Van điều khiển ghế hai chở khí nénlà một thành phần điều khiển tự động quan trọng được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển quy trình công nghiệp.Nó được ưa thích trong điều kiện làm việc áp suất chênh lệch cao do cấu trúc đôi và ghế đôi độc đáo của nó, giải quyết hiệu quả vấn đề của lực không cân bằng lớn của van một chỗ ngồi.kịch bản ứng dụng và giới hạn, giúp các chuyên gia và các chuyên gia trong ngành có sự hiểu biết toàn diện và cung cấp tài liệu tham khảo hiệu quả để lựa chọn và áp dụng.
1Định nghĩa cơ bản và cấu trúc
Như tên gọi cho thấy, van điều khiển hai chỗ đệm khí nén là một loại van điều khiển với hai cuộn và hai chỗ ngồi bên trong thân van.Nó áp dụng một cấu trúc dẫn đường kép và chủ yếu bao gồm một thiết bị điều khiển ống kính khí nén thẳng nhiều mùa xuân và một thân van điều khiển thẳng qua hai chỗ ngồi. Khác với van điều khiển khí thông thường, đặc điểm cốt lõi của nó nằm trong thiết kế "nằm đôi + cuộn kép",là chìa khóa để thực hiện bù áp suất và hoạt động ổn định trong điều kiện áp suất khác biệt cao.
Các thành phần cấu trúc chính là như sau:
• Máy vận hành khẩu phần khí:Nó áp dụng một thiết kế đa mùa xuân, có những lợi thế của cấu trúc nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ và hành động nhạy cảm.Các thành phần cốt lõi là một ngăn chắn đàn hồi được làm bằng cao su nitrile kẹp bằng vải polyester tăng cườngKhông khí nén được đưa vào buồng mạc để tạo ra lực đẩy, vượt qua lực của lò xo để thúc đẩy thân van di chuyển tuyến tính,nhận ra việc mở và đóng hoặc điều chỉnh vanPhạm vi mùa xuân thường là 0,02 ~ 0,1MPa hoặc 0,04 ~ 0,20MPa, và áp suất cung cấp không khí là 0,14 ~ 0,28MPa, có thể được điều chỉnh linh hoạt theo điều kiện làm việc.
• Cơ thể van ghế đôi thẳng qua:Cơ thể van là một cấu trúc hình cầu đúc, với hai chỗ ngồi độc lập và cuộn phù hợp bên trong.Khi van đóng, hai cuộn nén chặt chẽ trên hai chỗ ngồi cùng một lúc để tạo thành niêm phong kép, để nhận ra bù áp suất và van đóng.Cơ thể van có nhiều hình thức kết nối và các tùy chọn vật liệu, chẳng hạn như thép carbon (C) và thép không gỉ (P), có thể thích nghi với các đặc điểm môi trường khác nhau.
• Cây van và thiết bị hướng dẫn:Cây van được kết nối với thanh đẩy động cơ và cuộn, và cấu trúc hướng dẫn kép đảm bảo chuyển động ổn định của cuộn, tránh tắc nghẽn và cải thiện độ chính xác điều chỉnh.Cây van và thanh đẩy thường được làm bằng vật liệu 1Cr18Ni9Ti, có khả năng chống ăn mòn tốt và chống mòn.
2Nguyên tắc làm việc
Nguyên tắc hoạt động của van điều khiển ghế đệm khí nén dựa trên sự thay đổi lẫn nhau của lực trung bình và điều chỉnh diện tích dòng chảy bằng cách di chuyển cuộn, cụ thể như sau:
Khi hệ thống điều khiển (như DCS, PLC) gửi tín hiệu điện 4-20mA, thiết bị định vị van chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu áp suất không khí tỷ lệ (thường là 0,2-1,0bar),được đưa vào buồng khẩu khẩu phần của thiết bị điều khiển khẩu phần khí nénÁp suất không khí hoạt động trên mảng ngăn để tạo ra lực đẩy, điều này thúc đẩy thân van di chuyển tuyến tính, và sau đó thúc đẩy các cuộn trên và dưới di chuyển đồng bộ.
Các chất lỏng chảy vào thân van từ phía bên trái, đi qua khoảng cách giữa hai chỗ ngồi và cuộn, và sau đó chảy ra từ phía bên phải.Do thiết kế đối xứng của cuộn trên và dưới, lực của môi trường hoạt động trên hai cuộn là đối diện theo hướng và có thể được bù đắp lẫn nhau, do đó lực không cân bằng của van là nhỏ,cho phép van hoạt động ổn định trong điều kiện chênh lệch áp suất lớn giữa phía trước và phía sau van.
