Valvola di controllo a doppia sede a membrana pneumatica: struttura, principio e applicazione

Valvola di controllo a doppio sedile a diaframma pneumaticoè un componente chiave di controllo automatico ampiamente utilizzato nei sistemi di controllo di processo industriale.È preferito nelle condizioni di lavoro ad alta pressione differenziale a causa della sua struttura unica a doppia bobina e a doppio sedile, che risolve efficacemente il problema della grande forza squilibrata delle valvole a un solo posto.scenari di applicazione e limitazioni, aiuta i professionisti e gli operatori del settore ad avere una comprensione completa e fornisce un riferimento efficace per la selezione e l'applicazione.

1- Definizione di base e composizione strutturale
Come suggerisce il nome, la valvola di controllo a doppia sede a diaframma pneumatico è un tipo di valvola di controllo con due bobine e due sedili all'interno del corpo della valvola.Adotta una struttura a doppia guida e è composta principalmente da un attuatore pneumatico a diaframma a tratto rettilineo a moltiplicatore e da un corpo di valvola di controllo a doppio posto rettilineoA differenza delle normali valvole di controllo pneumatiche, la sua caratteristica principale risiede nel disegno "doppio sedile + doppia bobina",che è la chiave per realizzare una compensazione della pressione e un funzionamento stabile in condizioni di pressione differenziale elevata.
Le principali componenti strutturali sono le seguenti:
• Attuatore di diaframma pneumatico:Adotta un design a moltiplicatori, che ha i vantaggi di una struttura compatta, un peso leggero e un'azione sensibile.Il componente principale è un diaframma elastico in gomma nitrile, fissato con tessuto di poliestere rinforzatoL'aria compressa viene introdotta nella camera del diaframma per generare spinta, che supera la forza della molla per spingere il fusto della valvola a muoversi in modo lineare,realizzare l'apertura e la chiusura o la regolazione della valvolaL'intervallo di molla è di solito di 0,02~0,1 MPa o 0,04~0,20 MPa, e la pressione di alimentazione dell'aria è di 0,14~0,28 MPa, che può essere regolata in modo flessibile in base alle condizioni di lavoro.
• Corpo della valvola a doppio posto rettilineo:Il corpo della valvola è una struttura sferica fusa, con due sedili indipendenti e bobine corrispondenti all'interno.Quando la valvola è chiusa, le due bobine premono strettamente i due sedili contemporaneamente per formare una doppia tenuta, in modo da realizzare la compensazione della pressione e la chiusura della valvola.Il corpo della valvola ha una varietà di forme di connessione e opzioni di materiale, come l'acciaio al carbonio (C) e l'acciaio inossidabile (P), che possono adattarsi alle diverse caratteristiche del mezzo.
• Stampo di valvola e dispositivo di guida:Il fusto della valvola è collegato alla barra di spinta dell'attuatore e alla bobina, e la doppia struttura di guida assicura il movimento stabile della bobina, evita il blocco e migliora la precisione di regolazione.Il bastone della valvola e la barra di spinta sono generalmente realizzati in materiale 1Cr18Ni9Ti, che ha una buona resistenza alla corrosione e all'usura.

2Principio di funzionamento
Il principio di funzionamento della valvola di regolazione a doppio sedile a diaframma pneumatico si basa sul reciproco spostamento delle forze medie e sulla regolazione dell'area di flusso mediante il movimento della bobina, in particolare come segue:
Quando il sistema di controllo (come DCS, PLC) invia un segnale elettrico da 4 a 20 mA, il posizionatore della valvola converte il segnale elettrico in un segnale di pressione dell'aria proporzionale (di solito da 0,2-1,0 bar),che viene inserito nella camera del diaframma dell'attuatore pneumatico del diaframmaLa pressione dell'aria agisce sul diaframma per generare spinta, che spinge il fusto della valvola a muoversi in modo lineare, e quindi spinge le bobine superiori e inferiori a muoversi in modo sincrono.
Il fluido entra nel corpo della valvola dal lato sinistro, passa attraverso lo spazio tra i due sedili e le bobine e poi esce dal lato destro.A causa della struttura simmetrica delle bobine superiore e inferiore, la forza del mezzo che agisce sulle due bobine è in direzione opposta e può essere compensata l'una con l'altra, quindi la forza squilibrata della valvola è piccola,che consente alla valvola di funzionare in modo stabile in condizioni di grande differenza di pressione tra la parte anteriore e posteriore della valvola.
Rispetto alla valvola di comando monopolio con lo stesso diametro nominale, il flusso della valvola di comando a due sedili è più trasparente,e la sua capacità di circolazione è aumentata di circa il 20%~25%Il valore del coefficiente di portata Kv varia in funzione del diametro nominale.che può soddisfare le esigenze di grandi occasioni di regolazione del flusso.

