CTYPE html KAMU “-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN” “http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd”>
Kelebek vanalar diğer kontrol vana türlerine göre daha hafif, daha küçük ve daha hafiftir; bu da onları birçok uygulamada akışı düzenlemek için en iyi seçim haline getirir. Standart kelebek vanalar geleneksel olarak otomatik açma/kapama uygulamaları için kullanılır ve bu rol için çok uygundurlar. Ancak iş kapalı devre bir sistemdeki akışın düzenlenmesine geldiğinde, bazı mühendisler bunların kabul edilemez olduğunu düşünüyor.
Kelebek vana, borudaki akışı kontrol etmek için dönen bir disk kullanır. Diskler genellikle 90 derece döndürülebilir, bu nedenle bazen çeyrek dönüşlü valfler olarak da anılırlar. Genellikle ekonomi düşünüldüğünde kullanılırlar. Sıkı kapatma gerektiğinde, gerekli performansı sağlamak için yumuşak elastik contalı ve/veya kaplamalı disklere sahip kelebek vanalar kullanılabilir. Yüksek performanslı kelebek vana (HPBV) - veya çift ofset vana - artık kelebek kontrol vanaları için endüstri standardıdır ve kısma kontrolünde yaygın olarak kullanılmaktadır. Nispeten sabit basınç düşüşü veya yavaş proses döngüleri olan uygulamalar için iyi performans gösterirler.
HPBV'nin avantajları arasında düz akış yolu, yüksek kapasite ve katı ve viskoz ortamları kolayca geçirme yeteneği yer alır. Kurulum maliyetleri genellikle tüm vana türleri arasında en düşük olanıdır, özellikle NPS 12 ve daha büyük vanalar. Diğer tip vanalarla karşılaştırıldığında, boyut 12 inç'i aştığında maliyet avantajı önemli ölçüde artar.
Geniş bir sıcaklık aralığında iyi bir kapanma performansı sağlayabilirler ve wafer tipi, lug tipi ve çift flanşlı olmak üzere farklı vana gövdesi tasarımları sağlayabilirler. Diğer vana türlerine göre çok daha hafiftirler ve daha kompakttırlar. Örneğin, 12 inçlik bir ANSI Sınıf 150 çift flanşlı segmentli küresel vana 350 pound ağırlığında ve yüz yüze boyutu 13,31 inç iken, eşdeğer 12 inç pabuçlu kelebek vana yalnızca 200 pound ağırlığında ve yüz yüze boyuta sahiptir. yüz boyutu 3 inçtir.
Kelebek vanaların bazı sınırlamaları vardır ve bu durum onları belirli uygulamalarda akış kontrolü için uygunsuz hale getirir. Bunlar, küresel vanalara kıyasla daha fazla kavitasyon veya parlama potansiyeline sahip, sınırlı basınç düşüşü özelliklerini içerir.
Diskin geniş yüzey alanı, akan ortamın dinamik kuvvetini tahrik miline uygulayan bir kaldıraç görevi gördüğünden, standart kelebek vanalar genellikle yüksek basınçlı uygulamalar için kullanılmaz. Bu durumda aktüatörün boyutu ve seçimi kritik hale gelir.
Bazen kelebek kontrol vanasının aşırı büyük olması proses performansı üzerinde olumsuz etki yaratabilir. Bunun nedeni boru hattı boyutunda vanaların, özellikle de büyük kapasiteli kelebek vanaların kullanılması olabilir. Süreç değişkenliğini iki şekilde artırabilir. Her şeyden önce, aşırı boyut, vanaya çok fazla kazanç sağlar ve dolayısıyla kontrol cihazının ayarlanmasında esneklikten yoksundur. İkinci olarak, büyük boyutlu vanalar alt vana açıklıklarında daha sık çalışabilirken, kelebek vanaların sızdırmazlık sürtünmesi daha fazla olabilir. Çünkü belirli bir valf stroku artışı için aşırı büyük bir valf, orantısız derecede büyük akış değişiklikleri üretecektir. Bu olay, sürtünme nedeniyle ölü bölgeyle ilişkili proses değişkenliğini büyük ölçüde abartacaktır.
Kural belirleyiciler bazen ekonomik nedenlerden dolayı veya sınırlamalarına bakılmaksızın belirli bir boru hattı boyutuna uyum sağlamak için kelebek vanalar kullanırlar. Borunun sıkışmasını önlemek için kelebek vananın boyutunun büyük olması yönünde bir eğilim vardır, bu da zayıf proses kontrolüne yol açabilir.
En büyük sınırlama, ideal kısma kontrol aralığının stop vanası veya segmentli küresel vana kadar geniş olmamasıdır. Kelebek vanalar genellikle yaklaşık %30 ile %50 arasındaki açılma kontrol aralığı dışında iyi performans göstermezler.
Genel olarak kontrol döngüsü doğrusal bir şekilde çalıştığında ve süreç kazancı 1'e yakın olduğunda döngünün kontrolü en kolay olanıdır. Bu nedenle, 1,0'lık bir süreç kazancı, iyi bir döngü kontrolü için hedef haline gelir ve kabul edilebilir aralık 0,5 ila 2,0'dır (aralık 4:1).
Performans, döngü kazancının büyük kısmının kontrolörden geldiği durumlarda en iyisidir. Şekil 1'deki kazanç eğrisinde, valf strokunun yaklaşık %25'inin altındaki bölgede proses kazancının oldukça yüksek hale geldiğine dikkat edin.
Süreç kazancı, süreç çıktısı ile girdi değişiklikleri arasındaki ilişkiyi tanımlar. Proses kazancının 0,5 ile 2,0 arasında tutulduğu strok, vananın optimal kontrol aralığıdır. Süreç kazancı 0,5 ila 2,0 aralığında olmadığında zayıf dinamik performans ve döngü kararsızlığı meydana gelebilir.