So với van điều khiển một chỗ với đường kính danh nghĩa tương tự, đường lưu lượng của van điều khiển hai chỗ không bị cản trở hơn,và khả năng lưu thông của nó tăng khoảng 20% ~ 25%Giá trị hệ số dòng chảy Kv thay đổi theo đường kính danh nghĩa. Ví dụ, giá trị Kv của van có đường kính danh nghĩa DN25 là 4 và của DN200 là 630,có thể đáp ứng nhu cầu của các trường hợp điều chỉnh dòng chảy lớn.
3Đặc điểm hiệu suất
Van điều khiển ghế đệm khí nén đôi có những lợi thế rõ ràng và một số hạn chế nhất định, cần phải được xem xét toàn diện trong quá trình lựa chọn.Các đặc điểm hiệu suất chính của nó là như sau::
3.1 Ưu điểm
• Lực không cân bằng nhỏ và áp suất chênh lệch lớn:Sự thay đổi lẫn nhau của lực trung bình trên các cuộn kép làm giảm đáng kể lực không cân bằng, do đó động cơ không cần lực đẩy quá lớn,và van có thể làm việc ổn định trong điều kiện của sự khác biệt áp suất lớn giữa phía trước và phía sauÁp suất chênh lệch cho phép của van có đường kính danh nghĩa DN25 có thể đạt 5,8MPa, cao hơn nhiều so với van một chỗ của cùng một thông số kỹ thuật.
• Công suất van lớn và đặc điểm dòng chảy chính xác:Cấu trúc hai chỗ ngồi và thiết kế dòng chảy tối ưu hóa làm cho van có hệ số dòng chảy lớn, lớn hơn so với van một chỗ ngồi của cùng một caliber.nó có đặc điểm dòng chảy chính xác, bao gồm các đặc điểm tuyến tính, các đặc điểm tỷ lệ tương đương và các đặc điểm mở nhanh, có thể thực hiện điều chỉnh chính xác dòng chảy trung bình và lỗi cơ bản chỉ 1,5%.
• Cấu trúc nhỏ gọn và khả năng thích nghi rộng rãi:Máy phun đa-băng có cấu trúc nhỏ gọn và trọng lượng nhẹ, thuận tiện để lắp đặt và tháo rời.loại niêm phong kín và loại bảo quản nhiệt áo khoác, và nhiệt độ chất lỏng áp dụng dao động từ -250 °C đến +560 °C, có thể thích nghi với điều kiện làm việc khắc nghiệt.
3.2 Những hạn chế
• Sự rò rỉ lớn:Do các đặc điểm cấu trúc của cuộn kép, rất khó để cuộn trên và dưới đóng hoàn toàn cùng một lúc,do đó, rò rỉ khi van được đóng là lớn hơn so với van một chỗ ngồiSự rò rỉ dưới 0,5% của hệ số dòng chảy Kv, phù hợp với các trường hợp mà yêu cầu rò rỉ không nghiêm ngặt.
• Sự xói mòn nghiêm trọng và thiệt hại do cavitation:Con đường dòng chảy trung bình bên trong thân van là tương đối phức tạp.chất lỏng tốc độ cao sẽ gây xói mòn nghiêm trọng và hư hỏng cavitation cho thân van và cuộnCần phải chọn vật liệu thích hợp (như bề mặt hợp kim stellite) để cải thiện khả năng chống mài mòn và chống hốc.
• Không phù hợp với phương tiện truyền thông đặc biệt:Nó không phù hợp với việc điều chỉnh các phương tiện truyền thông độ nhớt cao và phương tiện truyền thông có chứa sợi, vì các phương tiện truyền thông như vậy dễ dàng chặn đường chảy giữa cuộn và ghế,ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của van.
4. Các kịch bản ứng dụng
Dựa trên đặc điểm hiệu suất của nó, van điều khiển ghế đệm khí nén đôi được sử dụng rộng rãi trong các phòng điều khiển công nghiệp như dầu mỏ, ngành công nghiệp hóa học, dược phẩm,kim loại và nhà máy điện, và chủ yếu được sử dụng để điều khiển các phương tiện như khí, chất lỏng và hơi nước. Nó đặc biệt phù hợp với các trường hợp sau:
• Các trường hợp có sự khác biệt áp suất lớn và yêu cầu rò rỉ không nghiêm ngặt:Ví dụ: trong điều chỉnh dòng chảy của đường ống áp suất cao trong nhà máy hóa học và nhà máy điện,van có thể chịu được sự khác biệt áp suất lớn và đáp ứng các yêu cầu cơ bản về kiểm soát dòng chảy mà không có yêu cầu nghiêm ngặt về độ kín khi tắt.
