Conceptos básicos de la válvula
1. Los parámetros básicos de una válvula son: presión nominal PN, diámetro nominal DN.
2. Las funciones básicas de una válvula: apague y conecte el medio, ajuste el flujo, cambie la dirección del flujo.
3. Los principales métodos de conexión para las válvulas son: brida, hilo, soldadura y oblea.
4. Calificación de temperatura de presión de la válvula: bajo diferentes materiales y temperaturas de trabajo, la presión de trabajo máxima permitida varía.
5. Los estándares para las bridas de tubería incluyen principalmente dos sistemas: sistema europeo y sistema estadounidense.
Las dimensiones de conexión de los dos sistemas son completamente diferentes y no se pueden intercambiar.
Para la clasificación de presión, la distinción más adecuada es:
• Sistema europeo: PN0.25, 0.6, 1.0, 1.6, 2.5, 4.0, 6.3, 10.0, 16.0, 25.0, 32.0, 40.0 MPa.
• Sistema estadounidense: PN1.0 (Clase 75), 2.0 (Clase 150), 5.0 (Clase 300), 11.0 (Clase 600), 15.0 (Clase 900), 26.0 (Clase 1500), 42.0 (Clase 2500) MPA.
• Los tipos de brida incluyen principalmente: integral (IF), soldadura de placa (PL), soldadura con tope del cuello (SO), soldadura por tope del cuello (WN), soldadura de enchufe (SW), roscado (TH), brida suelta del anillo de la soldadura a tope (PJ/SE)/(LF/SE), brida suelta del anillo de soldadura plana (PJ/RJ) y cobertura de pared (BL).
• Los tipos de cara de sellado de brida incluyen: cara plana (FF), cara elevada (RF), cóncava (FM) convexa (M), ranura de lengua (T) (G), articulación del anillo (RJ), etc.
Válvulas comunes (generales)
1. Los códigos de tipo de válvula Z, J, L, Q, D, G, X, H, A, Y, S representan: Válvula de compuerta, válvula de globo, válvula de acelerador, válvula de bola, válvula de mariposa, válvula de diafragma, válvula de enchufe, válvula de control, válvula de seguridad, válvula reductora de presión y trapas de vapor.
2. Códigos de tipo de conexión de la válvula 1, 2, 4, 6, 7 Representan: 1 - Hilo interno, 2 - Hilo externo, 4 - Granja, 6 - Weld, 7 - Wafer.
3. Los códigos de tipo de accionamiento de válvula 9, 6, 3 representan: 9 - Eléctrico, 6 - Pneumático, 3 - engranaje de lombriz.
4. Códigos de material del cuerpo de la válvula Z, K, Q, T, C, P, R, V Representan: hierro fundido gris, hierro fundido dúctil, hierro fundido nodular, cobre y aleaciones, acero de carbono, acero inoxidable de cromo-níquel, acero inoxidable de cromo-níquel-molibdenum, acero inoxidable de cromo-molibdenum-vanadio.
5. Códigos de material de sellado o material de revestimiento de la válvula R, T, X, S, N, F, H, Y, J, M, W Representan: Acero inoxidable austenítico, aleación de cobre, caucho, plástico, plástico de nylon, fluoroplastics, acero inoxidable CR, aleación dura, revestimiento de goma, aleación de la válvula monel, material de la válvula.
6. Los cuerpos de la válvula de hierro fundido no son adecuados para las siguientes condiciones:
• Vapor de agua o gases húmedos con alto contenido de humedad;
• Fluidos inflamables o explosivos;
• entornos donde la temperatura está por debajo de -20 ° C;
• Gases comprimidos.
Válvulas de control
1. Una válvula de control consiste en un cuerpo de válvula, un actuador y sus accesorios.
2. Los actuadores de diafragma neumático tienen dos tipos: acción directa y acción inversa. Con el aumento de la presión de la señal, la varilla de empuje se mueve hacia abajo en acción directa y se mueve hacia arriba en acción inversa. La presión de señal estándar es de 20-100 kPa; La presión más alta con un posicionador es de 250 kPa. Los tamaños básicos de carrera son: 10, 16, 25, 40, 60, 100 mm.
¿Cuáles son las características de los actuadores eléctricos en comparación con los actuadores neumáticos y cuáles son los diferentes tipos de salida?
• La fuente de energía es la electricidad, que es simple y conveniente, con alto empuje y par, y mayor rigidez. Sin embargo, la estructura es más compleja y la confiabilidad es menor. Es más caro en tamaños pequeños a medianos en comparación con los actuadores neumáticos. A menudo se usa en situaciones sin una fuente de aire o donde la explosión/prevención del fuego no es estricta.
• Hay tres tipos de salida: carrera angular, carrera lineal y turno múltiple.
¿Cuáles son las características de una válvula de control de asiento único de acción directa y dónde se aplica?
