Гидравликалық техниктер «инелер клапанын қысымды реттей алады» деп сұрағанда, олар көбінесе олардың жүйелік дизайнында практикалық мәселеге тап болады. Қысқа жауап иә, ине қақпағы қысым төмендейді, бірақ қысымның төмендеуі үшін, әр инженерді қысымсыз бақылау үшін, әр инженердің түсінуі керек. Ұзақ жауап «реттеу» сұйықтықты бақылауда нені білдіретінін түсінуді қамтиды.
Сұрақты түсіну: «Реттеу» нені білдіреді?
Инелер клапанының қысымды реттей алатындай шатасуы «реттелетін» сөзінің әр түрлі түсіндірмелерінен қысымды реттей алады. Күнделікті тілде, егер сіз инелер клапанын бұрып, төмендегі қысымды оқуды оқуды өзгертуді көрсеңіз, бұл ереже сияқты. Бірақ басқару жүйелерінің инженериясында нақты қысымды реттеу нақты техникалық анықтамаға ие: кіріс қысымының немесе төменгі ағынның өзгеруіне қарамастан тұрақты розетканы ұстап тұру мүмкіндігі.
Инелер клапаны механикалық шектеулер арқылы қысым төмендейді. Сығылған бағаналы позицияны реттеген кезде, сіз ағын аймағын өзгертесіз, сондықтан ағын коэффициенті (CV мәні). Бұл шектеу тұрақты қысымды кинетикалық энергияға түрлендіреді және ақыр соңында турбулентті диссация арқылы жылумен айналады. Клапанның қысымының төмендеуі δp ағынның квадратына пропорционалды болғандықтан, іргелі қатынастарға сәйкес келеді. Бұл дегеніміз, инелер клапаны электр жүйесіндегі реостатқа ұқсас сұйықтық тізбегінің айнымалы резисторы ретінде функцияларды білдіреді.
Негізгі проблема:Бұл пассивті қарсылыққа қатысты мәселе жүйенің шарттары өзгерген кезде айқын болады. Егер сіздің төменгі ағындық жабдық ағынның шығынын екі есе азайтса, инелер клапанының қысымының төмендеуі бастапқы мәнінің төрттен біріне дейін төмендейді (0,5² = 0.25-тен). Бұл төменгі қысым едәуір көтеріледі дегенді білдіреді. Нағыз қысым реттегіші оның ашылуын осы ағынның өзгеруіне өтем және SetPoint қысымын сақтау үшін автоматты түрде реттейді.
Инелер клапандары қалай жұмыс істейді
Инелер клапанын басқарудың дәлдігі оның механикалық геометриядан келеді. Ағынның жолын тез ашу үшін сфераны айналдыратын доптық клапандардан айырмашылығы, инелер клапандары бұралған плунгерді («ине») сәйкес келетін орынға итермелейтін бұрандалы бағанды пайдаланады. Бұл ағын аймағы біртіндеп өсумен біртіндеп жоғарылатылған дақтарды тудырады.
Тікелей эфир мен ағын аймағының байланысы сызықты емес, бірақ жоғары бақыланбайды. Конус бұрышы бар инелер үшін θ және орындық диаметрі D, инелере иненің қашықтықтағы қашықтықта жүреді. Жіңішке жіптер (бір дюймге немесе жұқа) (дюймге 40 жіптер) бірнеше тұтқаның айналуы инелердің ұштарының кішкене тік ығысуын шығарады дегенді білдіреді. Бұл механикалық қысылу коэффициенті дегеніміз - инелердің клапандары Excel бағдарламасының Excel бағдарламасы басқа қолмен клапан түрлерімен салыстырғанда жұқа ағындарды реттеу кезінде.
Клапанның корпусының ішінде сұйықтық аз көлденең қимасы арқылы (Вена келісімшарты) жылдамдайды, мұнда жылдамдық шыңдары мен статикалық қысым Бернуллидің принципіне сәйкес төмендейді. Бұл қысымның кейбіреуі ағындық жолды ағызады, бірақ кинетикалық энергияның көп бөлігі турбулентті араластыру және үйкеліс арқылы жылумен айналады. Бұл энергияның қайтымсыз жоғалуы инженерлердің клапанның ішінде өлшейтін тұрақты қысым түсіреді.