• Các trường hợp có nhu cầu lưu lượng lớn:Ví dụ như điều chỉnh dòng chảy hơi nước của nồi hơi nhà máy nhiệt điện, điều chỉnh dòng chảy dầu của nhà máy lọc dầu, v.v.Khả năng lưu thông lớn của van có thể đáp ứng nhu cầu của điều khiển phương tiện lưu lượng lớn, và đảm bảo sự ổn định của quá trình sản xuất.
• Các trường hợp trung bình sạch:Nó phù hợp với môi trường sạch không có tạp chất, sợi và các chất khác, chẳng hạn như nước tinh khiết, hơi nước sạch, khí tự nhiên, vv Nó có thể tránh tắc nghẽn van và thiệt hại do ô nhiễm môi trường.
Trong các ứng dụng thực tế, nó có thể được kết hợp với các thiết bị định vị thông minh để thực hiện kiểm soát dòng chảy chính xác hơn.nó có thể nhận ra điều chỉnh ổn định của dòng chảy nhỏ (dưới 0.1m3/h), đảm bảo sự tiến triển đầy đủ của các phản ứng hóa học và trình độ tinh khiết của sản phẩm; trong ngành công nghiệp điện,nó có thể được sử dụng để điều chỉnh lượng hơi hấp của tuabin hơi để phù hợp với nhu cầu tải lưới.
5Các điểm chọn chính
Khi lựa chọn van điều khiển lắp hai chỗ ngồi khí nén, các điểm chính sau đây nên được tập trung để đảm bảo rằng nó tương thích với điều kiện làm việc:
• Đặc điểm trung bình:Xác nhận loại môi trường (khí, chất lỏng, hơi nước), độ nhớt, ăn mòn, v.v. Đối với môi trường ăn mòn, chọn vật liệu chống ăn mòn như thép không gỉ; cho môi trường sạch,chọn lõi và chỗ ngồi van tiêu chuẩn.
• Điều kiện làm việc:Xác định sự khác biệt áp suất giữa phía trước và phía sau van, tốc độ dòng chảy, nhiệt độ hoạt động và các thông số khác, chọn đường kính danh nghĩa thích hợp, áp suất danh nghĩa (PN1.6, 4.0, 6,4MPa) và loại van (như loại bảo quản nhiệt áo khoác cho môi trường nhiệt độ cao) theo các thông số.
• Yêu cầu rò rỉ:Nếu trường hợp có các yêu cầu nghiêm ngặt về rò rỉ (chẳng hạn như không rò rỉ), van điều khiển hai chỗ ngồi chở khí không phù hợp,và thay vào đó nên chọn van một chỗ hoặc các loại van điều khiển khácNếu yêu cầu rò rỉ không nghiêm ngặt, nó có thể được ưa thích do sức đề kháng áp suất chênh lệch cao và dung lượng lưu lượng lớn.
• Lựa chọn bộ điều khiển:Chọn thiết bị điều khiển ốc niềng đa vòi phù hợp theo lực đẩy cần thiết và xác nhận phạm vi vòi và áp suất cung cấp không khí để đảm bảo hoạt động nhạy cảm của van.Đối với áp suất chênh lệch cao và các trường hợp cỡ lớn, một thiết bị điều khiển hai đầu phân vùng có thể được chọn để cải thiện lực đẩy.
6. Tóm lại
Van điều khiển ghế đệm khí nén là một van điều khiển công nghiệp quan trọng với các đặc điểm của lực không cân bằng nhỏ, áp suất chênh lệch cho phép lớn,dung lượng lưu lượng lớn và điều chỉnh chính xácNó giải quyết vấn đề điều chỉnh khó khăn của van một chỗ dưới điều kiện áp suất chênh lệch cao và được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau.cần lưu ý rằng nó có giới hạn rò rỉ lớn và không phù hợp với các phương tiện truyền thông đặc biệt và các dịp có yêu cầu tắt nghiêm ngặt.
Trong quá trình áp dụng thực tế, bằng cách lựa chọn hợp lý các thông số kỹ thuật van, vật liệu và thiết bị điều khiển và kết hợp với các điều kiện làm việc cụ thể,có thể đạt được hiệu ứng kiểm soát tối ưu, sự ổn định và đáng tin cậy của quy trình sản xuất công nghiệp có thể được đảm bảo, và hiệu quả sản xuất có thể được cải thiện.van điều khiển ghế đôi ống kính khí nén sẽ được tối ưu hóa hơn nữa về cấu trúc và hiệu suất, và đóng một vai trò quan trọng hơn trong kiểm soát công nghiệp.
