¡Hola querido lector! En las tuberías industriales, por las que circula continuamente un gran flujo de líquidos, es necesario regular este movimiento reduciendo o aumentando la velocidad del flujo y la presión en las tuberías. En tales casos, desempeña un papel insustituible. En nuestro artículo veremos sus tipos y características, métodos de conexión, reglas de uso y nos familiarizaremos con los consejos de especialistas sobre la instalación y operación de la unidad.
Una válvula de cierre con varios tipos de accionamientos es un dispositivo con el que se puede bloquear total o parcialmente el flujo de líquido en movimiento en una tubería.
La peculiaridad del diseño del propulsor eléctrico es que permite realizar estas acciones de forma remota, prácticamente en cualquier lugar de la carretera.
Objeto y ámbito de aplicación.
Las válvulas de control le permiten controlar automáticamente a distancia el proceso de regulación del flujo y la presión del fluido en las tuberías.
Se utilizan en grandes canales de redes troncales, tecnológicas y de servicios públicos a través de los cuales se transporta el medio ambiente.
Pueden ser de cierre, con la función de bloquear únicamente completamente la tubería, o con la función de regular la fuerza del flujo deteniéndola total o parcialmente.
Controles y características técnicas.
La válvula está controlada por el movimiento lineal de la varilla con el émbolo. El dispositivo se inicia presionando el botón de inicio en el control remoto. Bajo la influencia de la corriente eléctrica, el accionamiento transmite fuerza al émbolo. Al moverse hacia arriba y hacia abajo, cambia el área de la sección transversal del orificio de paso.
Las principales características técnicas de las válvulas de control de cierre son:
- el valor de la presión nominal en el sistema que puede soportar el dispositivo;
- tamaño del diámetro nominal en mm;
- caudal condicional en m3/h;
- límites de temperatura a los que la unidad funciona normalmente;
- tensión de red destinada al accionamiento eléctrico.
Tipo de conexión
Según el tipo de conexión, los dispositivos de cierre y control se dividen en
- con bridas,
- guarniciones,
- enganche,
- alfiler,
- soldado
Como regla general, las válvulas de este tipo ya están equipadas con bridas. Se utilizan en redes con alta presión. A través de la brida, la unidad se puede conectar a cualquier tubería de diámetro nominal adecuado. Tampoco depende del tipo de dispositivo que se conectará.
Dispositivo
La válvula de control más simple consta de un cuerpo con bridas, en el que se encuentra un asiento, una varilla con un émbolo en el extremo y una unidad de sellado encargada de sellar todas las válvulas de cierre.
Cuando el émbolo cierra solo una parte de la abertura del paso, el flujo de agua en el sistema disminuye. Un émbolo encajado firmemente en el asiento bloquea el flujo y la presión en la tubería después de los accesorios cae a cero.
Si se utilizan válvulas de bola en tuberías domésticas, entonces en carreteras. uso industrial y redes de servicios públicos, se da preferencia a válvulas de corredera y válvulas con motor eléctrico.
Principio de funcionamiento
El principio de funcionamiento de una válvula motorizada es muy similar al de una válvula convencional. Se distinguen por su método de control y funcionalidad.
Según el principio de funcionamiento, existen dispositivos que bloquean, mezclan o separan el flujo principal.
Las unidades de cierre incluyen válvulas de asiento de dos vías, que se utilizan ampliamente en redes de calefacción municipales.
Para mezclar y dividir el caudal, disponiendo de tres tubos para conexión a la línea principal.
Tipos y diferencias de diseños.
Según el diseño del accionamiento, las válvulas se dividen en controladas:
- a mano;
- accionamientos eléctricos;
- accionamientos neumáticos;
- manera electromagnética.
Según el mecanismo de bloqueo, las estructuras se dividen en:
- válvulas de cierre, diseñadas únicamente para cerrar el medio;
- membrana, con membrana de goma en la carcasa, adaptada para funcionamiento en redes de gas;
- marcha atrás, cerrándose cuando cambia la dirección del flujo;
- válvula de carrete, que regula la intensidad del flujo moviendo el carrete móvil;
- tipo silleta, con movimiento lineal de una varilla con un émbolo, cerrando o abriendo el paso del flujo con ayuda de silletas.
