Czym jest zawór montowany na rurociągu i rozdzielacz?

Este artículo explica qué es y cómo funciona una válvula en línea y un manifold.

Czym jest zawór montowany na rurociągu i rozdzielacz?

Zawory montowane na rurociągu są prawdopodobnie najczęstszym typem zaworów stosowanym w systemach automatyki przemysłowej. Jak sama nazwa wskazuje, pasują one bezpośrednio do poszczególnych rur każdego zastosowania.

Rozdzielacz to, zgodnie z definicją, „rura lub komora rozgałęziona na kilka otworów”. W przypadku zastosowań pneumatycznych oznacza to, że kilka zaworów może być zamontowanych na jednej podstawie lub jednym rozdzielaczu, a wszystkie korzystają ze wspólnego dopływu powietrza i wydechu. To wyraźnie upraszcza rurociągi i centralizuje zawory używane do określonego procesu.

Są one również nazywane…

Zawory montowane na rurociągu mogą być również nazywane kierunkowymi zaworami regulacyjnymi z rozdzielaczem jako podstawą.

Jak działają zawory montowane na rurociągu i rozdzielacze?

Zawór jest pneumatycznym urządzeniem łączeniowych, które blokuje lub zmienia kierunek przepływu powietrza. Zanim zastanowimy się, jak on działa, ważne jest, aby wyjaśnić niektóre terminy. Z zaworami wiążą się takie oznaczenia, jak 2/2, 3/2 itp. Pierwsza liczba określa liczbę króćców, to znaczy liczbę połączeń wewnątrz i na zewnątrz głównej części korpusu, bez króćców w zaślepkach. Druga liczba określa liczbę pozycji, jakie może zajmować zasuwa zaworu. Zatem zawór 5/3-drożny ma 5 króćców, a jego zasuwa może być ustawiona w 3 pozycjach.

Zasuwa przesuwa się wewnątrz otworu w zaworze; odpowiednio obroniony mechanicznie profil na zasuwie oznacza, że, gdy zasuwa wsuwa się w otwór, króćce korpusu są prawidłowo zablokowane lub otwarte, aby umożliwić przepływ powietrza zgodnie z wymaganiami. Na schematach pokazano, jak można sterować zaworem w celu umożliwienia ruchu siłownika dwustronnego działania do zewnątrz i do wewnątrz. Poszczególne konstrukcje zaworów zasuwowych omówiono poniżej.

Oczywiste jest, że zasuwa musi zostać przesunięta lub być sterowana, aby zawór mógł działać. Istnieją różne rodzaje operatorów (patrz poniżej), ale na zdjęciu powyżej elektrozawór byłby umieszczony na obu końcach, a siła elektromagnetyczna powodowałaby ruch zasuwy.

Typowy rozdzielacz przedstawiono na rysunku powyżej. Czarne uszczelki na górze pokazują, że to urządzenie może zawierać cztery pojedyncze zawory; dostępne są także urządzenia mogące pomieścić nawet dziesięć zaworów. Króćce po prawej umożliwiają przepływ wspólny dla wszystkich zaworów; w ten sposób zawory używane do określonego procesu mogą być zamontowane razem, a rurociąg jest wówczas uproszczony. Powierzchnia króćców każdego zaworu musi odpowiadać powierzchni wylotów na rozdzielaczu.

Jak wybrać zawór montowany na rurociągu i rozdzielacz?

Najważniejszymi czynnikami przy wyborze zaworu montowanego na rurociągu są:

• kwestie związane z przepływem - dopuszczalne natężenie przepływu przez zawór musi być wystarczające do spełnienia wymagań procesu po stronie wylotowej, a to będzie związane z rozmiarem króćca. Warto zauważyć, że nowoczesna konstrukcja i technologia zaworu pozwala na większy przepływ niż zawory stosowane w przeszłości. Złota reguła, która nadal musi być stosowana, stanowi, że trzeba obliczyć największe wymagane chwilowe natężenie przepływu i rozmiar zaworu, a nie wartości średnie.

• funkcja zaworu - trzeba ustalić, czy zastosowania wymaga, na przykład, użycia zaworu 3/2- lub 5/2-drożnego.

• działanie zaworu - jaki jest najlepszy tryb pracy zaworu. Może być elektrycznie sterowany przez solenoid lub dopływ powietrza (zawór sterujący) – w zależności od zastosowania. Jaki mechanizm zwrotny jest wymagany – mechaniczna sprężyna czy sterowanie elektryczne/pneumatyczne. Trzeba także ustalić, czy zawór powinien być normalnie otwarty, czy normalnie zamknięty (zob. niżej)

• uwagi systemowe - czy prędkość cyklu jest aspektem krytycznym oraz czy istnieje możliwość pracy przy wyższym ciśnieniu roboczym. Może to mieć wpływ na wybrany typ konstrukcji zaworu, jak opisano poniżej

• uwagi środowiskowe - przy jakiej temperaturze otoczenia zawór musi działać i czy istnieją od tego odstępstwa procesowe. Czy proces ten wiąże się z nieprzyjaznym środowiskiem, na przykład możliwością pracy w atmosferze wybuchowej.

