هل تعرف المعرفة الأساسية لصمامات التحكم؟

صمامات التحكم ، والمعروفة أيضا باسم صمامات التنظيم ، هي أجهزة تحكم تستخدم في مجال التحكم في عملية الأتمتة الصناعية. يمكنهم الضبط تلقائيا بناء على إشارات التحكم من نظام الأتمتة لتغيير معلمات العملية مثل معدل التدفق والضغط ودرجة الحرارة ومستوى السائل.

تتكون صمامات التحكم من ثلاثة أجزاء رئيسية: جسم الصمام والمشغل والملحقات.

جسم الصمام هو الهيكل الأساسي لصمام التحكم ، المصمم مع التركيز على التحكم في التدفق. المشغل مسؤول عن تحريك قلب الصمام لتغيير منطقة التدفق ، بينما توفر الملحقات وظائف وأداء إضافيين.

يمكن تصنيف صمامات التحكم بناء على خصائص السكتة الدماغية إلى أنواع خطية ودوارة ، وبناء على الوظيفة والخصائص إلى أنواع خطية ونسبة متساوية وقطع مكافئ.

الأنواع الخطيةصمام أحادي المقعد ، صمام مزدوج المقعد ، صمام الأكمام ، صمام زاوية ، صمام ثلاثي الاتجاهات ، وصمام الحجاب الحاجز.:
أنواع الدوارة:صمام الفراشة ، الصمام الكروي ، الصمام الدوار غريب الأطوار ، وصمام التحكم الخفيف للغاية كامل الميزات.
عملية القيادة:الأنواع الهوائية والكهربائية والهيدروليكية.
نموذج التحكم:تنظيم وإغلاق وتنظيم أنواع الإغلاق ؛
خصائص التدفق:خطي ، نسبة متساوية ، مكافئ ، أو سريع الفتح.

إنها مناسبة لمختلف الوسائط ، بما في ذلك الهواء والماء والبخار والوسائط المسببة للتآكل والطين والزيت.

فتح الهواء وإغلاقه، والعمل المباشر والعكسي
يشير فتح الهواء وإغلاقه بالهواء لصمام التحكم إلى آلية الصمام بأكملها. مع زيادة ضغط الهواء على الحجاب الحاجز ، يفتح الصمام تدريجيا لفتح الهواء ويغلق للإغلاق بالهواء. في حالة عدم وجود إشارة ، يتم إغلاق صمام الهواء المفتوح ، ويكون صمام إغلاق الهواء مفتوحا بالكامل.

يشير العمل المباشر والعكسي لصمام التحكم إلى مشغل صمام التحكم في الحجاب الحاجز الهوائي. عندما يتم إدخال الهواء في الجزء العلوي من الحجاب الحاجز ، يتحرك الجذع لأسفل ، وهو عمل مباشر. عندما يتم إدخال الهواء في الجزء السفلي ، يتحرك الجذع لأعلى ، وهو عمل عكسي.

يرتبط فتح التدفق وإغلاق التدفق بالوسيط. عندما يتدفق الوسيط في اتجاه فتح الصمام ، فإنه يسمى النوع المفتوح للتدفق.

على العكس من ذلك ، عندما يتدفق نحو إغلاق الصمام ، يطلق عليه نوع إغلاق التدفق.

I. نماذج عمل المشغل
(1) العمل المباشر والعكسي للمشغل الهوائي. عندما يزداد ضغط هواء الإدخال للمشغل الهوائي ، يتحرك الجذع لأسفل ، وهو عمل مباشر ؛ على العكس من ذلك ، عندما يزداد ضغط هواء الإدخال ، يتحرك الجذع لأعلى ، وهو عمل عكسي (انظر الشكل 9-16).

(2) التركيب المباشر والعكسي لآلية التنظيم. يتكون قلب الصمام من شكلين: التركيب المباشر والعكسي. عندما يتحرك قلب الصمام لأسفل وتنخفض منطقة التدفق بين قلب الصمام والمقعد ، يطلق عليه صمام التثبيت المباشر ؛ على العكس من ذلك ، عندما تزداد مساحة التدفق مع تحرك قلب الصمام لأسفل ، يطلق عليه صمام التثبيت العكسي. بالنسبة لصمامات التثبيت المباشر ذات التوجيه المزدوج ، طالما أن جذع الصمام متصل بالطرف السفلي من قلب الصمام ، فإنه يصبح صمام تثبيت عكسي. للصمامات ذات القطر الاسمي Dg < 25mm, they are generally single-guided, so only direct mounting valves are available.