Ventajas y desventajas
Las ventajas de un accionamiento neumático son su precio asequible. Los dispositivos con este tipo de controles son más baratos que sus homólogos eléctricos.
Las válvulas accionadas por solenoide facilitan mucho el proceso mando a distancia entorno en un tramo largo de la carretera, permiten la implementación de un sistema de control electrónico.
El dispositivo en sí podrá tomar indicadores precisos del estado del mismo refrigerante en las tuberías, transmitir al operador información sobre el nivel de presión, la cantidad de líquido en el flujo e incluso restablecer las posiciones de las piezas de cierre del la estructura.
Sin embargo, el precio y la complejidad de los dispositivos aumentarán.
La elección óptima del dispositivo debe garantizar una alta precisión en la regulación. Es necesario tener en cuenta muchos factores para poder tomar la decisión correcta al comprar una unidad.
Al seleccionar accesorios, preste atención a:
- etiquetado del producto, que indica el rendimiento y la presión nominal del dispositivo;
- condiciones de mantenimiento del dispositivo, si se puede reparar sin sacarlo de la línea;
- ¿Es posible cambiar el rendimiento del dispositivo?
- la presencia de elementos estructurales en el dispositivo que reducen el ruido.
Reglas para la instalación y operación del dispositivo.
Antes de instalar el dispositivo, revise los sujetadores, el interior de la válvula y las tuberías principales para identificar y eliminar partículas extrañas. Si surge la necesidad, el dispositivo se lava y se purga.
Después de la instalación, verifique la funcionalidad del dispositivo.
Durante el funcionamiento, es necesario inspeccionar periódicamente, al menos dos veces al año, el dispositivo y realizar un mantenimiento de rutina.
Verificar el estado general del dispositivo y sus fijaciones.
Todos los trabajos en la válvula solenoide deben realizarse de acuerdo con las instrucciones suministradas con la misma.
Herramientas y materiales necesarios.
Necesitará el siguiente conjunto de herramientas:
destornillador con accesorios adecuados;
- destornillador;
- alicates;
- manguera de lavado.
Materiales:
- juego de tornillos;
- tubos de cobre para cables;
- cable electrico
Diagrama de conexión
Diagrama de instalación de la válvula de control de dos vías clásica.
Progreso del trabajo
Al instalar bridas, asegúrese de que no haya distorsiones. No utilice fuerza excesiva para eliminar la distorsión, de lo contrario las bridas del cuerpo del dispositivo podrían deformarse.
Durante la instalación, asegúrese estrictamente de que la flecha de la carcasa coincida con la dirección del flujo.
Después de la instalación, el dispositivo se abre, se lava a fondo y se sopla.
Comprobar la estanqueidad de las conexiones y de la unidad de sellado de varillas.
La funcionalidad del dispositivo se verifica conectándolo a la red eléctrica. La válvula debe funcionar a plena carrera cinco veces sin suministro de medio. Todas las piezas deben moverse con facilidad y sin sacudidas.
Errores y problemas frecuentes durante la instalación.
Compra de un producto con diámetro nominal aumentado (DN). Un rendimiento superior al normal afectará negativamente la precisión de la regulación.
Si selecciona una válvula con un diámetro nominal reducido, no podrá proporcionar el flujo de vapor requerido a la presión establecida. Esto conducirá al hecho de que la presión y la temperatura del medio en la tubería después del dispositivo de cierre serán más bajas que los valores necesarios para el funcionamiento normal de la red de calefacción.
Incumplimiento de la tecnología al instalar accesorios.
Estos errores pueden causar inestabilidad en el funcionamiento del sistema de control y provocar un mal funcionamiento de la válvula y del actuador eléctrico.
En las tuberías de vapor, se debe instalar una trampa de condensado delante de las válvulas de control para garantizar la eliminación oportuna del condensado.
Durante la instalación, no se deben realizar soldaduras en la tubería con la válvula instalada, para no dañar las juntas.
Las válvulas de control son un tipo de válvula de cierre. Está diseñado para controlar el flujo de medios gaseosos o líquidos que se transportan a través de una tubería en diversos sistemas tecnológicos.