• Baja fugas, ya que solo un núcleo de la válvula asegura un mejor sellado. La fuga estándar es 0.01%kV, y un diseño adicional puede convertirlo en una válvula de cierre.
• Pequeño diferencial de presión permitido debido a una alta fuerza de empuje desequilibrada. Para DN100, el diferencial de presión es de solo 120 kPa.
• Capacidad de flujo pequeña. El KV para DN100 es solo 120. Debe usarse en casos con fugas pequeñas y diferencial de baja presión.
¿Cuáles son las características de una válvula de control de doble asiento directo y dónde se aplica?
• Gran diferencial de presión permitida, ya que puede compensar muchas fuerzas desequilibradas. Para DN100, el diferencial de presión es de 280 kPa.
• Gran capacidad de flujo. El KV para DN100 es 160.
• Alta fuga, ya que los dos núcleos de válvula no pueden sellar al mismo tiempo. La fuga estándar es 0.1%kV, que es 10 veces que la de una válvula de asiento único.
Se usa principalmente en situaciones diferenciales de alta presión donde la fuga no es un requisito estricto.
¿Cuáles son las principales ventajas de las válvulas de control de manga?
Combina las ventajas de las válvulas de asiento simple y doble. Ventajas clave:
1. Buena estabilidad. En lugar de usar el núcleo de la válvula y el asiento de la válvula para acelerar, se usa el tapón de la válvula, que tiene un orificio de equilibrio para reducir la fuerza desequilibrada sobre el tapón de la válvula. La gran superficie guía entre la manga y el tapón, junto con un pequeño cambio en la fuerza desequilibrada, lo hace menos propenso a la vibración.
2. Fuerte intercambiabilidad y versatilidad. Al reemplazar la manga, se pueden lograr diferentes coeficientes de flujo y características de flujo.
3. Gran diferencial de presión permitida, con efectos mínimos de expansión térmica. El principio de equilibrio de la válvula de manga con el orificio de equilibrio es similar al de una válvula de doble asiento, lo que permite un gran diferencial de presión. Dado que la manga y el enchufe están hechos del mismo material, la expansión térmica es consistente.
4. La ventana de estrangulamiento proporcionada por la manga puede tener grandes aberturas o pequeños agujeros (tipo jet). Este último tiene efectos de reducción de ruido y reducción de vibraciones, y una mayor mejora puede convertirlo en una válvula de bajo ruido.
Es adecuado para situaciones con grandes requisitos diferenciales de presión y de bajo ruido.
¿Qué otras válvulas con funciones reguladoras existen además de válvulas individuales, de doble asiento y manga?
Válvulas de diafragma, válvulas de mariposa, válvulas O-ball (principalmente para apagado), válvulas V-ball (rango de control grande, acción de corte) y válvulas rotativas excéntricas.
¿Cuál es la relación ajustable, la relación ajustable ideal y la relación ajustable real de una válvula de control?
La relación ajustable es la relación entre el flujo máximo y mínimo que puede controlar una válvula.
Cuando el diferencial de presión a través de la válvula permanece constante, la relación de flujo máximo a mínimo se denomina relación ajustable ideal.
En la práctica, la presión diferencial cambia, por lo que la relación se denomina relación ajustable real.
¿Cuál es el valor del coeficiente de flujo C, CV y KV de una válvula de control?
La capacidad de flujo de una válvula de control está representada por el coeficiente de flujo.
1. CV en unidades de ingeniería: la cantidad de agua que pasa a través de la válvula por hora cuando está completamente abierto, con un diferencial de presión de 1 kgf/cm² y una temperatura de 5-40 ° C.
2. C en unidades imperiales: el número de galones por minuto de agua que pasa a través de la válvula cuando está completamente abierta, con un diferencial de presión de 1 psi.
3. KV en unidades internacionales: el volumen de agua que pasa a través de la válvula por hora cuando está completamente abierto, con un diferencial de presión de 100 kPa y una temperatura de 5-40 ° C.
CV = 1.17 kV kV = 1.01 C
¿Qué fuerzas debe satisfacer la salida del actuador para la válvula de control?
1. Supere la fuerza no balanceada estática sobre el núcleo de la válvula.
2. Proporcione la presión de cierre para soportar el asiento de la válvula.
3. Supere la fricción del embalaje.
4. Fuerzas adicionales requeridas por aplicaciones o estructuras específicas (por ejemplo, fuelle, sellos blandos, etc.).
¿Qué significan la apertura del flujo y el cierre del flujo en las válvulas de control?
Se refiere a la dirección del flujo medio y no está relacionado con la función de la válvula (aire abierto, cerrado de aire). La dirección del flujo es importante porque afecta la estabilidad, la fuga y el ruido.
Definición: si la dirección de flujo en la abertura de estrangulamiento es la misma que la dirección de apertura de la válvula, se llama abertura de flujo; De lo contrario, se llama cierre de flujo.
