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过程控制阀 - 做出正确的选择

现代过程控制阀为需要精确控制流体,蒸汽和其他气体的行业提供广泛的功能和优势。 由于市场上有如此多的控制阀,因此必须确定能够为特定应用提供最具成本效益的设计的功能。

作者:Bürkert的卫生处理部门经理Ian Webster

Bürkert的卫生处理部门经理Ian Webster

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Bürkert的卫生处理部门经理Ian Webster研究了一些基本的差异化因素以及最近的一些设计发展。

控制阀用于管理液体或气体的流速,并进而控制过程中的温度,压力或液位。

因此,控制阀由它们操作以控制流量的方式限定,并且包括截止阀,角座,隔膜,四分之一转,刀和针阀,仅举几个例子。

在大多数情况下,阀体由金属制成; 黄铜,锻钢或卫生应用316不锈钢。

建立参数

执行器使用机载系统,根据应用情况,以不同的精度测量阀门的位置。 非接触式数字编码器可以将阀门放置在千个位置中的任何一个位置,使其非常准确,而更简单的测量可以应用于灵敏度较低的设计。

指定控制阀时,争论的主要方面之一是确定所需阀门的尺寸。

通常,工艺工程师会知道应用中使用的管道直径,并且很有可能将其作为控制阀的定义特征。 更重要的是系统内的流动条件,因为这些将决定控制阀内孔口的尺寸。

在决定阀门设计时,阀门两侧的压力和预期的流量是必不可少的信息。

过程控制阀

提高效率

在阀体内部,执行器设计主要是活塞或隔膜设计。 活塞设计通常提供更小,更紧凑的阀门,其比隔膜设计更轻且更易于操作。

执行器通常由不锈钢或聚苯酚(PPS)制成,这是一种耐化学腐蚀的塑料。 执行器由控制头或定位器加满。

较旧的气动定位器具有挡板/喷嘴布置并且在3-15 psi上操作,因此无论阀的状态如何,打开关闭或介于两者之间,系统总是将一些压缩空气排出到大气中。

压缩空气是一种昂贵的商品,需要相当大的能量来产生,并且当生产线配备有多个过程控制阀全部排放到大气中时,这相当于相当大的能量浪费。

因此,重要的是不仅要建立最合适的阀门设计,还要考虑每年运行成本的经济高效的解决方案。

使用微电磁阀来控制进出执行器的空气的现代数字电动气动阀为操作员带来了显着的改进。 这种设计意味着当阀门完全打开,完全关闭或处于稳定状态时,它不会消耗任何空气。 这一点以及许多其他工程改进在经济性和精确性方面取得了实质性进展。

过程控制阀

设计灵活

阀座可在标准阀体内互换,这使阀门可以更精确地将现有管道和阀座安装到适合应用的尺寸。 在某些情况下,这可以在安装阀门之后实现,这将使得能够在不更换整个阀门组件的情况下适应过程变化。

选择最合适的密封材料也是确保可靠运行的重要步骤; 蒸汽过程通常使用金属对金属密封,而包括灭菌阶段的过程可能需要耐化学密封。

安装新阀门后,现在设置起来比较容易,而且耗时少得多。 内置校准程序自动执行初始设置程序,测量打开和关闭阀门所需的空气,活塞密封件在阀杆上的阻力以及阀门本身的响应时间。 完成后,阀门即可正常运行。

过程控制阀

提高安全性

应指定控制阀使其在40-85%范围内运行,因此如果阀门被命令为10%设置,它可以检测到控制系统可能出现问题并且最佳操作方法是关闭阀门完全。

如果阀门被控制在10%或更低的位置,这会导致非常高的流体或气体速度,这会对系统产生破坏性影响并导致相当大的噪音并损坏阀门本身。

现代控制功能可提供一种解决方案,可作为安全装置,防止损坏过程管道和部件。 通过构建故障安全机制,任何阀门位置设置低于预设阈值将导致阀门完全关闭,防止损坏周围系统。

控制输入​​还可以包括安全电路,以确保过程设备内的安全操作条件。 例如,如果打开包含蒸汽的容器上的检修面板,则将打开联锁开关,并且可以自动关闭控制对容器的蒸汽供应的阀,从而有助于减轻任何风险。

过程控制阀

提高可靠性

许多过程控制环境为长期可靠性提供了不太理想的条件。 充满水分的气氛,腐蚀性化学品和定期冲洗都能够缩短过程控制阀的使用寿命。 致动器的潜在弱点之一是弹簧室,其中在每次阀操作时吸入大气。

一种解决方案是使用干净的仪表空气来补充弹簧腔,防止任何污染物进入。 通过将少量清洁的控制空气转移到控制头中,保持轻微的正压,从而防止空气污染物进入,从而实现简单,创新的解决方案。 这可以防止内部元件的腐蚀,并且可以在某些操作条件下显着提高可靠性和寿命。

最终,选择最合适的过程控制阀可能是一项复杂的任务,通常最好在专业知识的帮助下实现。 直接与制造商或知识渊博的分销商合作,可以优化过程控制系统,实现长期可靠性以及精确性和效率。

流程工业线人

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