صمام الفراشة ذو اتصال شفة عالي الجودة

CTYPE html عام "-//W3C//DTD XHTML 1.0 صارم//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd">
صمامات الفراشة أخف وزنا وأصغر حجما وأخف وزنا من أنواع صمامات التحكم الأخرى، مما يجعلها الخيار الأفضل لتنظيم التدفق في العديد من التطبيقات. تقليديا، تم استخدام صمامات الفراشة القياسية في تطبيقات التشغيل/الإيقاف التلقائي وهي مثالية لهذا الدور. ومع ذلك، يعتبرها بعض المهندسين غير مقبولة عندما يتعلق الأمر بتنظيم التدفق في نظام الحلقة المغلقة.
صمامات الفراشة تستخدم أقراص دوارة للتحكم في التدفق عبر الأنابيب. تعمل الأقراص عادةً بزاوية 90 درجة، لذلك يشار إليها أحيانًا باسم صمامات دوارة بزاوية. وعادةً ما يتم استخدامها عند مراعاة الاقتصاد. عندما يكون الإغلاق المحكم مطلوبًا، يمكن استخدام صمامات الفراشة ذات الأختام المرنة الناعمة و/أو الأقراص المطلية لتوفير الأداء المطلوب. صمامات الفراشة عالية الأداء (HPBVs) - أو صمامات الإزاحة المزدوجة - هي الآن المعيار الصناعي لصمامات التحكم في الفراشة وتستخدم على نطاق واسع للتحكم في الخنق. إنها تعمل بشكل جيد في التطبيقات ذات انخفاضات الضغط الثابتة نسبيًا أو دورات العملية البطيئة.
تتضمن مزايا صمامات HPBV مسار تدفق مستقيم، وسعة عالية، والقدرة على تمرير الوسائط الصلبة واللزجة بسهولة. وعادةً ما يكون لديها أدنى تكلفة تركيب من أي نوع صمام، وخاصةً في NPS 12 والأحجام الأكبر. تزداد ميزة التكلفة بشكل كبير مقارنة بأنواع أخرى من الصمامات بأحجام أكبر من 12 بوصة.
إنها توفر أداء إيقاف تشغيل جيد على نطاق واسع من درجات الحرارة ومتوفرة بتصميمات جسم مختلفة بما في ذلك الرقاقة والعروة والحافة المزدوجة. وهي أخف وزنًا وأكثر إحكاما من أنواع الصمامات الأخرى. على سبيل المثال، يزن صمام الكرة المجزأ ذو الحافة المزدوجة من الفئة 150 ANSI مقاس 12 بوصة 350 رطلاً وله بعد وجه لوجه يبلغ 13.31 بوصة، بينما يزن صمام الفراشة المكافئ للعروة مقاس 12 بوصة 200 رطل فقط وله بعد وجه لوجه يبلغ 3 بوصات.
تحتوي صمامات الفراشة على بعض القيود التي تجعلها غير مناسبة للتحكم في التدفق في تطبيقات معينة. وتشمل هذه القدرة المحدودة على انخفاض الضغط مقارنة بصمامات الكرة الكروية التي لديها إمكانية أكبر للتجويف أو التبخر الفوري.
نظرًا لأن مساحة السطح الكبيرة للقرص تعمل كرافعة، وتطبق القوة الديناميكية للوسط المتدفق على عمود القيادة، فإن صمامات الفراشة القياسية لا تُستخدم عمومًا في تطبيقات الضغط العالي. عندما يتم استخدامها، يصبح حجم المحرك واختياره أمرًا بالغ الأهمية.