Vana açılmak üzere kapatıldığında, kelebek vana diski tasarımının vana akışı üzerinde önemli bir etkisi vardır. Doğal olarak eşit yüzde özelliklerine sahip disk, akış hızıyla değişen basınç düşüşünü daha iyi telafi edebilir. Eşit yüzdeli iç parçalar, ideal olan basınç düşüşünü değiştirmek için doğrusal kurulum özellikleri sağlayacaktır. Sonuç, akış hızı ile valf stroku arasında daha doğru bire bir değişikliktir.
Son zamanlarda kelebek vanalarda, doğal olarak eşit yüzde akış özelliklerine sahip diskler kullanılabilmektedir. Bu, daha geniş bir hareket aralığı boyunca gerekli 0,5 ila 2,0 aralığında kurulum işlemi kazanımıyla sonuçlanan bir kurulum özelliği sağlar. Bu, özellikle alt hareket aralığında kısma kontrolünü önemli ölçüde iyileştirecektir.
Bu tasarım, yaklaşık %11 açıklıktan %70'e kadar 0,5 ila 2,0 arasında kabul edilebilir bir kazançla iyi bir kontrol sağlar ve kontrol aralığı, aynı boyuttaki tipik bir yüksek performanslı kelebek vananın (HPBV) neredeyse üç katıdır. Bu nedenle, eşit yüzdeli diskler genel olarak daha düşük işlem değişkenliği sağlar.
Kontrol diskli vanalar gibi doğası gereği eşit yüzde özelliklerine sahip kelebek vanalar, hassas kısma kontrol performansı gerektiren prosesler için idealdir. Proses bozuklukları ne olursa olsun, hedef ayar noktasına daha yakın bir şekilde kontrol edilebilirler, böylece proses değişkenliği azaltılabilir.
Kelebek vana iyi çalışmıyorsa, sorunu çözmek için vanayı doğru boyuttakiyle değiştirin. Örneğin bir kağıt şirketi, kağıt hamurundan nemin uzaklaştırılmasını kontrol etmek için iki adet büyük boyutlu kelebek vana kullanıyor. İki valf strokun %20'sinden daha azında çalışır ve bu da sırasıyla %3,5 ve %8,0 oranında proses değişimine neden olur. Hizmet ömürlerinin çoğu manuel modda geçer.
Dijital vana kontrolörlerine sahip iki adet uygun boyutta NPS 4 Fisher Control-Disk kelebek vana takıldı. Döngü artık otomatik modda çalışmaktadır; ilk valfin süreç değişkenliği herhangi bir özel döngü ayarı olmaksızın %3,5'ten %1,6'ya, ikinci valfin süreç değişkenliği ise %8'den %3,0'a çıkmıştır.
Çelik fabrikasındaki soğutma sisteminin zayıf su basıncı ve akış kontrolü, nihai üründe tutarsızlıklara yol açtı. Jiutai'ye kurulan HPBV, su akışını gerektiği gibi etkili bir şekilde kontrol edemedi.
Tesis, süreci daha iyi kontrol edebilecek vanalar kurmayı umuyor ve kurulum maliyetlerini en aza indirmesi gerekiyor. Fabrika, HPBV'den parçalı küresel vanalara geçiş için her bir vananın borularını değiştirmek üzere 10.000 $ harcayacak. Bunun yerine Emerson, Control-Disk kelebek vanasının mevcut HPBV yüz yüze boyutuna uymasını önermektedir.
Bir Control-Disk valfi mevcut dokuz HPBV'den biriyle birlikte test edildi ve performansı belirtilen gereksinimleri karşıladı. Fabrika, geri kalan 8 HPBV'yi bir yıl içinde değiştirdi ve her HPBV, bir Kontrol-Disk valfiyle donatıldı. Bu, bölümlü küresel vanalar için 90.000 $'lık boru hatlarının değiştirilmesi ihtiyacını ortadan kaldırdı ve küresel vanaların maliyeti, kelebek vanalara kıyasla yaklaşık %25 arttı.
Control-Disk valfleri hassas kontrol sağlar ve nihai üründeki değişkenliği ortadan kaldırmaya yardımcı olur. Çelik tesisi, dokuz Control-Disk valfinin kurulumunun yılda yaklaşık 1 milyon ABD doları tasarruf sağlayabileceğini tahmin ediyor.
Diğer valf türlerinin çoğuyla karşılaştırıldığında, dijital konumlandırıcılı HPBV'nin ilk kurulum maliyeti daha düşüktür ve boyut doğru olduğunda yeterli kontrol aralığı sağlayabilir. Yüksek kapasiteye ve minimum akış kısıtlamasına sahiptirler. Doğasında eşit oranda dahili parça bulunan kelebek vana, küresel vanaya veya küresel vanaya benzer şekilde kontrol aralığını genişletme fırsatı sağlar ve yalnızca HPBV'nin alanını kaplar.
Valfleri, özellikle de HPBV'yi seçerken, doğru boyutta olduklarından emin olun, aksi takdirde kontrol odası tarafından manuel olarak kontrol edilebilirler. Uygulama için en geniş kontrol aralığını sağlayan vana tipini, doğal özelliklerini ve vana boyutunu dikkate almak da önemlidir.
Mark Nymeyer, Emerson Automation Solutions'da akış kontrolünden sorumlu küresel pazarlama iletişimi yöneticisidir.
Bu bir ödeme duvarı değil. Bu özgür bir duvar. Buraya geliş amacınızı engellemek istemiyoruz, dolayısıyla bu yalnızca birkaç saniye sürecektir.
Gönderim zamanı: 11 Ekim 2021