3. Caratteristiche di prestazione
La valvola di controllo a doppio sedile a diaframma pneumatico presenta evidenti vantaggi e determinate limitazioni, che devono essere considerate in modo completo nel processo di selezione.Le sue caratteristiche principali sono le seguenti::
3.1 Vantaggi
• Piccole forze squilibrate e grande pressione differenziale ammissibile:Il reciproco spostamento della forza media sulle doppie bobine riduce notevolmente la forza squilibrata, in modo che l'attuatore non abbia bisogno di una spinta troppo grande,e la valvola può funzionare in modo stabile in condizioni di grande differenza di pressione tra la parte anteriore e posterioreLa pressione differenziale ammissibile della valvola con diametro nominale DN25 può raggiungere i 5,8 MPa, molto superiore a quella della valvola monoposto della stessa specifica.
• Grandi capacità di valvola e caratteristiche di flusso accurate:La struttura a due sedili e la progettazione ottimizzata del percorso di flusso consentono alla valvola di avere un coefficiente di flusso nominale elevato, superiore a quello della valvola monoposto dello stesso calibro.ha caratteristiche di flusso accurate, comprese le caratteristiche lineari, le caratteristiche percentuali uguali e le caratteristiche di apertura rapida, che possono realizzare una regolazione precisa del flusso medio e l'errore di base è solo dell'1,5%.
• Struttura compatta e ampia adattabilità:L'attuatore a diaframma a moltiplicatore ha una struttura compatta e un peso leggero, che è conveniente per l'installazione e lo smontaggio.tipo di folio sigillato e tipo di giacca di conservazione del calore, e la temperatura del fluido applicabile varia da -250°C a +560°C, in grado di adattarsi alle difficili condizioni di lavoro.
3.2 Limitazioni
• Grandi perdite:A causa delle caratteristiche strutturali delle bobine doppie, è difficile chiudere completamente contemporaneamente le bobine superiore e inferiore,quindi la perdita quando la valvola è chiusa è più grande di quella della valvola monopostoLa perdita è inferiore allo 0,5% del coefficiente di portata nominale Kv, che è adatto per le occasioni in cui il requisito di perdita non è rigoroso.
• Erosione grave e danni da cavitazione:Il percorso di flusso medio all'interno del corpo della valvola è relativamente complesso.il fluido ad alta velocità causerà gravi danni da erosione e cavitazione al corpo della valvola e alle bobinePer migliorare la resistenza all'usura e alla cavitazione è necessario selezionare materiali appropriati (come la superficie in lega di stellalite).
• Non adatto a supporti speciali:Non è adatto per la regolazione di supporti ad alta viscosità e contenenti fibre, poiché tali supporti bloccano facilmente il flusso tra le bobine e i sedili,che influenzano il normale funzionamento della valvola.

