Какие приводы обычно используются для регулирующих клапанов?

Control valves are the “hands and feet” of the automation in the production process. They are used to regulate the flow in the production site and are always in contact with the medium. 

Какие регулирующие клапаны и приводы обычно используются для управления потоком? Сегодня мы познакомим вас с приводами для регулирующих клапанов, которые обычно используются на производстве. Эти приводы наиболее широко используются на многих промышленных объектах, таких как химическая промышленность, производство продуктов питания и напитков, промышленная энергетика и коммунальное хозяйство, нефтегазовая промышленность, очистка сточных вод, производство электроэнергии, целлюлозно-бумажная промышленность и т.д.

Сегодня мы представим несколько приводов 

1. Пружинные мембранные пневматические приводы

Приводы клапанов являются очень важной и необходимой частью регулирующего клапана. Он обеспечивает физическое усилие для приведения в движение ограничителя, который находится внутри корпуса клапана, а затем для реализации цели по изменению потока жидкости. Он также может применяться в других элементах позиционирования в промышленных автоматических системах. Пружинно-диафрагменный пневматический привод клапана В основном состоит из двух частей, одна из которых - мембрана (гибкая мембрана), изготовленная из резины или неопрена, другая - пружина. Мембраны

Движется до тех пор, пока не наступит равновесие между противодействующей силой и пружиной. В этой ситуации движение прекращается, а плунжер и шток клапана, соединенные мембранами, находятся в состоянии равновесия. Когда давление воздуха отсутствует, шток клапана будет толкаться вверх пружиной.

Обычно сигнал регулятора давления находится в диапазоне от 0 до 15 фунтов на квадратный дюйм. Когда сигнал давления достигнет максимального значения в 15 фунтов на квадратный дюйм, шток клапана будет принудительно направлен вниз. Положение плунжера будет соответствовать сигналу перепада давления.  

Давление воздуха в управляющем сигнале от контроллера поступает в привод в верхней части корпуса. Когда оно увеличивается, возникает сила, толкающая мембрану вниз, которая, опять же, может быть равна натяжению пружины.

Этот тип регулирующего клапана способен создавать большие усилия. Величина усилия зависит от размера мембран и количества подаваемого в них воздуха.

Например, если максимальное давление 15 фунтов на квадратный дюйм подается на мембрану размером 10 дюймов, то привод будет создавать усилие 11775 фунтов для перемещения клапана. Формула выглядит следующим образом

F=PA

Где

F=сила

P=давление

A=площадь

F=psi*3.14 *r2

=15psi*3.14 *r2

=1177,5 фунтов

There are two types of  spring diaphragm pneumatic  actuator:

Один из них - прямого действия, который также называют воздушным закрытием. Это означает, что воздух подается на мембрану и толкает привод, перемещая шток клапана вниз. В результате действия воздуха на закрытие сжимается пружина, которая, в свою очередь, толкает шток привода обратно вверх при снижении или потере давления питания. Это приведет к тому, что клапан окажется в положении "не открыт".

Прямого действия

1. Up diaphragm castings          2. Diaphragm

3. Diaphragm plate                    4. Spring

5. Down diaphragm castings     6. Actuator stem

7. Yoke                                       8. Adjust nut 

9.Индикатор путешествий

Обратного действия

1. Up diaphragm castings               2. Diaphragm

3. Diaphragm plate                         4. Spring

5. Down diaphragm castings           6. Actuator stem

7. Yoke                                             8. Adjust nut 

9.Индикатор путешествий

2.Поршневые приводы

Принцип работы поршневого привода

Поршневые приводы применяются в основном там, где ход мембранного привода очень короткий или тяга очень мала, то есть в системах с пневматическим приводом. Сжатый воздух подается на массивный поршень, находящийся внутри массивного цилиндра. Пневматический поршневой привод обычно устанавливается на верхний главный и створчатый клапаны для последовательного закрытия во время операций отключения.

Поршневые приводы могут быть одинарного или двойного действия, они выдерживают более высокое давление на входе и имеют меньший объем цилиндра, что позволяет работать на высокой скорости.