Przy wyborze rozdzielacza należy uwzględnić:

• kompatybilność zaworu - rozdzielacz musi być jednoznacznie dopasowany do wybranego zaworu, zapewniając wyrównanie króćców i brak ograniczeń przepływu.

• liczba dróg - ile zaworów trzeba umieścić w danym procesie. Czy w przyszłej rozbudowie należy uwzględnić pewną „redundancję”

• środowisko - w odniesieniu do zaworu rozdzielacz może wymagać pracy w niesprzyjającym środowisku pracy lub być przed nim chroniony

Rodzaje zaworu montowanego na rurociągu i rozdzielacza

Jak wspomniano powyżej, istnieją różne rodzaje zaworów zasuwowych dostępne do różnych wymagań danego zastosowania. Zawór zasuwowy jest częścią bardziej ogólnej rodziny zwanej zaworami rozdzielającymi; są one tak nazywane, ponieważ mechanizm zasuwy przesuwa się przez wloty i wyloty, a jego pozycja kontroluje kierowaniem przepływu powietrza.

Profilowana zasuwa pasuje do obrobionego mechanicznie otworu metalowego, a uszczelnienie między powierzchniami ma krytyczne znaczenie dla minimalizowania wycieków. W jednym systemie (uszczelnienie miękkie) stosuje się odporne, ale bardziej miękkie (w porównaniu z metalem) pierścienie uszczelniające. Uszczelnienia są zamocowane do ruchomej zasuwy w jednym wariancie i nazywane są uszczelnieniami dynamicznymi; w uszczelnieniu statycznym uszczelnienia są utrzymywane w korpusie zaworu, a zasuwa porusza się przez nie.

Drugi system (bezkołnierzowy) opiera się na tolerancji między metalową zasuwą a metalowymi powierzchniami, które są tak precyzyjne, że miękkie uszczelnienia są niepotrzebne (zasada „łożyska powietrznego”).

Wariant z uszczelnieniem miękkim cechuje się wyższym natężeniem przepływu i mniejszym współczynnikiem wycieków w porównaniu z wariantem bezkołnierzowym, jednak wariant bezkołnierzowy wyróżnia się dłuższą żywotnością – może wykonać 250–300 milionów cykli, a wariant z uszczelnieniem miękkim zazwyczaj 30–50 milionów cykli. Wariant bezkołnierzowy jest ponadto przystosowany do szybszych cykli pracy i wyższych ciśnień roboczych.

Mówimy również o wersjach normalnie zamkniętej lub normalnie otwartej. „Normalnie” odnosi się do funkcji zaworu bez żadnego zewnętrznego oddziaływania. Zawór normalnie zamknięty (NZ) w pozycji spoczynkowej będzie blokować przepływ, a zawór normalnie otwarty (NO) w pozycji spoczynkowej będzie umożliwiać przepływ (jest to sytuacja odwrotna do przełącznika elektrycznego).

„Normalna” dla zaworu 5/3-drożnego jest pozycja środkowa. W tym przypadku możliwe są trzy opcje. Skrót APB oznacza, że wszystkie króćce są zablokowane – każdy z 5 króćców jest zaślepiony; skrót COE oznacza, że dopływ jest zablokowany, a króćce wylotowe służą do wydmuchu. Skrót COP oznacza z kolei, że króciec dolotowy jest połączony z obydwoma wylotami, a króćce wydmuchowe są zablokowane.

Typowe zastosowania zaworu montowanego na rurociągu i rozdzielacza

Zaworów używa się w wielu zastosowaniach przemysłowych. Jak już wspomniano, funkcja zaworów polega na sterowaniu elementami po stronie wylotowej, zwykle siłownikiem. Przykładowo zawór 3/2-drożny byłby używany do sterowania siłownikiem jednostronnego działania, a zawór 5/2-drożny – siłownikiem dwustronnego działania. W przypadku gdy proces wymaga tylko rzadkiej pracy siłownika, zazwyczaj używany byłby zawór normalnie zamknięty; zapewniałoby to, że system pozostaje bez ciśnienia, z wyjątkiem sytuacji, gdy wymagane jest wywarcie siły.

Jeśli proces wymaga wielu zaworów, efektywne jest użycie rozdzielacza do zamontowania wymaganej liczby zaworów; ta „centralizacja” jest szczególnie przydatna, jeśli zawory muszą być umieszczone w obudowie ze względu na kwestie środowiskowe.

Czy potrzebuję czegoś jeszcze dla zaworu montowanego na rurociągu i rozdzielacza?

Wymagane będą złączki i rurki zgodne z rozmiarem króćca używanego zaworu. Zaleca się stosowanie tłumików na króćcach wydechowych. Jeśli chodzi o nową konstrukcję systemu, dostępny jest szeroki wybór siłowników i urządzeń do przygotowywania powietrza.