- Válvulas de control y cierre: parámetros principales
Válvulas de control. Variedades principales
En Rusia se dividen tradicionalmente en los siguientes tipos:
Regulador
Las válvulas de control son anchas y se utilizan activamente para ajustar constantemente el flujo del medio de trabajo desde el nivel mínimo al máximo (el ajuste se realiza bloqueando el orificio nominal). En el primer caso, la válvula está completamente cerrada, y en el segundo, completamente abierta, asegurando el flujo libre de un medio líquido o gaseoso y, en consecuencia, el máximo flujo.
Válvula
Las válvulas de cierre (a veces también llamadas válvulas de cierre) regulan el flujo de forma discreta, proporcionando paso libre al líquido (gas) o su cierre, teniendo en realidad dos posiciones. Al mismo tiempo, en la posición cerrada, las válvulas de cierre permiten pequeñas fugas, por lo que es imposible hablar de la estanqueidad completa de dicha conexión y, si es necesario, se instalan otros equipos de cierre en el sistema u otro diseño. Se utilizan soluciones. Si el proceso tecnológico permite pequeñas fugas o, por ejemplo, el cierre se produce por un corto tiempo, entonces el uso del sistema en válvulas de control de este tipo es bastante aceptable.
Apagar y regular
Las válvulas de cierre y control ocupan una posición intermedia entre los dos primeros tipos, combinando las ventajas del primero y del segundo, lo que las hace bastante versátiles.
Curiosamente, en los países occidentales todas las válvulas de control se dividen en 6 clases de tal manera que cuanto mayor sea el número, menor será el nivel de fuga durante el funcionamiento en posición cerrada. Las 3 últimas, según la clasificación tradicional rusa, se clasifican como válvulas de cierre o de cierre y control. Para simplificar la selección, los fabricantes extranjeros, cuando suministran productos al mercado ruso, emiten recomendaciones especiales para la selección de modelos, que proporcionan análogos intercambiables, lo que garantiza la capacidad de cumplir con las condiciones necesarias para el grado de estanqueidad.
Válvulas de control y cierre. Parámetros principales
La principal característica de los accesorios sigue siendo el diámetro nominal de su paso. Es igual al interno en las tuberías de entrada y salida (en ocasiones estas dimensiones pueden ser desiguales entre sí). Cada uno de los valores de este diámetro condicional corresponde a un cierto nivel del caudal más alto posible del líquido transportado (también este parámetro depende en gran medida de la densidad del medio de trabajo, la caída de presión y algunos otros parámetros).
Para simplificar la comparación de modelos individuales y realizar cálculos técnicos en la etapa de diseño, se utiliza el término capacidad condicional. Implica el volumen de agua en condiciones estándar (temperatura 20 grados y una diferencia de 0,1 MPa) que pasa a través de la válvula en posición abierta.
Principales características de diseño.
La válvula ajustable se divide en 3 partes principales:
- conjunto del acelerador;
- cuerpo de válvula;
- conducir.
El primero está ubicado dentro del propio cuerpo de la válvula. El elemento de control consta de un asiento y un émbolo que están unidos directamente a la varilla. El sillín en sí puede tener varias opciones de diseño desde el punto de vista del diseño (atornillado al propio cuerpo, integral con él o presionado con una funda).
El émbolo se mueve a lo largo de la guía, que se encuentra en la tapa, y entre esta última y el cuerpo se instala una junta para sellarlo. El vástago de la válvula se extrae a través de un conjunto de prensaestopas especial, que consta de varios anillos fluoroplásticos accionados por resorte. En la propia tapa de la válvula se monta un actuador manual, eléctrico, neumático o de cualquier otro tipo. Este último se combina con el vástago de la válvula, y si se utiliza un actuador de tipo no manual, esto facilita incluir el regulador en un sistema automático y controlar su funcionamiento de forma remota.
El conjunto del acelerador es el principal cuerpo regulador y elemento de cierre de todo el sistema. Es esto lo que asegura el ajuste del área de flujo y los parámetros del flujo del medio de trabajo.
Las combinaciones específicas de casquillo-émbolo-asiento están determinadas por las siguientes condiciones de uso:
- tipo de ambiente controlado;
- temperatura;
- nivel de presión;
- viscosidad;
- la cantidad de rendimiento;
- la presencia de impurezas sólidas extrañas, etc.
Dirección del flujo de fluido.
