Valvă pneumatică de acționare: principii de funcționare, tipuri

În sistemele de automatizare industrială,Valvă pneumatică de acționareeste o componentă esențială pentru controlul fluidelor, oferind eficiență, fiabilitate și siguranță în sectoare precum petrol și gaze, procesarea chimică, generarea de energie și tratarea apei. Acest ghid detaliat prezintă elementele fundamentale ale valvelor pneumatice cu actuator, ajutând profesioniștii și cumpărătorii să înțeleagă rapid informațiile critice.

Ce sunt valvele pneumatice de acționare

Valve pneumatice de acționare, adesea numite pur și simplu valve pneumatice, sunt dispozitive automate de reglare a fluidelor alimentate cu aer comprimat. Acestea utilizează un actuator pneumatic pentru a deschide, închide sau modula funcționarea valvei, permițând un control precis asupra debitului, presiunii și temperaturii gazelor, lichidelor și aburului din conducte. Comparativ cu valvele tradiționale, o valvă cu actuator pneumatic oferă timpi de răspuns mai rapizi, funcționare fără efort și capacități de control de la distanță, ceea ce le face ideale pentru medii dure, utilizare de înaltă frecvență și sisteme automate care necesită intervenție umană minimă.

Cum funcționează valvele pneumatice de acționare

Valvele pneumatice funcționează pe principiul „presiunii aerului care acționează mecanic”. Procesul implică trei etape cheie:

1. Recepție semnal:Un sistem de control (de exemplu, PLC sau DCS) trimite un semnal pneumatic (de obicei 0,2–1,0 MPa) prin conductele de aer către actuator.
2. Conversie de putere:Pistonul sau diafragma actuatorului transformă energia aerului comprimat în forță mecanică.
3. Funcționarea supapei:Această forță acționează miezul valvei (de exemplu, bila, discul sau poarta) pentru a se roti sau a se deplasa liniar, ajustând debitul sau oprind mediul.
   Multe valve pneumatice cu actuator includ mecanisme de revenire cu arc care resetează automat valva într-o poziție sigură (complet deschisă sau închisă) în cazul unei întreruperi a alimentării cu aer, sporind siguranța sistemului.

Componentele principale ale valvelor pneumatice de acționare

Valve pneumatice de acționareconstă din trei componente principale care lucrează împreună pentru a asigura un control eficient al fluidelor.

Actuator pneumatic

Actuatorul este sursa de alimentare a valvei pneumatice de acționare, transformând presiunea aerului în mișcare mecanică. Printre tipurile comune se numără:

• Actuatoare cu piston:Folosește un design cilindru-piston pentru un cuplu ridicat, potrivit pentru aplicații cu diametru mare și presiune înaltă. Disponibil în modele cu acțiune dublă (acționată pneumatic în ambele direcții) sau cu acțiune simplă (cu revenire prin arc).

• Actuatoare cu diafragmă:Dispune de o diafragmă din cauciuc pentru o construcție simplă și rezistență la coroziune, ideală pentru valve de presiune mică spre medie și dimensiuni mici.

• Scotch și Yoke:Actuatoarele pneumatice oferă o rotație precisă de 90 de grade, ceea ce le face o soluție ideală de acționare pentru pornire/oprire rapidă sau control reglat al dozării în robinete cu bilă, fluture și cu cep.

• Cremalieră și pinion:Acționate de pistoane duble, aceste actuatoare pneumatice sunt oferite atât în ​​configurații cu acțiune dublă, cât și cu acțiune simplă (cu arc). Acestea oferă o forță fiabilă pentru acționarea valvelor de control liniare și rotative.

Parametrii cheie includ cuplul de ieșire, viteza de funcționare și intervalul de presiune, care trebuie să corespundă specificațiilor valvei și nevoilor operaționale.

Corpul supapei

Valva interacționează direct cu mediul și reglează debitul acestuia. Printre componentele critice se numără:

• Corpul supapei:Carcasa principală rezistă la presiune și conține mediul; materialele (de exemplu, oțel carbon, oțel inoxidabil) sunt selectate în funcție de proprietățile fluidului.
• Miezul și scaunul supapei:Aceste componente lucrează împreună pentru a regla debitul prin modificarea spațiului dintre ele, necesitând precizie ridicată, rezistență la uzură și toleranță la coroziune.
• Tulpină:Conectează actuatorul la miezul valvei, transmițând forța, menținând în același timp rigiditatea și etanșările.

Accesorii pneumatice

Accesoriile îmbunătățesc precizia controlului și stabilitatea în funcționare pentru valvele pneumatice de acționare:

• Poziționer:Convertește semnalele electrice (de exemplu, 4–20 mA) în semnale precise de presiune a aerului pentru poziționarea exactă a supapei.
• Regulator de filtru:Îndepărtează impuritățile și umezeala din aerul comprimat, stabilizând în același timp presiunea.
• Electrovalvă:Permite controlul de la distanță prin pornire/oprire prin semnale electrice.
• Comutator de limită:Oferă feedback privind poziția valvei pentru monitorizarea sistemului.
• Amplificator de aer:Amplifică semnalele de aer pentru a accelera răspunsul actuatorului în valvele mari.

Clasificarea valvelor pneumatice de acționare

Valve pneumatice de acționaresunt clasificate după design, funcție și aplicație:

Valve cu bilă cu actuator pneumatic

Folosiți o bilă rotativă pentru a controla debitul. Beneficii: Etanșare excelentă (zero scurgeri), rezistență redusă la curgere, funcționare rapidă și dimensiuni compacte. Tipurile includ modele cu bilă plutitoare și fixe, utilizate pe scară largă în industria petrolieră, chimică și de tratare a apei.