(3) أشكال عمل المشغل. المحركات الهوائية لها شكلان: الهواء المفتوح والإغلاق بالهواء. عندما يزداد ضغط الإشارة ، يفتح الصمام ، ويسمى فتح الهواء ؛ على العكس من ذلك ، عندما يزداد ضغط الإشارة ، يغلق الصمام ، ويسمى إغلاق الهواء. نظرا لأن المشغل له إجراءات مباشرة وعكسية ، فإن صمام التحكم (مع قلب صمام مزدوج التوجيه) له أيضا إجراءات مباشرة وعكسية ، لذلك يتم تشكيل فتح الهواء أو إغلاق الهواء للمشغل الهوائي من خلال هذا المزيج ، كما هو موضح في الشكل 9-16.

بالنسبة لصمامات التحكم ذات القطر الصغير ، عادة ما يتم تغيير إشارة الخرج عن طريق تغيير الإجراءات المباشرة والعكسية للمشغل لتحقيق فتح الهواء أو إغلاق الهواء ؛ بالنسبة لصمامات التحكم ذات القطر الكبير ، عادة ما يتم ذلك عن طريق تغيير الإجراءات المباشرة والعكسية لصمام التحكم لتحقيق فتح الهواء أو إغلاق الهواء.

II. محدد المواقع
يتم استخدام محدد الموضع جنبا إلى جنب مع مشغل الحجاب الحاجز الهوائي.

1) العمل الإيجابي لموضع الصمام: عندما تزداد إشارة الإدخال ، يزداد ضغط الإخراج إلى الحجاب الحاجز ؛

2) العمل العكسي لموضع الصمام: عندما تزداد إشارة الإدخال ، ينخفض ضغط الإخراج إلى الحجاب الحاجز ؛

تعمل مشغلات العمل الإيجابي ومحددات المواقع معا لتحقيق وظيفة مشغلات العمل الإيجابي ؛

تعمل مشغلات العمل الإيجابي ومحددات موضع العمل العكسي معا لتحقيق وظيفة مشغلات الحركة العكسية ؛

تعمل مشغلات العمل العكسي وموضع العمل الإيجابي معا لتحقيق وظيفة مشغلات العمل العكسي ؛

تعمل مشغلات الحركة العكسية ومحددات موضع العمل العكسي معا لتحقيق وظيفة مشغلات العمل الإيجابي ؛

III. صمام التحكم FC (فتح الهواء أو إغلاق الفشل) أو FO (إغلاق الهواء أو فتح الفشل)
يتم النظر في اختيار الفتح بالهواء والإغلاق بالهواء من منظور سلامة العملية. عند قطع مصدر الهواء ، سواء كان الصمام أكثر أمانا في الوضع المغلق أو المفتوح. على سبيل المثال ، في التحكم في الاحتراق لفرن التسخين ، يتم تثبيت صمام التحكم على خط أنابيب غاز الوقود للتحكم في إمداد الوقود بناء على درجة حرارة الفرن أو درجة حرارة المادة المسخنة عند مخرج فرن التسخين. في هذا الوقت ، من الآمن اختيار صمام مفتوح بالهواء.

يعني صمام التحكم المفتوح بالهواء أن الصمام مغلق تماما عندما لا يكون هناك هواء ، ويفتح الصمام عندما يكون هناك هواء. عندما لا تكون هناك إشارة ، يتم إغلاق الصمام ، ويفتح الصمام عندما تكون هناك إشارة إدخال. علاوة على ذلك ، كلما زادت الإشارة ، زادت فتحة الصمام. عندما تكون الإشارة في الحد الأقصى ، يكون الصمام مفتوحا بالكامل.