Қолданылған инемен геометрия бақылау сипаттамалары үшін айтарлықтай маңызды. V-тәрізді бағандар салыстырмалы түрде сызықтық ағынмен, бағаналы күйге келтірілген, қысым түзетуі болжалды және тұрақты. Керісінше, десан немесе допқа бағытталған инелерде тез ашылатын сипаттамаларға ие, мұнда кіші бастапқы қозғалыс үлкен ағын өзгереді. Бұл оларды жұқа қысыммен басқаруға жарамсыз етеді, өйткені кішкентай түзетулер күрт қысымның өзгеруіне әкеледі.
ဖြစ်နိုင်သောအကြောင်းရင်းများ -
Инелер клапаны мен қысым реттегішінің фундаменталдығы бақылау теориясында жатыр. Инелер клапаны кері байланыс механизмі жоқ ашық циклдік жүйе ретінде жұмыс істейді. Сіз бағанның орнын орнатасыз (енгізу), ал жүйе ағымдағы ағынның жағдайлары негізінде шығыс қысымын шығарады, бірақ автоматты түзетулер енгізу үшін сенсорлық бақылау жоқ.
Қысым реттегіші механикалық кері байланыс арқылы жабық басқаруды жүзеге асырады. Реттеуші корпусының ішінде диафрагма немесе поршень төмен қысымды сезінеді және оны SetPoint ұсынатын көктемгі күшке салады. Төменгі қысым SetPoint астынан төмен түсіп болған кезде, серіппелі көктем ағын ұлғайту үшін клапан элементін ашады. Қысым SetPoint-тің қысымын жоғарылатқан кезде, технологиялық сұйықтық клапанды жабу үшін көктемге қарсы артқа итереді. Бұл теріс кері байланыс ілмекі клапан орнын үнемі реттеледі, бұл бұзылуларға қарамастан тұрақты розетканы ұстап тұру үшін.
| Тән | Инелер клапаны | Қысым реттегіші |
|---|---|---|
| Басқару түрі | Ашық ассоциацияның пассивті қарсылығы | Кішкентай түйіндеме демпингті барынша арттыру үшін |
| Сіз не орнатқансыз | Ағын коэффициенті (түйіндеме) | Мақсатты қысым (PESE) |
| Кіріс қысымының жоғарылауына жауап | Розетканың қысымы пропорционалды түрде жоғарылайды | Клапан сақтау нүктесін сақтау үшін жабылады |
| Ағынның төмендеуіне жауап | Розетка қысымы айтарлықтай көтеріледі | Клапан сақтау нүктесін сақтау үшін жабылады |
| Нөлдік ағын (өлі бас) мінез-құлық | Розетка кірістіруге тең (оқшауланбайды) | SetPoint үшін жабылған клапан құлыптары |
| Типтік қысым дәлдігі | Ағынның өзгеруімен ± 20% немесе одан да нашар | Дұрыс өлшеммен ± 2% |
Бұл кестеде инелер клапандары сыни қосымшаларда қысым реттегіштерін алмастыра алмайтындығын көрсетеді. Кері байланыс болмауы инелер клапанын жоғары қысымды жоғарылатуға қарсы «кері күресу» механизмі жоқ немесе төменгі ағыс жүктеме өзгерістерін өтеудің механизмі жоқ. Клапан тек қолмен кез-келген ағынды шектеуді сақтайды, ал нәтиже беретін қысым жүйе физикасы дұрылғанына қарамастан.
Инелер клапандары қысымды басқара алады (тиімді)
Олардың шектеулеріне қарамастан, инелер клапандары, олардың пассивті табиғаты артықшылыққа ие болған нақты жүйелік архитектуралардағы қысымды сәтті бақылайды. Бұл қосымшалар жалпы сипаттаманы ортақ пайдаланады: ағын өте тұрақты немесе қысымның өзгеруі оператордың қасақана және бақыланатынын білдіреді.
Иненің клапандарының себебі ағынға тәуелсіз қысымды шынымен реттей алмайды, бұл сұйық сұйықтық механикасынан шыққан. Кез-келген шектеуден қысымның төмендеуі энергияны үнемдеуден туындайды. Сұйықтық тар инфекцияның таралуын тездеткен кезде, статикалық қысым энергиясы кинетикалық энергияға (жылдамдыққа) өзгереді. Майлы үйкеліссіз ағындарда бұл қысым жылдамдық төмендейді. Алайда, нақты сұйықтық турбулентті араластыру және тұтқыр үйкелгіні бастайды, бұл кинетикалық энергияны жылумен айналдырады.