En la gran mayoría de los casos, para el funcionamiento normal de las válvulas de cierre y control, la dirección correcta de suministro del medio de trabajo líquido juega un papel muy importante. Está determinado por la flecha marcada en el cuerpo. Si se suministra líquido o gas a la válvula de tal manera que el medio de trabajo llega al émbolo desde abajo, entonces esta dirección también se denomina "debajo de la válvula". De lo contrario, el suministro a las válvulas de cierre y cierre a menudo se denomina “a la compuerta”.
Tabla 1. Válvulas de control y cierre. Básico especificaciones técnicas
| Nombre del parámetro | Significado |
| Diámetro nominal (DN), mm | 15; 20; 25; 32; 40; 50; 65; 80; 100; 150; 200; 250 |
| Presión condicional (Pu), kgf/cm 2 | 16;25;40;63;100;160;250 |
| de menos 196 a 550 | |
| Temperatura ambiente según versión climática, °C | |
| Ud. | menos 40...+70; 80% a 15°C |
| UHL | menos 60...+70; 80% a 15°C |
| t | menos 10...+85; 80% a 27°C |
Sello del asiento del émbolo |
metal-metal |
| Elastómero metálico | |
| Diseño de bridas de conexión. | GOST 12815-80DINANSI para soldadura |
| Ancho de banda condicional | CENTÍMETRO. tabla 2 |
| Características de rendimiento | Lineal, igual porcentaje, modificado |
| Conducir | |
| Tiempo de cierre/apertura de emergencia cuando está equipado con accionamiento neumático NO o NC | Neumática, manual, electromagnética, eléctrica (electromecánica) |
Tabla 2. Capacidad condicional de las válvulas de control.
| Duh, milímetros |
|||||||||||||||||
| 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,6 | 1,0 | 1,6 | 2,5 | 4,0 | 6,3 | 8,0 | 10,0 | 12,0 | 16,0 | 20,0 | 25,0 | 32,0 | |
| 15 | |||||||||||||||||
| 20 | |||||||||||||||||
| 25 | |||||||||||||||||
| 32 | |||||||||||||||||
| 40 | |||||||||||||||||
| Duh, milímetros |
Rendimiento condicional Kvy m 2 /h | ||||||||||||||||||
| 10 | 12 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 63 | 80 | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 300 | 400 | 500 | 630 | |
| 50 | |||||||||||||||||||
| 65 | |||||||||||||||||||
| 80 | |||||||||||||||||||
| 100 | |||||||||||||||||||
| 150 | |||||||||||||||||||
| 200 | |||||||||||||||||||
Válvulas ajustables. Actuadores (AM)
El actuador de válvula de cierre con IM está diseñado para convertir la señal de control inicial directamente en el movimiento del actuador junto con la varilla del elemento de cierre utilizado. Este último puede ser una válvula, válvula de mariposa, bola u otro elemento.
Dependiendo del principio de funcionamiento y del tipo de energía necesaria para impartir la fuerza requerida, los actuadores para válvulas de control y cierre existentes se dividen en los siguientes grupos:
- neumático;
- eléctrico;
- hidráulico;
- conjunto;
- manual.
Actuador neumático
Los IM basados en aire comprimido, instalados en válvulas de cierre y control, se utilizan de manera bastante activa en condiciones rusas. Esto se debe a la tradición, ya que la gran mayoría de los sistemas de automatización industrial de hace 50-60 años se basaban en el uso de aire comprimido. Al mismo tiempo, un organismo regulador de este tipo es muy fiable y reparable, aunque en comparación con los sistemas modernos basados en microprocesadores parece algo anticuado. Además, los sistemas neumáticos de flujo controlado son bastante grandes y requieren instalación para la preparación del aire comprimido. Al mismo tiempo, la ausencia de una probabilidad incluso teórica de que se produzca una chispa en el sistema permite el uso de dicho equipo en áreas explosivas y talleres polvorientos.
Según el tipo de accionamiento, todos los actuadores neumáticos se dividen en los siguientes grupos:
- membrana;
- pistón;
- giratorio;
- giratorio.
Actuadores de diafragma
Diagrama esquemático de un actuador de membrana.