4. Scenari di applicazione
Sulla base delle sue caratteristiche di prestazione, la valvola di controllo a doppia sede a diaframma pneumatico è ampiamente utilizzata nei reparti di controllo industriale come petrolio, industria chimica, farmacia,metallurgia e centrali elettriche, è utilizzato principalmente per il controllo di mezzi quali gas, liquidi e vapore ed è particolarmente adatto alle seguenti occasioni:
• Occasioni con grandi differenze di pressione e requisiti di perdita non rigorosi:Ad esempio, nel regolare il flusso di condotte ad alta pressione in impianti chimici e centrali elettriche,la valvola può sopportare una grande differenza di pressione e soddisfare i requisiti di base di controllo del flusso senza requisiti rigorosi in materia di tenuta di chiusura.
• Occasioni con un elevato flusso di domanda:Come la regolazione del flusso di vapore delle caldaie delle centrali termiche, la regolazione del flusso di olio delle raffinerie di petrolio, ecc.La grande capacità di circolazione della valvola può soddisfare le esigenze di controllo dei grandi media di flusso, e garantire la stabilità del processo produttivo.
• Occasioni pulite e medie:È adatto a mezzi puliti senza impurità, fibre e altre sostanze, come acqua pura, vapore pulito, gas naturale, ecc. Può evitare blocchi di valvole e danni causati dall'inquinamento del mezzo.
In applicazioni pratiche, può essere abbinato a posizionatori intelligenti per realizzare un controllo del flusso più preciso.può realizzare una regolazione stabile del piccolo flusso (inferiore a 0.1 m3/h), garantendo il pieno svolgimento delle reazioni chimiche e la qualificazione della purezza del prodotto; nell'industria energetica,può essere utilizzato per regolare l'assunzione di vapore delle turbine a vapore in base alla domanda di carico della rete.

5. Punti chiave di selezione
Quando si sceglie una valvola di controllo a doppio sedile a diaframma pneumatico, occorre tener conto dei seguenti punti chiave per garantire la sua compatibilità con le condizioni di lavoro:
• Caratteristiche medie:Confirmare il tipo di mezzo (gas, liquido, vapore), la viscosità, la corrosività, ecc. Per i mezzi corrosivi, selezionare materiali resistenti alla corrosione come l'acciaio inossidabile; per i mezzi puliti,selezionare i nuclei e i sedili delle valvole standard.
• Condizioni di lavoro:Determinare la differenza di pressione tra la parte anteriore e posteriore della valvola, la portata, la temperatura di funzionamento e altri parametri, selezionare il diametro nominale appropriato, la pressione nominale (PN1.6, 4.0, 6,4 MPa) e tipo di valvola (come il tipo di mantello di conservazione del calore per mezzi ad alta temperatura) in base ai parametri.
• Requisito di perdita:Se l'occasione prevede requisiti rigorosi in materia di perdite (ad esempio perdite zero), la valvola di controllo a doppio sedile a diaframma pneumatico non è adatta;e si deve invece scegliere una valvola monoposto o altri tipi di valvole di controlloSe il requisito di perdita non è rigoroso, può essere preferito in considerazione della sua elevata resistenza alla pressione differenziale e della grande capacità di flusso.
• Selezione dell'attuatore:Selezionare l'attuatore del diaframma a moltiplicatore appropriato in base alla spinta richiesta e confermare l'intervallo della molla e la pressione di alimentazione dell'aria per garantire l'azione sensibile della valvola.Per occasioni di alta pressione differenziale e di grande calibro, un attuatore a doppia testa di diaframma può essere selezionato per migliorare la spinta.

6. Riassunto
La valvola di controllo a doppio sedile a diaframma pneumatico è un'importante valvola di controllo industriale con caratteristiche di piccola forza squilibrata, grande pressione differenziale ammissibile,grande capacità di flusso e regolazione accurataRisolve il problema della difficile regolazione delle valvole monosede in condizioni di pressione differenziale elevata ed è ampiamente utilizzata in vari settori industriali.occorre notare che ha la limitazione di grandi perdite e non è adatto per supporti speciali e occasioni con requisiti di spegnimento rigorosi.
Nel processo di applicazione effettivo, selezionando in modo ragionevole le specifiche della valvola, il materiale e l'attuatore e combinandole con le specifiche condizioni di lavoro,l'effetto di controllo ottimale può essere raggiunto, la stabilità e l'affidabilità del processo di produzione industriale possono essere garantite e l'efficienza della produzione può essere migliorata.la valvola di controllo a doppia sede a diaframma pneumatico sarà ulteriormente ottimizzata nella struttura e nelle prestazioni, e svolgono un ruolo più importante nel controllo industriale.