangrun. Þegar reglugerðir krefjast núlllosunar við lokun - til dæmis rokgjörn lífræn efnasambönd (VOC) eða eitruð þjónusta - krefst hringrásin sérstakan þéttlokandi einangrunarventil (kúla eða fiðrildi með mjúkum sætum) í röð við inngjöfarlokann. Einangrunarventillinn annast lokunarskyldu á meðan inngjöfarventillinn veitir flæðisstillingu meðan á notkun stendur.

Þjónusta sem er viðkvæm fyrir kavitation krefst sérstakrar tillits frekar en hefðbundinna inngjafarloka. Þegar þrýstingur vökvakerfisins fellur niður fyrir gufuþrýsting vökvans við inngjöf myndast kavitation - vökvablikkar í gufubólur sem springa í kjölfarið þegar þrýstingur jafnar sig niðurstreymis og mynda höggbylgjur og örþotur með staðbundnum þrýstingi yfir 100.000 psi. Þessar endurteknu högg veðra fljótt málmfleti og mynda hina einkennandi grófa, grófa áferð. Cavitation index (σ) spáir fyrir um næmi:

$$ \\sigma = \\frac{P_{uppstreymis} - P_{niðurstraums}}{P_{uppstreymis} - P_{gufa}} $$

Þegar σ fer niður fyrir gagnrýna gildi lokans er kavitation óumflýjanleg. Frekar en að nota venjulegan eins þrepa inngjafarventil verða verkfræðingar að tilgreina fjölþrepa þrýstiminnkun (völundarhús eða borholu búrhönnun) sem skiptir heildarþrýstingsfallinu í mörg lítil skref, sem kemur í veg fyrir að einhver staðsetning nái gufuþrýstingi.

Málmsæti (Class IV) veita bestu málamiðlunina fyrir flest inngjöf, bjóða upp á ásættanlegan lekahraða en standast háan hita, veðrun og tíðar hjólreiðar. Mjúk sæti ná bóluþéttri lokun í flokki VI en fórna hitastigi (PTFE takmörk um 400°F) og slitþol. Afkastamikil ferli getur tilgreint flokk V málmsæti sem meðalveg, þó að þéttari vikmörk auki ventlakostnað verulega.

Að lokum eru inngjöfarlokar óviðeigandi fyrir flæðismælingu eða vörsluflutning. Þó að kvarðaður inngjöfarventill geti gefið grófa flæðisvísbendingu byggða á þrýstingsfalli og lokastöðu, gerir ólínulegt samband milli þessara breytu og næmni fyrir vökvaeiginleikum (þéttleika, seigju, hitastig) inngjöfarventla óhentuga þar sem nákvæmar flæðismælingar eru nauðsynlegar. Sérstakir flæðimælar (segulmagnaðir, ultrasonic, Coriolis) þjóna mæliaðgerðum á meðan inngjöfarventlar sjá um stjórn.

Réttur inngjöf valve: Verkfræðilegir útreikningar og staðlar

Rétt val á inngjöfarlokum krefst magngreiningar frekar en þumalfingursstærðar. Valferlið hefst með því að reikna út nauðsynlegan rennslisstuðul.

Fyrir vökvaþjónustu skaltu fyrst ákvarða nauðsynlega CV með því að nota raunveruleg rekstrarskilyrði á dæmigerðum stjórnstöð lokans (venjulega 50-70% opinn):

$$ C_v = Q \\sqrt{\\frac{SG}{\\Delta P}} $$

Til dæmis þarf vatnskerfi sem krefst 100 GPM flæði með 25 psi þrýstingsfalli: Cv = 100 × √(1.0/25) = 20. Verkfræðingur velur lokastærð þar sem þetta Cv gildi fellur á miðju sviði lokans, sem tryggir fullnægjandi stjórnvald við bæði hærri og lægri flæðisskilyrði.

Yfirstærð táknar algengustu valvilluna. Að setja upp loki með Cv = 100 í dæminu hér að ofan myndi neyða lokann til að virka við 10% opnun til að ná markflæði. Við þessa litlu opnun veldur minniháttar stilkhreyfing miklar flæðisbreytingar, sem skapar óstöðuga stjórn og hugsanlega sveiflu. Auk þess veldur mikill hraði sem safnast saman við næstum lokaða sætið hraðari veðrun. Sem almenn meginregla ættu inngjöfarlokar að vera að stærð þannig að þeir virki á milli 20% og 80% opnir við venjulegar aðstæður, þar sem reiknað Cv við 60% ferðalag táknar dæmigerðar flæðiskröfur.

Útreikningar á gasþjónustu verða að gera grein fyrir þjöppunarhæfni og hugsanlegu kæfðu flæði. Þegar gashraði nær hljóðskilyrðum (Mach 1) við vena contracta, verður flæðið kæft - frekari niðurstreymisþrýstingslækkun getur ekki aukið flæðishraðann. Mikilvæga þrýstingshlutfallið skilgreinir þessi mörk:

$$ \\frac{P_2}{P_1} \\leq 0,5 \\text{ til } 0,7 $$

Nákvæmt gildi fer eftir gashlutfalli sérstakra hita og þrýstingsendurheimtustuðli (FL). Stærð fyrir kæfða gasþjónustu krefst hugbúnaðar frá framleiðanda sem gerir grein fyrir þessum flóknu samböndum.