1 - organismo regulador; 2 - varilla; 3 - primavera; 4 - membrana; 5 - sello de aceite
El movimiento de la varilla de salida, que está conectada a la válvula ajustable, se produce mediante la fuerza creada por la presión, y el retorno se produce debido al aumento de la fuerza del resorte. La señal de control ingresa al cabezal sellado, donde se ubica una membrana con una parte central rígida. Como resultado de la acción de la presión del aire comprimido, se ejerce una fuerza sobre la membrana, que es compensada por un resorte. Como resultado, la carrera total de la varilla está determinada directamente por el valor de la presión de control. La rigidez general y la precompresión del resorte forman un rango específico de fuerzas con una carrera nominal.
Los MM de membrana de control de caudal se suministran al mercado junto con una válvula. La peculiaridad del mecanismo es el movimiento automático de la membrana en dirección vertical, por lo que, según el diseño, las válvulas se dividen en normalmente cerradas (NC) y normalmente abiertas (NO).
La gran ventaja de los actuadores de diafragma para válvulas ajustables sigue siendo su proximidad a las características lineales, lo que hace que el ajuste del flujo del fluido de trabajo sea más preciso. Junto a esto en la zona valor más alto presión tienen una zona de histéresis que oscila entre el 2 y el 15%. El valor específico del último parámetro depende del área efectiva de la propia membrana, los parámetros del resorte y la caída de presión. Para reducir dicha zona, se instala un amplificador de potencia adicional (posicionador) en la válvula IM, que puede funcionar según un circuito de compensación de fuerza o desplazamiento.
Si se planea controlar la válvula mediante una señal eléctrica, se montan posicionadores especiales en los actuadores de membrana, que convierten la señal recibida en un pulso de aire de control.
Actuadores neumáticos de pistón: se instalan actuadores similares en válvulas ajustables en los casos en que es necesario garantizar una carrera lineal del vástago dentro de los 300 mm. Para aumentar la precisión general y mejorar las características dinámicas reales, también se utilizan posicionadores (en este caso, el accionamiento del pistón se denomina seguidor).
Desde un punto de vista constructivo, todo el mecanismo es un cilindro, que está montado sobre un soporte y en él se ubica un pistón con un vástago. El movimiento se le transmite desde el accionamiento y los resortes, que están orientados de una manera especial con respecto al pistón. superficie interior Para aumentar la vida útil, el cilindro tiene un revestimiento especial para reducir la fricción.
Durante el funcionamiento, la señal de entrada del sistema de control va directamente al actuador, que actúa sobre el pistón de la válvula. Al mismo tiempo, los resortes crean resistencia al aumento de presión del aire comprimido, por lo que el movimiento general de la varilla está determinado por el nivel de rigidez de los resortes instalados.
Tabla 4. Principales parámetros de un accionamiento neumático de pistón
| Área del pistón, cm 2 | 1250 |
| Tipo de acción | Normalmente abierto (NO) |
| Normalmente cerrado (H3) | |
| Temperatura ambiente de trabajo, °C | de menos 196 a 550 |
| Rango de temperatura ambiente, °C y humedad relativa promedio anual, % para la versión climática según GOST 15150: | |
| Ud. | menos 40...+70; 80% a 15°C |
| UHL | menos 60...+70; 80% a 15°C |
| t | menos 10...+85; 80% a 27°C |
| Señal de entrada, MPa (kgf/cm2): | |
| Nominal | 0,02...0,1 (0,2...1,0) |
| Máximo | 0,6 (6) |
| Fuerza máxima requerida para girar el volante del doblador lateral, kgf | 35 |
El variador se utiliza para controlar accesorios de tuberías en los casos en que se requiere torque para actuar sobre la varilla. De hecho, estos sistemas pueden considerarse uno de los subtipos del tipo neumático de pistón, ya que el elemento de potencia es un pétalo que se mueve bajo el aire comprimido suministrado en una cámara aislada especial. El movimiento de una especie de pistón se transmite directamente al eje de accionamiento del elemento de bloqueo y le proporciona la posición requerida.
Además, el variador puede equiparse con bloques que brindan control discreto o analógico de las válvulas de control y cierre y tienen una alarma para la posición actual del eje fuente. También hay unidades a prueba de explosiones en el mercado, lo que permite su instalación en áreas polvorientas y otras áreas.