يعني النوع المفتوح بالهواء (الهواء للفتح) أنه عندما يزداد ضغط الهواء على الحجاب الحاجز ، يتحرك الصمام في اتجاه زيادة الفتح ، وعندما يصل إلى حد ضغط الهواء المدخل ، يكون الصمام مفتوحا بالكامل. على العكس من ذلك ، عندما ينخفض ضغط الهواء ، فإن الصمام

يتحرك في اتجاه الإغلاق ، وعندما لا يكون هناك هواء مدخل ، يتم إغلاق الصمام بالكامل. لذلك ، يطلق على الصمام من النوع المفتوح بالهواء أحيانا اسم إغلاق الفشل (FC).

يتحرك نوع الإغلاق بالهواء (Air to Close) في الاتجاه المعاكس للنوع المفتوح بالهواء. عندما يزداد ضغط الهواء ، يتحرك الصمام في اتجاه الإغلاق ؛ عندما ينخفض ضغط الهواء أو يكون غائبا ، يتحرك الصمام في اتجاه الفتح أو يفتح بالكامل. لذلك ، يطلق عليه أحيانا فتح الفشل (FO). أثناء الاستخدام ، أوضاع الفشل الشائعة هي (FO ، FC ، FL) ، حيث يعني FO أن الصمام فشل في الفتح / الإغلاق بسبب فشل مصدر الهواء.

بالنسبة لأوضاع فشل الصمام الهوائي ، يتم تقسيمها بشكل أساسي إلى عدة حالات:
1) تحت العمل المتشابك لجهاز الصمام الهوائي ، يجب أن يكون لموضع الصمام الحالات التالية:

FC- عندما يفقد مصدر الهواء ، يكون الصمام في وضع مغلق ؛

FO- عند فقد مصدر الهواء ، يكون الصمام في وضع الفتح ؛

FL- عندما يفقد مصدر الهواء ، يكون الصمام في وضع مؤقت ويبقى ؛

FLC-عندما يفقد مصدر الهواء ، يحتفظ الصمام بموضعه ولكنه يميل إلى الإغلاق ، ويكون الصمام في وضع الإغلاق (يتم استنفاد الغاز الموجود في الأسطوانة) ؛

FLO- عندما يفقد مصدر الهواء ، يحتفظ الصمام بموضعه ولكنه يميل إلى الفتح ، ويكون الصمام في وضع الفتح (يتم استنفاد الغاز الموجود في الأسطوانة).

2) تحت العمل المتشابك لجهاز صمام التنظيم أو الإغلاق ، يجب أن يكون لموضع الصمام المواقف التالية:

FC- عندما يفقد مصدر الهواء أو يفقد صمام الملف اللولبي الطاقة ، يكون الصمام في الوضع المغلق ؛

FO- عندما يفقد مصدر الهواء أو يفقد صمام الملف اللولبي الطاقة ، يكون الصمام في وضع الفتح ؛

AFL / EFC-

1) عندما يفقد مصدر الهواء ولا يفقد صمام الملف اللولبي الطاقة ، فإن الصمام يحتفظ بموقعه ؛

2) بغض النظر عما إذا كان مصدر الهواء قد فقد أو يفقد صمام الملف اللولبي الطاقة ، يكون الصمام في وضع مغلق ؛

AFL / EFO-

1) عندما يفقد مصدر الهواء ولا يفقد صمام الملف اللولبي الطاقة ، فإن الصمام يحتفظ بموقعه ؛

2) بغض النظر عما إذا كان مصدر الهواء قد فقد أو يفقد صمام الملف اللولبي الطاقة ، فإن الصمام في وضع الفتح.

تحقق الصمامات الهوائية وظائف قطع الصمام والتوصيل والتنظيم من خلال إشارات الإخراج ، مع سرعات فتح وإغلاق سريعة نسبيا. غالبا ما يتم استخدامها للإغلاق السريع ثنائي الوضعين ويمكن استخدامها أيضا لتنظيم التدفق. من خلال مطابقة الملحقات المختلفة ، يمكن تحقيق طرق تحكم مختلفة.

تعمل صمامات التحكم المفتوحة بالهواء على زيادة مساحة التدفق مع زيادة ضغط الإشارة ؛ بينما تقلل صمامات إغلاق الهواء من مساحة التدفق مع زيادة ضغط الإشارة.

