CTYPE html PUBLIC “-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN” “http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd”>
Vridspjällsventiler är lättare, mindre och lättare än andra typer av reglerventiler, vilket gör dem till det bästa valet för att reglera flödet i många applikationer. Standardvridspjällsventiler används traditionellt för automatisk öppning/stängning, och de är väl lämpade för denna roll. Men när det gäller att reglera flödet i ett slutet system, anser vissa ingenjörer att de är oacceptabla.
Fjärilsventilen använder en roterande skiva för att styra flödet genom röret. Skivor kan vanligtvis manövreras i 90 grader, så de kallas ibland kvartsvarvsventiler. Vanligtvis används de när man överväger ekonomi. När tät stängning krävs kan vridspjällsventiler med mjuka elastiska tätningar och/eller belagda skivor användas för att ge önskad prestanda. Den högpresterande vridspjällsventilen (HPBV) - eller dubbel offsetventil - är nu industristandarden för vridspjällsventiler och används ofta för strypning. De fungerar bra för applikationer med relativt konstant tryckfall eller långsamma processslingor.
Fördelarna med HPBV inkluderar rak flödesväg, hög kapacitet och förmågan att enkelt passera fast och viskös media. Deras installationskostnad är vanligtvis den lägsta av alla ventiltyper, speciellt NPS 12 och större ventiler. Jämfört med andra typer av ventiler ökar deras kostnadsfördelar avsevärt när storleken överstiger 12 tum.
De kan ge bra stängningsprestanda i ett brett temperaturområde och tillhandahåller olika ventilhuskonstruktioner, inklusive wafertyp, klacktyp och dubbelfläns. De är mycket lättare än andra typer av ventiler och är mer kompakta. Till exempel väger en 12-tums ANSI Class 150 dubbelflänssegmenterad kulventil 350 pund och har en yta mot yta på 13,31 tum, medan motsvarande 12-tums fjärilsventil endast väger 200 pounds och en vända mot yta. ansiktsmått på 3 tum.
Vridspjällsventiler har vissa begränsningar som gör dem olämpliga för flödeskontroll i vissa applikationer. Dessa inkluderar begränsad tryckfallskapacitet jämfört med kulventiler, med större kavitation eller blinkningspotential.
Eftersom skivans stora ytarea fungerar som en hävstång för att applicera den dynamiska kraften från det strömmande mediet på drivaxeln, används vanligtvis inte vanliga vridspjällsventiler för högtryckstillämpningar. Om så är fallet blir storleken och valet av ställdonet kritiskt.
Ibland händer det att fjärilskontrollventilen är överdimensionerad, vilket kommer att ha en negativ inverkan på processprestanda. Detta kan bero på användningen av ventiler i en rörledningsstorlek, särskilt fjärilsventiler med stor kapacitet. Det kan öka processvariabiliteten på två sätt. Först och främst ger överdimensionering för mycket vinst till ventilen och saknar därför flexibilitet vid justering av regulatorn. För det andra kan överdimensionerade ventiler arbeta oftare vid lägre ventilöppningar, medan tätningsfriktionen hos fjärilsventiler kan vara större. För för ett givet ventilslagsökning kommer en alltför stor ventil att ge oproportionerligt stora flödesförändringar. Detta fenomen kommer att kraftigt överdriva processvariabiliteten associerad med den döda zonen på grund av friktion.
Kodsättare använder ibland fjärilsventiler av ekonomiska skäl eller för att anpassa sig till en given rörledningsstorlek, oavsett deras begränsningar. Det finns en trend att överdimensionera fjärilsventilen för att undvika att klämma röret, vilket kan leda till dålig processkontroll.
Den största begränsningen är att det ideala strypkontrollområdet inte är lika brett som en stoppventil eller en segmenterad kulventil. Vridspjällsventiler fungerar i allmänhet inte bra utanför öppningskontrollintervallet på cirka 30 % till 50 %.
Generellt, när styrslingan arbetar på ett linjärt sätt och processförstärkningen är nära 1, är slingan lättast att styra. Därför blir en processförstärkning på 1,0 målet för god loopkontroll, och det acceptabla området är 0,5 till 2,0 (område 4:1).
Prestandan är bäst när det mesta av loopförstärkningen kommer från styrenheten. Observera att i förstärkningskurvan i figur 1 blir processförstärkningen ganska hög i området under cirka 25 % av ventilens slaglängd.
Processvinst definierar förhållandet mellan processutdata och indataförändringar. Slaget där processförstärkningen hålls mellan 0,5 och 2,0 är det optimala reglerområdet för ventilen. När processförstärkningen inte är inom intervallet 0,5 till 2,0 kan dålig dynamisk prestanda och loopinstabilitet uppstå.