Las principales características del actuador rotativo neumático se muestran en la siguiente tabla:
Tabla 5. Principales características técnicas de los actuadores neumáticos rotativos tipo PPR
| Presión de aire comprimido para suministro de accionamiento neumático, MPa | 0,25-0,6 |
| Flujo de aire de suministro en estado estacionario a una presión de aire de 0,6 MPa y una temperatura ambiente de 25 ± 15 °C, m 3 /h, no más | 0,5 |
| Tiempo de rotación del eje de salida de una posición extrema a otra con una carga correspondiente al par nominal, s, no más | 3 |
| Versión climática | U2 según GOST 15150-69 |
| Temperatura ambiente - no dispositivos adicionales control y señalización, así como con indicador neumático de posición límite | de menos 30 a +70 °C |
| de menos 30 a +100 °C |
Además
Otros tipos de actuadores
Los actuadores eléctricos proporcionan el control de todo el sistema mediante accionamientos o motorreductores especiales. Su conveniencia radica en la capacidad de controlarlos a gran distancia, lo cual resulta conveniente para sistemas extendidos y minimiza los costos de instalación.
Los actuadores hidráulicos son similares en principio a los neumáticos, pero la diferencia aquí es el uso de líquido como medio de trabajo. Esto último es un inconveniente debido a la necesidad de garantizar una estanqueidad adecuada y adquirir centrales hidráulicas y otros equipos.
Las válvulas de control se utilizan para controlar la presión de sustancias líquidas y gaseosas transmitidas a través de tuberías. La válvula de control le permite regular de forma continua o discreta el flujo de fluido de trabajo hacia la tubería.
Para sistemas en los que es especialmente importante distribuir con precisión el flujo del medio de trabajo, se requiere una unidad de control de presión.
Esto es especialmente cierto, por ejemplo, en el caso de las redes de calefacción, ya que el clima interior depende del volumen de refrigerante que ingresa a las tuberías y radiadores. El rendimiento de la tubería disminuye o aumenta, respectivamente, a medida que disminuye o aumenta la sección transversal del orificio dentro de la válvula.
El problema se soluciona cambiando constantemente la capacidad de la tubería por la que circula el líquido o gas mediante una válvula de control.
Según su finalidad, existen tres tipos principales de válvulas de control:
- bidireccional: sirve solo para controlar el flujo de líquido o gas, utilizado en secciones rectas de la tubería;
- esquina de dos vías: regula la presión y cambia su dirección, se utiliza en los puntos de giro de las tuberías;
- tres pasos: mezcla dos tipos de fluido de trabajo en un flujo común o divide un flujo en dos.
La válvula de control más simple es una válvula de paso directo y consta de las siguientes partes:
- un cuerpo en forma de T con un orificio de paso en el interior;
- brida o rosca en los extremos de las tuberías;
- conjunto de sello que mantiene la estanqueidad de la válvula;
- compuerta – cuerpo regulador de válvula;
- varilla: pieza utilizada para cambiar la posición de la válvula.
El flujo del medio de trabajo se regula cambiando el tamaño de la abertura del paso al mover la posición de la válvula con respecto a la abertura del paso.
El diseño se modifica parcialmente y se complementa con nuevos elementos según el propósito de la válvula de control.
¡Prestar atención! Hay válvulas de cierre y control que se modifican para que se pueda detener por completo el flujo del medio de trabajo. En este caso, la válvula está hecha de tal manera que en la posición cerrada sus partes quedan herméticamente selladas.
Ventajas de las válvulas de control.
Este tipo de regulador se utiliza en sistemas de suministro de agua y gas domésticos e industriales, redes de calefacción y oleoductos.
Válvulas de control (cierre y control)
Las válvulas están diseñadas para controlar el flujo de medios líquidos y gaseosos transportados a través de tuberías.
Las válvulas de control y de cierre varían continuamente el caudal del flujo regulado desde un mínimo cuando la válvula está completamente cerrada hasta un máximo cuando la válvula está completamente abierta.
Las válvulas de cierre o cierre no controlan el caudal regulado de forma continua, sino de forma discreta (la válvula está completamente abierta o completamente cerrada). Tanto las válvulas de control como las de aislamiento tienen pequeñas fugas de fluido controlado cuando la válvula está en la posición cerrada.
Cabe señalar que la división de válvulas en válvulas de control, cierre y control de cierre existe solo en nuestro país, así como normas de fuga separadas para válvulas de control y cierre. El resto del mundo simplemente produce válvulas de control, cuyas fugas se dividen en seis clases; cuanto mayor sea el número de clase, menos fugas. Las últimas tres clases se refieren a válvulas, a las que llamamos válvulas de cierre y de cierre y control.