اختيار نوع صمام التحكم
هناك العديد من أنواع أجسام صمامات التحكم ، مع أنواع شائعة الاستخدام بما في ذلك المقعد الفردي المستقيم ، والمقعد المزدوج المستقيم ، والزاوية ، والحجاب الحاجز ، والتدفق الصغير ، والثلاثي الاتجاهات ، والدوار غريب الأطوار ، والفراشة ، والأكمام ، والكرة.

عند اتخاذ خيارات محددة ، يمكن مراعاة الاعتبارات التالية:

(1) شكل وهيكل الصمام الأساسي
ضع في اعتبارك بشكل أساسي عوامل مثل خصائص التدفق المختارة والقوى غير المتوازنة.

(2) مقاومة التآكل
عندما يكون وسط السائل عبارة عن تعليق يحتوي على جزيئات كاشطة عالية التركيز ، يجب أن تكون المادة الداخلية للصمام صلبة.

(3) مقاومة التآكل
نظرا للطبيعة المسببة للتآكل للوسيط ، يفضل اختيار صمام بهيكل بسيط.

(4) درجة حرارة وضغط متوسطين
عندما تكون درجة الحرارة والضغط المتوسطان مرتفعين ويتقلبان بشكل كبير ، يجب اختيار مادة قلب الصمام والمقعد بأقل قدر من التغيرات في درجة الحرارة والضغط.

(5) منع الوميض والتجويف
يحدث الوميض والتجويف فقط في الوسائط السائلة. في عمليات الإنتاج الفعلية ، يمكن أن يتسبب الوميض والتجويف في حدوث اهتزاز وضوضاء ، مما يؤدي إلى تقصير عمر خدمة الصمام ، لذلك عند اختيار الصمام ، من الضروري منع الصمام من توليد الوميض والتجويف.

اختيار مشغل صمام التحكم
لضمان التشغيل العادي لصمام التحكم ، يجب أن يولد المشغل المحدد قوة خرج كافية لضمان الختم العالي وفتح الصمام.

بالنسبة للمشغلات الهوائية والهيدروليكية والكهربائية مزدوجة المفعول ، لا توجد نوابض إعادة ضبط بشكل عام. لا علاقة حجم القوة باتجاه تشغيلها. لذلك ، يكمن مفتاح اختيار المشغل في تحديد أقصى قوة خرج وعزم دوران المحرك. بالنسبة للمشغلات الهوائية أحادية المفعول ، ترتبط قوة الخرج بفتحة الصمام ، وستؤثر القوة التي تظهر على صمام التحكم أيضا على خصائص الحركة ، لذلك يلزم إنشاء توازن قوة ضمن نطاق الفتح الكامل لصمام التحكم.

تحديد نوع المشغل
بعد تحديد قوة خرج المشغل ، حدد المشغل المقابل وفقا لمتطلبات بيئة العملية. عندما تكون هناك متطلبات مقاومة للانفجار في الموقع ، يجب استخدام المحركات الهوائية. من منظور توفير الطاقة ، يجب استخدام المحركات الكهربائية قدر الإمكان. إذا كانت دقة التحكم العالية مطلوبة ، يمكن اختيار المحركات الهيدروليكية ، مثل التحكم في سرعة الآلات الشفافة في محطات الطاقة ، والتحكم في درجة حرارة المفاعلات الحفازة في المصافي ، وما إلى ذلك.

اختيار وضع عمل صمام التحكم
وضع عمل صمام التحكم قابل للتطبيق فقط عند اختيار مشغل هوائي. يتكون وضع العمل من خلال الجمع بين الإجراءات الإيجابية والعكسية للمشغل والصمام. هناك أربعة أشكال مجمعة ، وهي الإيجابية (نوع إغلاق الهواء) ، والإيجابية العكسية (النوع المفتوح بالهواء) ، والإيجابية العكسية (النوع المفتوح بالهواء) ، والعكسية العكسية (نوع إغلاق الهواء) ، والتي تشكل نوعين من أوضاع عمل صمام التحكم ، الهواء المفتوح والإغلاق بالهواء.

عند تحديد وضع عمل صمام التحكم ، ضع في اعتبارك بشكل أساسي من ثلاثة جوانب:
أ) سلامة إنتاج العملية.
ب) خصائص الوسيط ؛
ج) ضمان جودة المنتج ، بأقل خسارة اقتصادية.