Қысымды тегістеу басқа заңды қысымын бақылауды білдіреді. Біріктіретін сорғылар тербелістерді терімдеуге инеденс әкелетін жоғары жиілікті қысымды пульсациялар шығарады. Қысым гаузасы төмен өту сүзгісін жасар алдында инемен клапанын орнату. Бұрттың түтікшесінің дефляциясы үшін қажетті ұсақ көлемге тек ұсақ дыбыс деңгейіне шектеу арқылы инелер клапанының клапаны тез қысымды күшейтеді. Операторлар демпфир деңгейінің жергілікті жердегі деңгейден сақтай алады, бұл оқу тұрақтылығынан жауап беру жылдамдығын реттейді.
Тұрақты жылдамдықты ығыстыру жүйелеріндегі сорапты айналып өтуді басқару үшін инелер клапаны басқа рөл атқарады. Негізгі разряд сызығын (сорғышты шамадан тыс жүктейтін), инженерлер жоғары қысымды сорудан жоғары қысымды ағынмен кіретін иннергетиктер параллель айналма жолмен параллель айналма жолды орнатады. Айналмалы клапанды ашу процеске таза ағынды тиімді азайтады. Жүктеме салыстырмалы түрде тұрақты жүйелерде бұл әдіс басқарылатын ішкі қайта айналым арқылы жұмыс қысымын дәлдеуге мүмкіндік береді. Инелер клапандарының жоғары ажыратымдылығы микро-өзгерістерді клапанның клапан түрлерімен мүмкін емес етеді.
Өлген басы: Неліктен инелер клапандары шынайы реттегіштер ретінде сәтсіздікке ұшырайды
5-40% ашық (оператор реттейді)
Өлі басы сынақ қысыммен бақылау үшін инелер клапандарының негізгі қауіпсіздігін шектейді. Өлі басы төмен ағын толығымен тоқтайтын жағдайға қатысты. 100 жолақтың қысымы 100 бар, тек 50 жолаққа арналған жабдыққа инелер клапаны арқылы берілетін жүйені қарастырыңыз.
Қалыпты жұмыс кезінде сіз 50 штрих-ді құра аласыз. Бірақ ағынды ағын тоқтаған кезде (Q = 0), қысым тамшысы жоғалады.Толық 100 барғы кіріс қысымы бірден төмен қарай таралады, ықтимал төменгі жабдықты жарып жіберу. Ине клапанының бұл мен жабылу механизмі жоқ.
Бұл сәтсіздік режимі ақаулық емес, негізгі физика емес. Ине клапанының ағымдағы қысымды және жақын арылуының механизмі жоқ. Ол салдарларға қарамастан, сіз орнатқан кез-келген ағын аймағын сақтайды. Керісінше, қысымды төмендететін реттегішті төмендететін реттегішті төмен қаратып, төмен қаратып, қысым жақындаған сайын, нөлдік ағындармен де қысымға қол жеткізу (толығымен жабу). Реттеушінің интегралдық кері байланыс механизмі қатаң қорғауды қамтамасыз етеді.
Өлі бастың сценарийі сығылған газ жүйелерінде ерекше қауіпті болады. Техника 150 PSIG үшін жасалған реакциялық ыдысты беру үшін жоғары қысымды азот цилиндріне (2200 PSIG) инемен клапанын ішінара ашуға болады. Егер кеменің кіріс клапаны инелер клапаны ашық болған кезде қандай да бір себептермен жабылса, кеме бірден асып кетеді. Төменгі ағынды жүйеде қысымға қарсы құрал болмаса, апаттық сәтсіздікке ұшырайды.
Сондықтан ASME B31.3 сияқты өнеркәсіптік стандарттар және қауіпсіздік кодтары, егер жоғары қысымды төмендету үшін бастапқы қысымды азайту үшін қажетті қысымды төмендететін реттегіштерді (инелер клапандары емес) қажет етеді, онда артық қысым маңызды қауіп туғызады. Инелер клапандары реттеушілерді ұсақ реттеу үшін толықтыра алады, бірақ оларды қауіпсіздікті қиындататын бақылау үшін алмастыра алмайды.