El diámetro nominal del orificio de la válvula (DN) debe entenderse como el diámetro interno nominal de las tuberías de entrada y salida de la válvula (en algunos casos, el diámetro de la tubería de salida puede exceder el diámetro de la tubería de entrada). Cada valor del diámetro nominal del paso de la válvula corresponde al caudal máximo posible de la sustancia regulada, que, en general, depende de una serie de parámetros (caída de presión, densidad, etc.). Para facilitar la comparación de válvulas y seleccionar el tamaño de válvula requerido en función de los resultados de los cálculos hidráulicos, se ha introducido el concepto de capacidad condicional.
La capacidad condicional de la válvula (Kvy) muestra cuánta agua a una temperatura de 20 ° C puede dejar pasar la válvula cuando la caída de presión es de 0,1 MPa (1 kgf/cm2) con la válvula completamente abierta.
La válvula de control consta de tres bloques principales: el cuerpo, el conjunto del acelerador y el actuador de la válvula. Diseño de paso típico
En la Figura 1 se muestra una válvula de cierre y control sin un actuador instalado.
Se instala un conjunto de acelerador dentro del cuerpo de válvula 1, que consta de un asiento 2 y un émbolo 3 conectado a una varilla 4. El asiento se puede fabricar en varios diseños: atornillado al cuerpo de la válvula como se muestra en la Figura 1, presionado contra el cuerpo con un manguito especial o integral con el cuerpo.
El émbolo se desliza a lo largo de una guía hecha en la tapa 5. Se instala una junta de sellado 6 entre el cuerpo 1 y la tapa 5. La varilla 4 sale a través del prensaestopas 7, que es un conjunto de anillos de chevron accionados por resorte hechos del fluoroplástico-4 o sus modificaciones. Se instala un actuador en la tapa 5, cuyo vástago está conectado al vástago de la válvula. El accionamiento puede ser neumático, manual, eléctrico o electromagnético.
El conjunto del acelerador es el elemento de regulación y cierre de la válvula. Es en esta unidad donde se implementa la tarea de cambiar el área de flujo de la válvula y, como consecuencia, cambiar sus características de flujo.
Las combinaciones específicas de casquillo, asiento y émbolo se seleccionan en función de las condiciones de funcionamiento de la válvula: caída de presión, tipo ajustable
el medio y su temperatura, la presencia de impurezas sólidas, el valor de rendimiento, la viscosidad del medio, etc.
En la mayoría de los casos, es importante para el funcionamiento de la válvula. dirección correcta suministro de medio de trabajo. Está marcado con una flecha en la superficie exterior de las carcasas. Si el medio se suministra a través del canal izquierdo en la carcasa que se muestra en la Figura 1, entonces esta dirección de suministro se denomina "debajo de la puerta" (el medio se acerca al émbolo desde abajo), y si el medio se suministra a través del canal derecho, entonces esta dirección de suministro se llama "hacia la puerta" (el medio presiona el émbolo contra el asiento en el estado cerrado). Los principales parámetros y características de las válvulas de control típicas producidas por empresas nacionales se presentan en las tablas 1 y 2.
Tabla 1.
Principales parámetros de las válvulas de cierre y control.
Tabla 2.
Capacidad condicional de válvulas de cierre y control.
ACTUADORES
Los accionamientos y actuadores de válvulas de tubería de cierre y control, control y cierre están diseñados.
convertir la señal de control (neumática, eléctrica o mecánica) en movimiento mecánico (lineal o rotacional) de la varilla del actuador y un elemento de cierre conectado rígidamente a la varilla (válvula, válvula de bola, válvula de mariposa, válvula de compuerta, etc.) .
Los actuadores utilizados para controlar las válvulas de cierre y control según el principio de funcionamiento y el tipo de energía utilizada para crear la fuerza mecánica necesaria en la válvula de funcionamiento se dividen en:
Neumático
Eléctrico
Hidráulico
Conjunto
Actuadores neumáticos
Los actuadores neumáticos, debido a una tradición establecida, ocupan un lugar bastante importante entre los accionamientos para válvulas de control. varios tipos. Esto se debe principalmente al hecho de que la automatización industrial masiva hasta los años 50 y 60 del siglo pasado se basaba principalmente en la neumática. Los sistemas neumáticos de control automatizado hoy en día, en la era de los microprocesadores y el uso generalizado de la electrónica digital, parecen algo arcaicos y, además, son bastante voluminosos y requieren la organización de redes para la preparación y distribución de aire comprimido, que también se consume. durante el funcionamiento de sistemas neumáticos.
