Przewodnik po wyborze zaworów kulowych z napędem pneumatycznym: zasady działania, dobór wielkości siłowników i zastosowania ESDV

1. Zasada działania i mechanizmy napędowe siłownika

A zawór kulowy sterowany pneumatycznieskłada się zzawór kulowy ćwierćobrotowyciało
sparowany zsiłownik pneumatycznySiłownik przetwarza sprężone powietrze roślinne (zwykle
4,0–8,0 bar / 60–115 PSI) na moment obrotowy mechaniczny, który powoduje obrót trzpienia zaworu i kuli o 90°
do szybkiego otwierania lub zamykania ścieżki przepływu.

1.1 Typy siłowników pneumatycznych

• Siłowniki zębatkowe: Cechą charakterystyczną są dwa przeciwstawne tłoki z listwami zębatymi zazębiającymi się z centralnym zębnikiem.
  Do zalet należą kompaktowe wymiary, liniowy moment obrotowy, wysoka sprawność mechaniczna i szybka reakcja.
  Idealnie nadaje się do zaworów o małej i średniej średnicy (od ½” do 12”).
• Siłowniki jarzma szkockiego:Wykorzystaj mechanizm jarzma, który wytwarza nieliniową krzywą momentu obrotowego —
  zapewniając maksymalny moment obrotowy zarówno w położeniu otwartym, jak i uszczelnionym.
  Dzięki temu stanowią optymalny wybór dlazawory kulowe o dużym otworze, montowane na czopach
  (DN150 do DN600+ / Klasa 150 do Klasa 2500).

1.2 Działanie dwustronne a działanie sprężynowe (działanie jednostronne)

Wybór właściwego trybu działania siłownika ma bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo procesu w przypadku awarii zasilania sprężonym powietrzem:

2. Konstrukcja korpusu zaworu i wysokowydajne siedzisko

Długoterminowa niezawodność pneumatycznego zaworu kulowego zależy nie tylko od siłownika, ale także od
Konstrukcja korpusu zaworu i dobór materiału uszczelnienia. Należy wziąć pod uwagę temperaturę pracy, ciśnienie,
korozyjność i zawartość cząstek stałych przy wyborze materiałów.

2.1 Konfiguracje korpusu zaworu

• Pływający projekt kuli: Nadaje się do zastosowań DN15–DN100, klasa 150–300.
  Ciśnienie wlotowe dociska kulkę do gniazda wylotowego, zapewniając uszczelnienie. Proste i ekonomiczne.
• Konstrukcja kuli mocowanej na czopie: Wymagane dla usług wysokociśnieniowych/o dużej średnicy DN50–DN600, klasy 150–2500.
  Kula jest zamocowana za pomocą górnego trzpienia i dolnego łożyska czopu, co zmniejsza moment obrotowy nawet o 50%.
  i chroniące powierzchnie uszczelniające — idealne przy częstym automatycznym cyklowaniu.
• Opakowanie z ładunkiem żywym:Elastyczne uszczelnienie grafitowe wzmacniane sprężyną Belleville utrzymuje
  stałe obciążenie promieniowe, kompensujące cykle termiczne i spełniające wymaganiaAPI 641I
  ISO 15848-1normy emisji uciekających.

2.2 Porównanie materiałów siedzeń

W przypadku trudnych warunków pracy, w których występują wysokie temperatury, wysokie różnice ciśnień lub media zawierające ciała stałe,
zawory kulowe z osadzeniem metalowymZdecydowanie zaleca się stosowanie powłok natryskiwanych cieplnie HVOF.

3. Akcesoria do systemu awaryjnego wyłączania i sterowania ESDV

W przemyśle petrochemicznym, w transporcie gazu i w wytwarzaniu energii często stosuje się pneumatyczne zawory kulowe.
określony jakoESDV (zawory awaryjne)lub EIV (zawory odcinające awaryjne).
Są to elementy kontroli końcowej w ramachSystemy bezpieczeństwa z instrumentami (SIS), Gdzie
szybkość reakcji i niezawodność mają bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo zakładu.

Do zastosowań ESDV o dużej prędkości, wymagających zamknięcia pełnego skoku0,5–1,0 sekundy,
dodatkowe komponenty takie jakzawory szybkiego spustuIzawory pilotowe o wysokim przepływie
należy określić w celu zminimalizowania czasu opróżniania siłownika.

4. Obliczanie momentu obrotowego i standardy projektowe dla doboru wielkości siłownika

Najważniejszym krokiem w wyborze siłownika pneumatycznego jestdopasowanie momentu obrotowego.
Zbyt mały rozmiar powoduje zatrzymanie zaworu lub niepełne zamknięcie, zbyt duży rozmiar zwiększa koszty, zajmowaną powierzchnię,
i może powodować nadmierne naprężenia w korpusie zaworu.

4.1 Wzór na dobór rozmiaru siłownika

Wybierznajwyższywartość spośród tych trzech składników momentu obrotowego jako punkt odniesienia:

• Moment wybicia:Maksymalny moment obrotowy wymagany do rozpoczęcia obrotu ze statycznego położenia.
• Moment obrotowy:Moment obrotowy wymagany do utrzymania obrotu podczas skoku.
• Moment obrotowy siedzenia:Moment obrotowy potrzebny do uszczelnienia kuli w gnieździe w pozycji zamkniętej.