Этот привод является надежным и экономичным вариантом, когда требуется надежный привод. Он рекомендуется при наличии приборного воздуха, сладкого или кислого скважинного газа.

Чтобы открыть задвижку, привод прикладывает усилие вниз при подаче пневматического давления от внешнего источника. Когда управляющее давление снимается, давление в корпусе клапана под действием пружины сжатия в приводе возвращает поршень в нормальное положение.

При использовании задвижек обратного действия подавленное управляющее давление заставляет привод работать как надежно закрытое устройство.

Пневматический поршневой привод перемещает клапаны с дифференциальными размерами от 1/8 дюйма до 18 дюймов. Поршень привода предлагается в различных размерах от 8 до 20 дюймов, чтобы оптимизировать управляющее давление для конкретного применения.

A fast-separated bonnet that allows removal of the actuator without decompressing the control valve, which greatly saves downtime and lost production

Поднимающийся шток клапана дает визуальный сигнал о положении клапана

Внешнее предохранительное устройство защищает привод от избыточного давления

Интегральная конструкция позволяет легко обслуживать их в ограниченном пространстве

Возможность резки проволоки в определенных моделях обеспечивает надежное закрытие ворот при работе с проволокой

Пневматические поршневые приводы

3.Hydraulic Actuator

Гидравлические приводы подают гидравлическое давление для приведения в действие корпуса клапана, который используется в управлении промышленными процессами. Обычно они используются там, где требуется высокая скорость и большие усилия, например, в клапанах главной паровой системы. Жидкость, используемая в гидравлическом приводе, обладает высокой степенью несжимаемости, поэтому давление мгновенно передается на присоединенный к нему элемент.

Гидравлическая линия подачи и возврата соединена с нижней камерой и обеспечивает подачу гидравлической жидкости в нижнюю камеру привода и обратно. Шток передает движение поршня на клапан.

Во-первых, при отсутствии давления гидравлической жидкости сила пружины удерживает клапан в закрытом положении. Когда жидкость поступает в нижнюю камеру, давление в ней соответственно возрастает.

Под действием этого давления на дно поршня действует сила, противоположная силе, создаваемой пружиной. Если гидравлическое усилие превышает усилие пружины, поршень начинает двигаться вверх, пружина сжимается, и клапан переходит в открытое положение.

По мере роста гидравлического давления клапан остается открытым. В обратном случае, когда гидравлическое масло сливается из цилиндра, гидравлическая сила становится меньше силы пружины, поршень движется вниз, и клапан закрывается. Контролируя общее количество масла, подаваемого или сливаемого из привода, можно изменять положение клапана от полностью открытого до полностью закрытого.

Принцип работы гидравлического привода аналогичен пневматическому. Каждый из них использует определенную движущую силу для преодоления усилия пружины, чтобы привести в действие клапан. Кроме того, гидравлические приводы могут быть выполнены по принципу "отказ-открытие" или "отказ-закрытие".

Преимущества гидравлических приводов

1. Гидравлические приводы отличаются прочностью и долговечностью, а также хорошими характеристиками при работе с большими усилиями. Они могут создавать усилие в 25 раз большее, чем пневматические цилиндры того же размера. Они также могут работать при давлении, достигающем 4 000 фунтов на квадратный дюйм.

2. Гидравлический привод может поддерживать силу и крутящий момент постоянными без подачи насосом большего количества жидкости или давления, так как жидкость не может быть сжата 

3. Гидравлические приводы позволяют размещать насосы и моторы на подходящем расстоянии с минимальной потерей мощности.

Недостатки гидравлических приводов

В гидравлических приводах, так же как и в пневматических, утечка жидкости может привести к снижению эффективности и нарушению чистоты, что может привести к повреждению близлежащих компонентов и зон.

Гидравлические приводы состоят из множества взаимосвязанных частей, включая резервуар, выпускные клапаны, насос, мотор, теплообменники и устройство для снижения шума.