هل تعرف أساسيات المعرفة بصمامات 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 التشغيل الآلي 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 الشوط إلى أنواع خطية ودوارة ، وبناء على الوظيفة والخصائص إلى أنواع خطية ومتساوية النسبة المئوية ومكافئة.

الأنواع الخطيةصمام مقعد واحد ، صمام مزدوج المقعد ، صمام كم ، صمام زاوية ، صمام ثلاثي الاتجاهات ، وصمام الحجاب الحاجز.:
أنواع الروتاري: صمام فراشة ، صمام كروي ، صمام دوار غريب الأطوار ، وصمام تحكم خفيف للغاية كامل الميزات.
عملية القيادة: أنواع تعمل بالهواء المضغوط والكهرباء والهيدروليكية ؛
نموذج التحكم: تنظيم أنواع الإغلاق وإغلاقها وتنظيمها ؛
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 وإغلاق الهواء ، والعمل المباشر والعكسي
يشير فتح الهواء وإغلاق الهواء لصمام التحكم إلى آلية الصمام بأكملها. مع زيادة ضغط الهواء على الحجاب الحاجز ، يفتح الصمام تدريجيا لفتح الهواء ويغلق لإغلاق الهواء. عندما لا تكون هناك إشارة ، يتم إغلاق صمام الهواء المفتوح ، ويكون صمام إغلاق الهواء مفتوحا بالكامل.

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

يرتبط فتح التدفق وإغلاق التدفق بالوسيط. عندما يتدفق الوسيط في اتجاه فتح الصمام ، يطلق عليه نوع التدفق المفتوح.

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

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

(2) التركيب المباشر والعكسي لآلية التنظيم. يحتوي قلب الصمام على شكلين: التثبيت المباشر والعكسي. عندما يتحرك قلب الصمام لأسفل وتقل مساحة 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 تركيب عكسي. للصمامات ذات القطر الاسمي Dg < 25mm, they are generally single-guided, so only direct mounting valves are available.

(3) أشكال عمل المحرك. المحركات الهوائية لها شكلان: الهواء المفتوح والهواء المغلق. عندما يزداد ضغط الإشارة ، يفتح الصمام ، يسمى الهواء المفتوح ؛ 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 الهواء المفتوح أو إغلاق الهواء للمشغل الهوائي بواسطة هذه المجموعة ، 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 يكون ذلك عن طريق تغيير الإجراءات المباشرة والعكسية لصمام التحكم لتحقيق فتح الهواء أو إغلاق الهواء.

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

1) العمل الإيجابي لمحدد موضع الصمام: عندما تزداد إشارة الدخل ، يزداد ضغط الخرج إلى الحجاب الحاجز ؛

2) العمل العكسي لمحدد موضع الصمام: عندما تزداد إشارة الدخل ، ينخفض ضغط الخرج 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 العمل العكسي ؛

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

تعمل مشغلات العمل العكسي 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)
يعتبر اختيار الهواء المفتوح والإغلاق الهوائي من منظور سلامة العملية. عند قطع مصدر الهواء ، ما إذا 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 في حالة عدم وجود هواء ، ويفتح الصمام عندما يكون هناك هواء. عندما لا تكون هناك إشارة ، يتم إغلاق الصمام ، ويفتح الصمام عند وجود إشارة دخل. علاوة على ذلك ، كلما كانت الإشارة أكبر ، زادت فتحة الصمام. عندما تكون الإشارة في الحد الأقصى ، يكون الصمام مفتوحا بالكامل.

نوع الهواء المفتوح (الهواء للفتح) يعني 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 إغلاق الهواء (الهواء للإغلاق) في الاتجاه المعاكس لنوع الهواء المفتوح. عندما يزداد ضغط الهواء ، يتحرك الصمام في اتجاه الإغلاق ؛ عندما ينخفض ضغط الهواء أو يغيب ، يتحرك الصمام في اتجاه الفتح أو يفتح بالكامل. لذلك ، يطلق عليه أحيانا فتح الفشل (FO). أثناء الاستخدام ، تكون مواضع الفشل الشائعة (FO ، FC ، FL) ، حيث يعني FO فشل الصمام في الفتح / الإغلاق بسبب فشل مصدر الهواء.

بالنسبة لمواضع فشل الصمام الهوائي ، يتم تقسيمها بشكل أساسي إلى عدة مواقف:
1) تحت العمل المتشابك لجهاز الصمام الهوائي ، يجب أن يكون لموضع الصمام المواقف التالية:

FC- عند فقد مصدر الهواء ، يكون الصمام في وضع الإغلاق ؛

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

FL- عند فقد مصدر الهواء ، يكون الصمام في وضع مؤقت ويبقى ؛

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

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

2) تحت الإجراء المتشابك لتنظيم أو إغلاق جهاز الصمام ، يجب أن يكون لموضع الصمام المواقف التالية:

FC- عند فقد مصدر الهواء أو فقدان صمام الملف اللولبي للطاقة ، يكون الصمام في وضع مغلق ؛

FO- عند فقد مصدر الهواء أو فقدان صمام الملف اللولبي للطاقة ، يكون الصمام في وضع الفتح ؛

AFL / EFC-

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

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

AFL / EFO-

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

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

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

تعمل صمامات التحكم في فتح الهواء على زيادة مساحة التدفق مع زيادة ضغط الإشارة ؛ بينما تعمل صمامات إغلاق الهواء على تقليل 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 ، والدوار ثلاثي الاتجاهات ، وغريب الأطوار ، والفراشة ، والأكمام ، والكرة.

عند اتخاذ خيارات محددة ، يمكن إجراء الاعتبارات التالية:

(1) شكل وهيكل قلب الصمام
النظر أساسا عوامل مثل خصائص التدفق المختارة والقوى غير المتوازنة.

(2) ارتداء المقاومة
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 للوسط ، يفضل اختيار صمام بهيكل بسيط.

(4) درجة حرارة وضغط متوسطان
عندما تكون درجة الحرارة والضغط المتوسطة مرتفعة وتتقلب 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 ، وتقصير 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. ولا يرتبط حجم القوة باتجاه عملياتها. لذلك ، يكمن مفتاح اختيار المشغل في تحديد أقصى قوة خرج وعزم دوران المحرك. بالنسبة للمشغلات الهوائية أحادية المفعول ، ترتبط قوة الخرج بفتح 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 المحرك
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 ، فيمكن اختيار المحركات الهيدروليكية ، مثل التحكم في سرعة الآلات الشفافة في محطات الطاقة ، والتحكم في درجة حرارة المفاعلات الحفازة في المصافي ، إلخ.

اختيار وضع عمل صمام التحكم
وضع عمل صمام التحكم قابل للتطبيق فقط عند اختيار مشغل هوائي. يتكون وضع الإجراء من خلال الجمع بين الإجراءات الإيجابية والعكسية للمشغل والصمام. هناك أربعة أشكال مركبة ، وهي إيجابية إيجابية (نوع إغلاق الهواء) ، إيجابية عكسية (نوع فتح الهواء) ، عكسية إيجابية (نوع الهواء المفتوح) ، وعكسية عكسية (نوع إغلاق الهواء) ، والتي تشكل نوعين من أوضاع عمل صمام التحكم ، فتح الهواء وإغلاق الهواء.

عند اختيار وضع عمل صمام التحكم ، ضع في اعتبارك بشكل أساسي من ثلاثة جوانب:
أ) سلامة إنتاج العمليات ؛
ب) خصائص الوسيط؛
ج) ضمان جودة المنتج ، مع الحد الأدنى من الخسارة الاقتصادية.