Қысымды бақылаудағы инелер клапандарына дұрыс қосымшалар
Жүйелік архитектурада инелер клапандарының шектеулері болған кезде, бұл құрылғылар құнды дәл құралдарға айналады. Кілт - бұл жүйені құрылымдау, сондықтан ағын салыстырмалы түрде тұрақты болып қалады немесе клапанды қолмен реттеуге болады.
Бақыланатын желдету және қан кету әрекеттері ине клапанының тамаша қосымшаларын ұсынады. Техникалық қызмет көрсету алдында жоғары қысымды жүйені депрессияға ұшыратқан кезде, доп клапанын ашқан кезде шу, эрозия және палаталар үшін қауіпті жоғары жылдамдықты разряд жасайды. Ине клапаны қауіпсіз тарифтер бойынша бақыланатын қысымның шығарылуына мүмкіндік береді. Жылу газын кеңейту (Джоуль-Томсонның салқындауы) жылу соққыларының алдын алу үшін операторлар біртіндеп клапанды ашады, қысым көрсетіледі. Бұл бағдарлама қолмен басқаруды қабылдайды, өйткені процесс уақытша және оператор басқарады.
Қысым құралдары үшін блок-мен қан кетулер үшін, қан кететін клапан (әдетте инелер клапаны) бақыланатын қысымның теңделуіне және желдетуді қамтамасыз етеді. Қысым таратқышын алып тастамас бұрын, техниктер оны процесстен оқшаулайтын блок-клапандарды жабыңыз, содан кейін атмосфераға немесе контейнерлік жүйеге, контурлялы қысымға дейін инелер клапанын жайлап ашыңыз. Инелер клапанының тамаша бақылауы нәзік құралдарды зақымдауы мүмкін кенеттен қысымның жоғарылауына жол бермейді.
Қысым демпферлер инелер клапанын реттеуден пайда көреді. Тіркелген, сюжеттер көптеген қосымшаларда, инелер клапандарында жеткілікті жұмыс істейді, ал инелердің сұйықтықты және импульстің жиіліктеріне демпфирленуге мүмкіндік береді. Тұтқырлы сұйылтқыштарды қолданатын гидравликалық жүйелер (температураның өзгеруі маңызды болған жағдайда), өйткені операторлар тәулік бойы жұмыс істемеуі ретінде демпферді қайта оңтайландыруы мүмкін.
Кейбір ағындарды басқару қосымшалары инелік клапандар арқылы қысымды бақылауға қол жеткізеді. Мұнда әрбір подшипникке арналған майлау жүйелерінде жалпы жеткізілім қысымын қажет етеді, әр подшипниктік жемшөптерде әр подшипниктік жемшөптер ағындар дәл ағынды дәл көрсетеді. Мойынтірекке арналған шектеулер салыстырмалы түрде тұрақты, ағынын орнату әр арна желісіндегі жоғары қысымды орнатады. Бұл таратылған есептеу әдісі әр нүктеде жеке қысым реттегіштерімен қол жеткізуге қымбат болатын икемділікті қамтамасыз етеді.
Салауаттылық және таңдау
Инелер клапаны дұрыс таңдау тек сәйкес келетін құбырдың мөлшерін емес, қажетті түйіндемені есептеуді талап етеді. Түйіндеме коэффициенті ағынның сыйымдылығын білдіреді: бір түйіндеме бір галлоннан 60 ° F дейін бір галлдан өтеді, бір PSI қысымының төмендеуі. Сұйық қызметі үшін қатынасQ = CV √ (δP / SG), мұндағы Q GPM-де ағып жатыр, δP PSI-де қысым төмен, ал SG - бұл ауырлық күші.