Al mismo tiempo, la simplicidad del diseño de los accionamientos neumáticos y, como consecuencia de esto, su fiabilidad y capacidad de mantenimiento bastante altas, permiten utilizar con éxito dichos accionamientos en sistemas modernos control automatizado de procesos tecnológicos.
Los actuadores neumáticos están diseñados para convertir los cambios en la presión del aire P en la salida del regulador en movimiento del cuerpo regulador: válvula, compuerta, compuerta, grifo, etc. El cuerpo regulador cambia el caudal de líquido, gas, vapor, etc. en el objeto de control, y provocando así un cambio en el parámetro del proceso controlado.
Según el tipo de accionamiento, los actuadores neumáticos se dividen en motores neumáticos de membrana, de pistón, rotativos y rotativos.
Actuador de diafragma (MIM)
El diagrama del actuador de membrana (MIM) se muestra en la Figura 2. El movimiento de la varilla de salida 2, conectada al cuerpo regulador, en una dirección se realiza por la fuerza creada por la presión P, en la otra - por la fuerza del resorte 3. La señal P ingresa a la “cabeza” de la membrana sellada, que contiene una membrana hecha de tela engomada de 2-4 mm de espesor con un centro rígido. El resorte 3 presiona la membrana desde abajo. En los actuadores de membrana (Fig. 2), la presión del aire de control actúa sobre la membrana 4, sujeta a lo largo del perímetro entre las tapas del actuador, y crea una fuerza que es igualada por el resorte 3. Por tanto, la carrera de la varilla del actuador 2 es proporcional al valor de la presión de control. La rigidez y la precompresión del resorte determinan el rango de fuerza del actuador y la carrera nominal.
Los actuadores de membrana se clasifican según el tamaño de los “cabezas” de membrana. Los MIMS generalmente se suministran juntos
con organismos reguladores - válvulas. Dado que cuando se elimina la presión P la membrana siempre se mueve hacia arriba, dependiendo del diseño del cuerpo regulador, se distingue entre válvulas NO normalmente abiertas y válvulas NC normalmente cerradas.
Figura 2. Actuador de diafragma montado en una válvula de control:
1 - organismo regulador; 2 - varilla; 3 - primavera; 4 - membrana; 5 - sello de aceite
Las características estáticas de la mayoría de los MIM son casi lineales, sin embargo, tienen una zona de histéresis del 2 al 15% del valor más grande de P. Este valor depende de las fuerzas de fricción en el sello 5, de la caída de presión a través del cuerpo de control. , sobre las características del resorte y el área efectiva de la membrana.
Para reducir la zona de histéresis y mejorar las características dinámicas de los MIM, se instalan en el actuador amplificadores de potencia adicionales, llamados posicionadores. Hay posicionadores que operan según un esquema de compensación de desplazamiento y un esquema de compensación de fuerza. En posicionadores de ambos tipos, el MIM está cubierto por retroalimentación negativa sobre la posición de la varilla, lo que elimina la influencia de las fuerzas de fricción en el prensaestopas, la caída de presión en el cuerpo de control, etc., sobre las características estáticas.
Al mismo tiempo, aumenta el flujo de aire suministrado al MIM y las características dinámicas de este último mejoran notablemente.
Para interactuar con las señales eléctricas de los sistemas de control, se utilizan posicionadores electroneumáticos que, además de mejorar las características estáticas de los actuadores de membrana, aseguran la conversión de la señal eléctrica en un pulso de aire de control suministrado al MIM.
Las principales características técnicas de los MIM se presentan en la Tabla 3.
Tabla 3.
La apariencia de los MIM típicos instalados en válvulas de control se muestra en la Figura 3.
Actuadores neumáticos de pistón
Los actuadores neumáticos de pistón (PPA) se utilizan en los casos en que se requiere un movimiento lineal de la varilla del actuador.