يمكن أن تكون صمامات التحكم الفراشة كبيرة الحجم في بعض الأحيان، مما قد يؤثر سلبًا على أداء العملية. قد يكون هذا بسبب استخدام صمامات بحجم الخط، وخاصة صمامات الفراشة عالية السعة. يمكن أن يزيد من تباين العملية بطريقتين. أولاً، يمكن أن يؤدي الحجم الكبير إلى إعطاء الصمام مكسبًا كبيرًا جدًا، مما يترك مرونة أقل في ضبط وحدة التحكم. ثانيًا، قد يعمل الصمام كبير الحجم بشكل متكرر عند فتحات صمام أقل، وقد يكون احتكاك الختم أكبر في صمام الفراشة. نظرًا لأن الصمام كبير الحجم ينتج تغييرًا غير متناسب في التدفق لزيادة معينة في حركة الصمام، فإن هذه الظاهرة تبالغ بشكل كبير في تباين العملية المرتبط بالنطاق الميت الناجم عن الاحتكاك.
يستخدم واضعو المواصفات في بعض الأحيان صمامات الفراشة لتوفير المال أو لتناسب حجم خط معين بغض النظر عن قيودها. هناك اتجاه لزيادة حجم صمامات الفراشة لتجنب ضغط الأنابيب، مما قد يؤدي إلى ضعف التحكم في العملية.
إن أكبر القيود هو أن نطاق التحكم المثالي في الخانق ليس واسعًا مثل صمام الكرة أو صمام الكرة المجزأ. عادةً لا تعمل صمامات الفراشة جيدًا خارج نطاق التحكم الذي يتراوح بين 30% إلى 50% مفتوحًا.
بشكل عام، يكون التحكم في الحلقة أسهل عندما تعمل حلقة التحكم بطريقة خطية ويكون مكسب العملية قريبًا من الوحدة. لذلك، يصبح مكسب العملية البالغ 1.0 هدفًا للتحكم الجيد في الحلقة، مع نطاق مقبول يتراوح من 0.5 إلى 2.0 (نطاق 4:1).
يكون الأداء أفضل عندما يأتي معظم مكسب الحلقة من وحدة التحكم. لاحظ أنه في منحنى المكسب في الشكل 1، يصبح مكسب العملية مرتفعًا جدًا في المنطقة الواقعة أسفل حوالي 25% من حركة الصمام.
يحدد مكسب العملية العلاقة بين مخرجات العملية وتغير المدخلات. الشوط الذي يظل فيه مكسب العملية بين 0.5 و2.0 هو نطاق التحكم الأمثل للصمام. عندما لا يكون مكسب العملية في النطاق من 0.5 إلى 2.0، يمكن أن يحدث أداء ديناميكي ضعيف وعدم استقرار الحلقة.
يؤثر تصميم قرص الفراشة بشكل كبير على تدفق الصمام عندما يتحول الصمام من مغلق إلى مفتوح. يمكن للأقراص ذات الخصائص النسبية المتساوية أن تعوض بشكل أفضل عن انخفاض الضغط الذي يختلف مع التدفق. ستوفر التشذيبات ذات النسبة المئوية المتساوية خصائص تثبيت خطية لانخفاض الضغط المتغير، وهو أمر مثالي. والنتيجة هي اختلاف أكثر دقة وواحد لواحد بين التدفق وسفر الصمام.
لقد قدمت صمامات الفراشة مؤخرًا أقراصًا ذات خصائص تدفق متساوية النسب. وهذا يوفر ميزة تثبيت تسمح بمكسب عملية التثبيت في النطاق المطلوب من 0.5 إلى 2.0 على مدى ضربات أوسع. وهذا يحسن بشكل كبير من التحكم في الخانق، وخاصة في نطاق السفر المنخفض.
يوفر هذا التصميم تحكمًا جيدًا، مع مكسب مقبول يتراوح من 0.5 إلى 2.0، من حوالي 11% مفتوح إلى 70%، وهو ما يمثل زيادة في نطاق التحكم بنحو ثلاثة أضعاف مقارنة بصمام الفراشة عالي الأداء (HPBV) النموذجي من نفس الحجم. لذلك، توفر النسب المئوية المتساوية من الأقراص تباينًا أقل في العملية بشكل عام.
تعتبر صمامات الفراشة ذات الخصائص النسبية المتساوية، مثل صمام قرص التحكم، مثالية للعمليات التي تتطلب أداءً دقيقًا للتحكم في الخانق. ويمكن التحكم فيها بالقرب من نقطة الضبط المستهدفة بغض النظر عن اضطرابات العملية، مما يقلل من تباين العملية.