Сыни дизайн жағдайына қайта қарау:CV = Q / √ (δP / SG). Қалыпты жұмыс ағындарында және қалаған қысымның төмендеуі кезінде түйіндемеңізді есептеңіз, содан кейін бұл есептелген түйіндеме клапанның толық ашық түйіндемесінің 20-80% сәйкес келетін клапанды таңдаңыз. 20% -дан төмен жұмыс істеу Тәуекелдерді ашуға арналған эрозиясы жоғары жылдамдыққа ұшырады. 80% -дан жоғары жұмыс істеп, ашылу жағдайы бақылауды жоғалтады, өйткені инелер орнынан алынды.
| Қолданба түрі | Ұсынылатын жұмыс ауқымы | Сыни таңдау факторы |
|---|---|---|
| Қысымды тегістеу | 10-30% ашық (жоғары шектеулер) | Кішкентай түйіндеме демпингті барынша арттыру үшін |
| Ағын есептеу | 20-60% ашық | Болжамды реттеу үшін сызықты баған |
| Айналым қысымын бақылау | 20-60% ашық | CV сәйкестендіру сорғысының айналмалы ағыны |
| Бақыланатын желдету | 5-40% ашық (оператор реттейді) | Баяу ашуға арналған тамаша жіптер |
Материалдарды таңдау Қысымды бақылау және ұзақ өмір сүру. Сұйық қызметіне жоғары қысымды тамшылар үшін кавитация вена келісімшарттарындағы қысым будың қысымынан төмен түскен кезде алаңдатады. Түстерлер пайда болады, содан кейін төменгі ағынмен құлап, дәл инені және орындық беттерін тазартады. Стелит (кобальт-хром қоспасы) сияқты қатты материалдар, отыру беттерінде кавитацияға қарсы тұрады, тек тот баспайтын болаттан жасалған.
Үлкен қысыммен газбен бірге, joule-thomson effect ылғалдандырып, ылғалдандырылуы немесе эластомердің тығыздағыштарын сындыруға болатын температураның тамшыларын тудырады. PEEK немесе PCCFE жұмсақ орындықтары стандартты эластомерлерге қарағанда жоғары қысымды рейтингтерді сақтау кезінде PTFE-ге қарағанда төмен температурада жұмыс істейді. Төтенше жағдайлар үшін, қатты орындары бар барлық металл конструкциясы төмен қысымдармен тығыздалғандықтан, тығыздаудың төмендеуіне қарамастан қажет болады.
Бақылау тұрақтылығы үшін ағынды таңдау мәселелері. Жұқа ағындар (бір дюймге немесе ауруға 32 жіп) қысымды реттеу үшін жоғары ажыратымдылықты қамтамасыз етеді, бірақ айтарлықтай өзгерістер енгізу үшін көбірек өңдеуді қажет етеді. Дөрекі жіптер тез реттеуге мүмкіндік береді, бірақ жақсы бақылауды құрбан етеді. Қажетті қысымға арналған қосымшалар үшін тұрақты жиынтық құралдарын қажет ететін қолданбалар, құлыптау тұтқалары немесе калибрленген индикаторлары бар ұсақ жіптер анықтамалық операторларға нақты позицияларға қайта оралады.
Физиканы түсіну: неге ағындар мен қысым байланыстырады?
Иненің клапандарының себебі ағынға тәуелсіз қысымды шынымен реттей алмайды, бұл сұйық сұйықтық механикасынан шыққан. Кез-келген шектеуден қысымның төмендеуі энергияны үнемдеуден туындайды. Сұйықтық тар инфекцияның таралуын тездеткен кезде, статикалық қысым энергиясы кинетикалық энергияға (жылдамдыққа) өзгереді. Майлы үйкеліссіз ағындарда бұл қысым жылдамдық төмендейді. Алайда, нақты сұйықтық турбулентті араластыру және тұтқыр үйкелгіні бастайды, бұл кинетикалық энергияны жылумен айналдырады.
Бұл энергияның жоғалуының ауқымы ағын жылдамдығы квадраттарына байланысты, сондықтан қысымның төмендеу теңдеуі Q² құрамында болады. Ағындық мөлшерлемені екі есе арттырыңыз, ал қысым төмендеуі төрт есе артады. Бұл квадрат қарым-қатынас иненің клапанының қысымының төмендеуін ағынды өзгерістерге өте сезімтал етеді. Төмен ағынның төмендеуіндегі немесе жоғары ағынды қысымдағы кішкене вариациялар да, бұл қысымның төмендеуі маңызды қысымның өзгеруіне әкеледі.