¿Qué válvulas requieren selección de dirección de flujo y cómo se elige?
• Las válvulas de control de un solo sello, como las válvulas de asiento único, las válvulas de alta presión y las válvulas de manga de un solo sellado sin agujeros de equilibrio, necesitan selección de dirección de flujo.
• La apertura de flujo y el cierre de flujo tienen sus pros y contras. Las válvulas de apertura de flujo son más estables, pero tienen un rendimiento de autolimpieza y sellado más pobre, lo que lleva a una vida útil más corta. Las válvulas de cierre de flujo tienen una vida útil más larga, una mejor autolimpieza y un rendimiento de sellado, pero la estabilidad es pobre cuando el diámetro del tallo es más pequeño que el diámetro del núcleo de la válvula.
• Las válvulas de un solo asiento, las válvulas de flujo pequeñas y las válvulas de manga de un solo sellado generalmente eligen la apertura del flujo. Si hay una fregación severa o un requisito para el autolimpieza, se puede seleccionar el cierre de flujo. Las válvulas de control de apertura rápida de dos posiciones generalmente eligen el cierre del flujo.
¿Qué tres factores principales deben considerarse al seleccionar un actuador?
• La fuerza de salida del actuador debe ser mayor que la carga de la válvula de control y debe coincidir razonablemente.
• Verifique si el diferencial de presión permitido especificado por la válvula de control coincide con los requisitos del proceso. Para grandes diferenciales de presión, calcule la fuerza desequilibrada sobre el núcleo de la válvula.
• La velocidad de respuesta del actuador debe cumplir con los requisitos de operación del proceso, especialmente para los actuadores eléctricos.
¿Cuáles son los siete pasos para determinar el tamaño de una válvula de control?
1. Determine la tasa de flujo calculada - Qmax, Qmin.
2. Determine el diferencial de presión calculado: seleccione las relaciones de resistencia en función de las características del sistema, luego calcule el diferencial de presión (cuando la válvula está completamente abierta).
3. Calcule el coeficiente de flujo: use fórmulas, gráficos o software apropiados para determinar KVmax y KVmin.
4. Seleccione el valor de KV: según KVMAX, elija el valor de KV más cercano a la serie de productos seleccionados.
5. Verifique la abertura: cuando se requiere QMAX, la apertura de la válvula debe ser inferior al 90%; Para Qmin, debe ser superior al 10%.
6. Verifique la relación ajustable real: generalmente se requiere que la relación ajustable real sea mayor que la relación ajustable requerida.
7. Determine el tamaño de la válvula: si no cumple con los requisitos, vuelva a seleccionar el valor de KV y vuelva a verificar.
¿Cuáles son los dispositivos auxiliares (accesorios) para las válvulas de control neumáticas y cuáles son sus funciones?
1. Posicionador de la válvula: utilizado para mejorar el rendimiento de la válvula de control y lograr el posicionamiento correcto.
2. Interruptor de posición de la válvula (carrera): muestra los límites de carrera superior e inferior de la válvula de control.
3. Válvula de retención neumática: mantiene la válvula en su posición actual cuando la fuente de aire falla.
4. Válvula solenoide: cambia automáticamente la ruta de aire. Para el control de un solo aire, use una válvula de 2 posiciones 3 vías; Para el control de doble aire, use una válvula de 2 posiciones 5 vías.
5. Mecanismo manual: permite la operación manual en caso de falla del sistema.
6. Booster neumático: acelera el movimiento del actuador de diafragma neumático y reduce el tiempo de transmisión.
7. Regulador del filtro de aire: utilizado para la purificación del aire y la regulación de la presión.
8. AIR DESPERTAIR: proporciona aire para la operación de la válvula continua durante la falla de la fuente de aire, que generalmente requiere protección de tres etapas.
¿En qué condiciones se requiere un posicionador de válvula?
1. En situaciones con alta fricción y donde se requiere un posicionamiento preciso. Por ejemplo, las válvulas de control de alta temperatura de alta temperatura, o válvulas de control que utilizan un embalaje de grafito flexible.
2. En procesos lentos donde se debe mejorar la velocidad de respuesta de la válvula de control. Por ejemplo, los sistemas que controlan la temperatura, el nivel de líquido, el análisis, etc.
3. En los casos en que la fuerza de salida del actuador y la fuerza de cierre deben aumentarse. Por ejemplo, válvulas de asiento único con DN ≥ 25, válvulas de doble asiento con DN> 100, o válvulas con un diferencial de presión (△ P)> 1 MPa o presión de entrada P1> 10 MPa.
4. En los sistemas de control segmentarios, o cuando la forma de aire de la válvula de control o la forma de cierre de aire se debe cambiar durante la operación.
5. En situaciones donde se deben cambiar las características de flujo de la válvula de control.