När ventilen är stängd för att öppna, har spjällventilskivans design en betydande inverkan på ventilflödet. Skivan med inneboende lika procentegenskaper kan bättre kompensera tryckfallet som förändras med flödet. Lika procent interna delar ger linjära installationsegenskaper för att ändra tryckfallet, vilket är idealiskt. Resultatet är en mer exakt en-till-en-växling mellan flödeshastighet och ventilslag.
Nyligen kan vridspjällsventiler använda skivor med inneboende lika procentuella flödesegenskaper. Detta ger en installationsfunktion som resulterar i installationsprocessens vinst inom det erforderliga området på 0,5 till 2,0 över ett bredare rörelseområde. Detta kommer att avsevärt förbättra gaskontrollen, särskilt i det lägre rörelseområdet.
Denna design ger bra kontroll, med en acceptabel förstärkning på 0,5 till 2,0 från cirka 11 % öppning till 70 %, och kontrollområdet är nästan tre gånger högre än det för en typisk högpresterande vridspjällsventil (HPBV) av samma storlek. Därför ger lika procentuella skivor totalt sett lägre processvariabilitet.
Vridspjällsventiler med inneboende lika procentegenskaper, såsom styrskivventiler, är idealiska för processer som kräver exakta strypkontrollprestanda. Oavsett processstörningar kan de kontrolleras närmare målinställningspunkten, och därigenom minska processvariabiliteten.
Om fjärilsventilen inte fungerar bra är det bara att byta ut ventilen med rätt storlek för att lösa problemet. Till exempel använder ett pappersföretag två överdimensionerade fjärilsventiler för att kontrollera borttagningen av fukt från massan. De två ventilerna arbetar med mindre än 20 % av slaglängden, vilket resulterar i processvariationer på 3,5 % respektive 8,0 %. Större delen av deras livslängd spenderas i manuellt läge.
Två lämplig storlek NPS 4 Fisher Control-Disk fjärilsventiler med digitala ventilkontroller installerades. Slingan körs nu i automatiskt läge, processvariabiliteten för den första ventilen har ökat från 3,5 % till 1,6 %, och processvariabiliteten för den andra ventilen har ökat från 8 % till 3,0 %, utan några speciella slingjusteringar.
Det dåliga vattentrycket och flödeskontrollen av kylsystemet i stålverket ledde till inkonsekvenser i slutprodukten. HPBV:n installerad i Jiutai kunde inte effektivt kontrollera vattenflödet efter behov.
Anläggningen hoppas kunna installera ventiler som bättre kan styra processen och som behöver minimera installationskostnaderna. Fabriken kommer att spendera 10 000 USD för att byta ut rören till varje ventil för att byta från HPBV till segmenterade kulventiler. Emerson rekommenderar istället att dess Control-Disk vridspjällsventil passar den nuvarande HPBV-storleken ansikte mot ansikte.
En Control-Disk-ventil testades tillsammans med en av nio befintliga HPBV och dess prestanda uppfyllde de specificerade kraven. Fabriken ersatte de återstående 8 HPBV:erna inom ett år, och varje HPBV var utrustad med en Control-Disk-ventil. Detta eliminerade behovet av att ersätta 90 000 USD rörledningar för segmenterade kulventiler, och kostnaden för kulventiler ökade med cirka 25 % jämfört med vridspjällsventiler.
Control-Disk-ventiler ger exakt kontroll och hjälper till att eliminera variationer i slutprodukten. Stålverket uppskattar att installation av nio Control-Disk-ventiler kan spara cirka 1 miljon USD per år.
Jämfört med de flesta andra ventiltyper har HPBV med digital lägesställare en lägre initial installationskostnad och kan ge tillräckligt kontrollområde när storleken är rätt. De har hög kapacitet och minimala flödesbegränsningar. Vridspjällsventilen med inneboende lika stor andel av inre delar ger en möjlighet att utöka kontrollområdet, liknande en klotventil eller en kulventil, och tar bara upp utrymmet för HPBV.
När du väljer ventiler, speciellt HPBV, se till att de har rätt storlek, annars kan de styras manuellt av kontrollrummet. Det är också viktigt att överväga den ventiltyp, inneboende egenskaper och ventilstorlek som ger det bredaste kontrollområdet för applikationen.
Mark Nymeyer är global marknadskommunikationschef för flödeskontroll på Emerson Automation Solutions.
Detta är inte en betalvägg. Det här är en gratis vägg. Vi vill inte hindra ditt syfte med att komma hit, så detta tar bara några sekunder.
Posttid: 2021-11-11