Тікелей эфир мен ағын аймағының байланысы сызықты емес, бірақ жоғары бақыланбайды. Конус бұрышы бар инелер үшін θ және орындық диаметрі D, инелере иненің қашықтықтағы қашықтықта жүреді. Жіңішке жіптер (бір дюймге немесе жұқа) (дюймге 40 жіптер) бірнеше тұтқаның айналуы инелердің ұштарының кішкене тік ығысуын шығарады дегенді білдіреді. Бұл механикалық қысылу коэффициенті дегеніміз - инелердің клапандары Excel бағдарламасының Excel бағдарламасы басқа қолмен клапан түрлерімен салыстырғанда жұқа ағындарды реттеу кезінде.
Сығылатын ағын (газ қызметі) қосымша күрделілікті енгізеді. Қысым төмендеуі абсолютті кіріс қысымының шамамен 50% -ынан асқан кезде, ағын Вена келісімшартында тұншығып кетеді. Төменгі ағынды қысымды одан әрі азайту ағынды кетірмейді, өйткені шектеулерде шектеулер Sonic жылдамдығына жетеді. Бұл сыни ағымның жағдайы дегеніміз, қысым-ағынмен байланыс кейіпкердің қысым қатынасына байланысты өзгереді, инелер клапанының мінез-құлқын өзгерту әр түрлі жағдайда да аз болады.
Дұрыс таңдау жасау: шешім жақтауы
«Инелер клапанын» нақты қосымшаларда «инелер клапанын реттей алады» деген сұраққа қарайтын инженерлер үшін жауап инелер клапанының сипаттамаларына қарсы жүйелік талаптарды мұқият талдауға байланысты. Бағдарламаның қандай қысымын бақылауды анықтаудан бастаңыз.
Егер сіз жоғары ағынды қысыммен төмендеме алуыңыз керек болса, ± 2% шегінде, төмен ағынды қысымға немесе төмен ағынды тұтынуды өзгертіңіз, сізге жабық ілмекті басқару бар қысым реттегіші қажет. Диафрагманың немесе поршене сезімталның қосымша құны қолмен алмастыра алмайтын маңызды автоматты өтемақы ұсынады. Қауіпсіздік-маңызды қосымшалар, онда шамадан тыс қысым жабдықтарға немесе персоналға қауіп төндіретін қолданбалы қолданбалар, олардан бас тарту қабілеттілігімен шынайы қысымды реттеуді қажет етеді.
Егер сіздің өтінішіңіз тұрақты күйде болса, онда ағын тұрақты болып тұрады және сіз шарттар өзгерген кезде қолмен реттеуді қабылдай аласыз, инелер клапаны дұрыс және үнемді болуы мүмкін. Зертханалық зерттеу стендтері, пилоттық қондырғылар және жетекшілік ететін процестер көбінесе осы санатқа сәйкес келеді. Инелер клапанының механикалық қарапайымдылығы серіппелі реттегіштерге қарағанда сәтсіздіктердің және оңай техникалық қызмет көрсетуді білдіреді.
Қысымды реттеуді де, ағынмен есептеуді қажет ететін қосымшалар үшін, инелер клапанының жоғарғы ағысының қысым реттегішін біріктіру оңтайлы басқаруды қамтамасыз етеді. Реттеуші инелер клапанына инелер клапанына тұрақты кіріс қысымын қолдайды, ал инелер клапаны инстальды клапанның дәл ағынын қамтамасыз етеді. Бұл серияны ұйымдастыру сізге қысым мен ағынға тәуелсіз бақылау береді, бұл газ араластыру немесе хроматография сияқты қосымшаларда құнды.
Инелер клапанының жүйеңіздегі қысымды реттейтінін ескерген кезде, «мүмкін» және «болуы» және «мүмкін» әр түрлі сұрақтар. Инелер клапаны қысымның төмендеуін жасай алады және көптеген жағдайларда қол қысықтығына қол жеткізуге мүмкіндік береді. Қысым реттегішін ауыстыру керек пе, қолданбаңыздың ашық циклді пассивті бақылаудың өзіне тән шектеулерге төзімділігі немесе жабық циклді реттеудің автоматты өтемдіктері мен қауіпсіздік ерекшеліктерін талап ететініне байланысты. Осы ерекшелікті түсіну құзыретті сұйықтықты дизайнды қымбат қателіктерден бөледі.