Lekaflokkun skilgreinir þéttleika lokaðra loka samkvæmt ANSI/FCI 70-2 staðli, með sex flokkum, allt frá flokki I (engin próf) til flokks VI (kúluþétt mjúk sæti). Valið fer eftir kröfum ferlisins:

Lekaflokkur Hámarkslekahlutfall Gerð sæti Dæmigert forrit
Flokkur II 0,5% af afkastagetu ventla Tvöfaldur sæti (jafnvægi) Ekki mikilvæg veituþjónusta
flokkur IV 0,01% af afkastagetu Málm við málm Stöðluð ferlistýring, flest iðnaðarforrit
flokkur V 0,0005 ml/mín á þvermál tommu á psi ΔP Málm við málm (nákvæmni) Afkastamikil stjórnun, minni útblástur
flokkur VI Sérstakur kúlafjöldi (dropar/mín.) Mjúk sitjandi (PTFE, elastómer) Stöðug lokun, eitruð / rokgjörn þjónusta (krefst aðskildrar einangrunar)

Málmsæti (Class IV) veita bestu málamiðlunina fyrir flest inngjöf, bjóða upp á ásættanlegan lekahraða en standast háan hita, veðrun og tíðar hjólreiðar. Mjúk sæti ná bóluþéttri lokun í flokki VI en fórna hitastigi (PTFE takmörk um 400°F) og slitþol. Afkastamikil ferli getur tilgreint flokk V málmsæti sem meðalveg, þó að þéttari vikmörk auki ventlakostnað verulega.

Efnisval verður að taka til sérstakrar ferliefnafræði, hitastigssviðs og þrýstingskröfur. Austenitískt ryðfrítt stál (316/316L) þjónar sem sjálfgefið fyrir almenna vatnskennda og vægt ætandi þjónustu. Háhita gufukerfi nota martensitic ryðfrítt (410) fyrir hörku, króm-mólýbden málmblöndur, eða jafnvel steypujárn fyrir lágþrýsting. Alvarleg notkunarsnyrting getur tilgreint kóbalt-króm málmblöndur (Stellite) eða wolframkarbíð fyrir veðrun og slitþol. Efni ventilhússins verður að uppfylla þrýstings-hitastig samkvæmt ASME B16.34 stöðlum, með flanstengingum í samræmi við ASME B16.5 víddarstaðla.

Gerð lokatengingar hefur áhrif á sveigjanleika uppsetningar og viðhaldsaðgengi. Flanslokar henta varanlegum uppsetningum í stærri stærðum (2 tommur og upp), sem auðveldar fjarlægingu fyrir þjónustu. Gengaðar tengingar virka fyrir smærri ventla (undir 2 tommu) í notkun með litlum titringi, þó að þráðþéttiefni og rétt þráður séu mikilvæg. Innstungusuðu- eða stuðsuðutengingar bjóða upp á lekaþétta varanlega uppsetningu fyrir mikilvæga þjónustu en útiloka alla möguleika á að fjarlægja án þess að klippa rör.

Val á stýrisbúnaði lýkur forskrift inngjafarloka. Handvirk handhjól nægja fyrir sjaldgæfar aðlögun, en ferlistýringarforrit þurfa sjálfvirka virkjun. Pneumatic fjöðr-aftur snúningur þind stýrir veita bilun-örugga aðgerð (snúa aftur í skilgreinda stöðu á loft tapi) fyrir stjórn lokar í vinnslu öryggiskerfi. Rafknúnir stýringar (vélknúnir) skila nákvæmri staðsetningu og útiloka kröfur um þjappað loft en skortir innbyggða bilunaröryggi án þess að bæta við gormaeiningum eða rafhlöðum. Vökvadrifnar framkalla hámarksþrýsting fyrir stóra loka eða háþrýstimismunanotkun þar sem pneumatic strokkar geta ekki myndað nægilegt stöngkraft.

Til dæmis þarf vatnskerfi sem krefst 100 GPM flæði með 25 psi þrýstingsfalli: Cv = 100 × √(1.0/25) = 20. Verkfræðingur velur lokastærð þar sem þetta Cv gildi fellur á miðju sviði lokans, sem tryggir fullnægjandi stjórnvald við bæði hærri og lægri flæðisskilyrði.


Tengdar fréttir
Skildu eftir mér skilaboð
X
Við notum vafrakökur til að bjóða þér betri vafraupplifun, greina umferð á síðuna og sérsníða efni. Með því að nota þessa síðu samþykkir þú notkun okkar á vafrakökum. Persónuverndarstefna
Hafna Samþykkja