إذا لم يكن صمام الفراشة يعمل بشكل جيد، فإن استبداله بصمام ذي حجم مناسب سيحل المشكلة. على سبيل المثال، تستخدم شركة ورق صمامين فراشة كبيري الحجم للتحكم في إزالة الرطوبة من اللب. تم تشغيل كلا الصمامين بسفر أقل من 20%، مما أدى إلى تباين في العملية بنسبة 3.5% و8.0% على التوالي. يتم قضاء معظم عمرهما في الوضع اليدوي.
تم تركيب صمامين فراشة من نوع NPS 4 Fisher Control-Disk بحجم مناسب مع وحدة تحكم صمام رقمية. تعمل الحلقة الآن في الوضع التلقائي مع تباين العملية من 3.5% إلى 1.6% للصمام الأول ومن 8% إلى 3.0% للصمام الثاني دون أي ضبط خاص للحلقة.
أدى ضعف ضغط المياه وضعف التحكم في التدفق في نظام التبريد الخاص بمصنع الصلب إلى منتجات نهائية غير متناسقة. ولم تتمكن أجهزة HPBV التسعة المثبتة من التحكم في تدفق المياه بشكل فعال كما هو مطلوب.
أراد المصنع تركيب صمامات من شأنها التحكم في العملية بشكل أفضل وكان بحاجة إلى تقليل تكاليف التركيب. سينفق المصنع 10000 دولار لاستبدال الأنابيب لكل صمام للتبديل من صمامات HPBV إلى صمامات كروية مجزأة. بدلاً من ذلك، توصي إيمرسون باستخدام صمام فراشة قرص التحكم الذي يلبي الأبعاد المباشرة لصمامات HPBV الحالية.
تم اختبار صمام قرص التحكم جنبًا إلى جنب مع أحد صمامات الكرة التسع الموجودة، وقد أدى ذلك إلى الأداء وفقًا للمتطلبات المحددة. استبدل المصنع صمامات الكرة الثمان المتبقية في غضون عام، وكل منها مزود بصمام قرص التحكم، مما أدى إلى القضاء على الحاجة إلى استبدال السباكة البالغة 90 ألف دولار لصمام الكرة المجزأ، وتكلفة صمام الكرة أكثر بنسبة 25% تقريبًا من صمام الفراشة.
توفر صمامات التحكم القرصية تحكمًا دقيقًا وتساعد في القضاء على التباين في المنتج النهائي. وتقدر الشركة أن تركيب تسعة صمامات تحكم القرصية سيوفر حوالي مليون دولار سنويًا.
بالمقارنة مع معظم أنواع الصمامات الأخرى، فإن صمامات HPBV ذات المواضع الرقمية لها تكاليف تركيب أولية أقل، وعندما يتم تحديد الحجم المناسب، فإنها توفر نطاق تحكم مناسب. تتمتع بسعة عالية وقيود تدفق ضئيلة. توفر صمامات الفراشة ذات النسب المئوية المتساوية المتأصلة فرصة لتوسيع نطاق التحكم، على غرار صمامات الكرة الأرضية أو الكرة، وتشغل مساحة HPBV فقط.
عند اختيار الصمامات، وخاصة صمامات HPBV، تأكد من أنها بالحجم الصحيح، وإلا فقد يتم التحكم فيها يدويًا بواسطة غرفة التحكم. من المهم أيضًا مراعاة نمط الصمام والخصائص الجوهرية وحجم الصمام، مما سيوفر أوسع نطاق من التحكم للتطبيق.
مارك نيماير هو مدير الاتصالات التسويقية العالمية لشركة Emerson Automation Solutions، والمسؤول عن التحكم في حركة المرور.
هذا ليس جدارًا مدفوعًا. هذا جدار مجاني. لا نريد أن نقف في طريق غرضك هنا، لذا لن يستغرق الأمر سوى بضع ثوانٍ.