Valve fluture cu actuator pneumatic

Dispune de un disc care se rotește pentru a regla debitul. Avantaje: Structură simplă, ușoară, rentabilă și potrivită pentru diametre mari. Destul de des întâlnite în sistemele de apă, ventilație și aplicații HVAC. Opțiunile de etanșare includ etanșări moi (cauciuc) pentru presiune scăzută și etanșări dure (metal) pentru temperaturi ridicate.

Valve cu poartă cu actuator pneumatic

Folosiți o poartă care se mișcă vertical pentru a se deschide sau închide. Avantaje: Etanșare etanșă, rezistență minimă la curgere atunci când este complet deschisă și toleranță ridicată la presiune/temperatură. Ideală pentru conducte de abur și transportul țițeiului, dar mai lentă în funcționare.

Valve globulare cu actuator pneumatic

Utilizează un miez tip dop sau ac pentru reglarea precisă a debitului. Puncte forte: Control precis, etanșare fiabilă și versatilitate pentru medii de înaltă presiune/vâscozitate. Comune în sistemele chimice și hidraulice, deși au o rezistență la curgere mai mare.

Supape de închidere(SDV)

Proiectate pentru izolare în caz de urgență, adesea închise în condiții de siguranță. Se activează rapid (răspuns ≤1 secundă) la semnal, asigurând siguranța în manipularea mediilor periculoase (de exemplu, stații de gaze naturale, reactoare chimice).

Avantajele valvelor pneumatice cu actuator

Principalele beneficii care determină adoptarea lor industrială:

• Eficienţă:Răspunsul rapid (0,5–5 secunde) permite operațiuni de înaltă frecvență.
• Siguranţă:Nu prezintă riscuri electrice, fiind potrivite pentru medii explozive sau corozive; arcul de revenire adaugă protecție în caz de defecțiune.
• Ușurință în utilizare:Controlul de la distanță și automatizat reduce munca manuală.
• Durabilitate:Piesele mecanice simple au ca rezultat uzură redusă, întreținere minimă și durată lungă de viață (în medie 8-10 ani).
• Adaptabilitate:Materialele și accesoriile personalizabile fac față unor condiții diverse, cum ar fi temperaturi ridicate, coroziune sau medii încărcate cu particule.

Valve pneumatice de acționare vs. valve electrice

Valve pneumatice cu acționare vs. valve manuale

Principalele aplicații ale valvelor pneumatice de acționare

Valvele pneumatice cu actuator sunt versatile în diverse industrii:

• Petrol și gaze:Reactoare chimice pentru extracția țițeiului, rafinare și fluide de înaltă presiune/temperatură.
• Generarea de energie:Controlul aburului și al apei de răcire în centralele termice/nucleare.
• Tratarea apei:Reglarea debitului în stațiile de alimentare cu apă și de epurare a apelor uzate.
• Gaz natural:Închiderea de siguranță a conductei și a stației.
• Alimentație și Farmaceutică:Valve de calitate sanitară (de exemplu, oțel inoxidabil 316L) pentru procesare sterilă.
• Metalurgie:Sisteme de răcire/hidraulice în mori de praf la temperaturi înalte.

Instalarea și întreținerea valvelor pneumatice de acționare

Configurarea și îngrijirea corespunzătoare asigură performanța pe termen lung a dispozitivului dumneavoastrăValve pneumatice de acționare.

Instrucțiuni de instalare

• Selecţie:Potriviți tipul, dimensiunea și materialul valvei cu proprietățile mediului (de exemplu, temperatura, presiunea) pentru a evita subdimensionarea sau supradimensionarea.
• Mediu:Instalați departe de lumina directă a soarelui, căldură sau vibrații; montați actuatoarele vertical pentru o drenare ușoară.
• Conducte:Aliniați robinetul cu direcția de curgere (vezi săgeata corpului); curățați suprafețele de etanșare și strângeți uniform șuruburile de pe conexiunile cu flanșe.
• Alimentare cu aer:Folosiți aer uscat și filtrat cu conducte dedicate; mențineți o presiune stabilă în limitele valorilor nominale ale actuatorului.
• Conexiuni electrice:Cablați corect poziționerele/solenoizii cu ecranare împământată pentru a preveni interferențele; testați funcționarea valvei după instalare.

Întreținere și îngrijire

• Curățare:Ștergeți suprafețele valvelor lunar pentru a îndepărta praful, uleiul și reziduurile; concentrați-vă pe zonele de etanșare.
• Lubrifiere:Ungeți tijele și piesele actuatorului la fiecare 3-6 luni cu ulei adecvat (de exemplu, pentru temperaturi înalte).
• Inspecția sigiliului:Verificați periodic scaunele și miezurile supapelor pentru scurgeri; înlocuiți garniturile (inelele O) după cum este necesar.
• Întreținerea accesoriilor:Inspectați poziționerele, electrovalvele și filtrele la fiecare 6-12 luni; curățați elementele filtrante și recalibrați poziționerele.
• Depanare:Remediați prompt problemele comune precum lipirea (curățați resturile), acțiunea lentă (verificați presiunea aerului) sau scurgerile (strângeți șuruburile/înlocuiți garniturile).
• Depozitare:Etanșați orificiile de supapă neutilizate, depresurizați actuatoarele și depozitați-le în locuri uscate; rotiți miezurile supapelor ocazional pentru a preveni aderența garniturilor.