Principi Tecnici di Funzionamento - Valvole Pneumatiche in Differenziali di Pressione e Coordinamento delle Parti

1.Cos'è una valvola pneumatica?

Una valvola pneumatica è un dispositivo che utilizza aria compressa per azionare (aprire, chiudere o controllare proporzionalmente il flusso attraverso) una valvola. I componenti chiave includono il corpo valvola, lo stelo valvola, trim (ad esempio, sfera, disco, otturatore), guarnizioni e un attuatore pneumatico. L'aria compressa agisce su un pistone o un diaframma all'interno dell'attuatore, generando un movimento lineare o rotatorio per posizionare l'elemento di chiusura. Grazie ai loro vantaggi di rapida attuazione, facilità di automazione e prestazioni affidabili, le valvole pneumatiche sono ampiamente utilizzate in settori critici come la lavorazione chimica, petrolio e gas, la produzione di energia e il gas naturale, dove svolgono un ruolo vitale nel controllo di processo complesso.

2. Analisi del principio di funzionamento

Il funzionamento della valvola pneumatica inizia dall'unità di preparazione dell'aria (tipicamente filtri, regolatori e compressori), che preleva l'aria ambiente, rimuove impurità/umidità e la pressurizza in aria compressa. Quest'aria viene distribuita tramite tubazioni agli attuatori pneumatici (tipi a diaframma per movimento lineare, tipi a pistone per applicazioni ad alta forza/corsa).
Ad esempio: quando l'aria entra nella camera di un attuatore a diaframma, il diaframma si deforma elasticamente sotto pressione, spostando lo stelo della valvola. Lo stelo trasferisce meccanicamente questo movimento per posizionare il trim (ad esempio, otturatore, sfera o disco), aprendo, chiudendo o modulando così il flusso attraverso il corpo valvola.

Valvole pneumatiche normalmente aperte (NO):

Stato predefinito: La forza della molla mantiene aperto l'elemento di chiusura (ad esempio, l'otturatore), garantendo un flusso di fluido ininterrotto.

All'azionamento: Quando un segnale di controllo (ad esempio, l'eccitazione di un'elettrovalvola) applica la pressione dell'aria all'attuatore, il pistone/diaframma supera la forza della molla, spingendo lo stelo a spostare l'elemento di chiusura nella posizione di chiusura e interrompere il flusso.

Valvole pneumatiche normalmente chiuse (NC):

Stato predefinito: La forza della molla mantiene l'elemento di chiusura nella posizione di chiusura, bloccando il flusso.

All'azionamento: La pressione dell'aria applicata all'attuatore comprime la molla, ritraendo lo stelo per aprire l'elemento di chiusura e consentire il flusso.

Il principio di funzionamento degli attuatori pneumatici a pistone si basa in modo simile sulla pressione differenziale dell'aria attraverso il pistone. Quando l'aria pressurizzata viene applicata a un lato della camera del pistone, genera una forza lineare per azionare l'asta del pistone. Questo movimento viene trasmesso meccanicamente attraverso lo stelo della valvola per posizionare l'elemento di chiusura (ad esempio, otturatore, sfera o disco). Gli attuatori a pistone forniscono uscite di spinta più elevate rispetto ai tipi a diaframma, rendendoli ideali per valvole di grande diametro e applicazioni ad alta pressione dove è richiesta una maggiore forza di attuazione.

3. l'implementazione della funzione di regolazione

Alcune valvole pneumatiche incorporano capacità di regolazione del flusso oltre al semplice controllo on/off. Questo si ottiene attraverso progetti specializzati di elementi di chiusura come sfere a V-port o otturatori rotanti eccentrici.

Funzionamento della sfera a V-port:
La rotazione della sfera altera l'area dell'orifizio a forma di V tra la sfera e la sede. Quando la sfera ruota da 0° a 90°:

Fase di apertura: Angolo di rotazione dell'area di flusso → La portata aumenta

Fase di chiusura: Area di flusso (90° - angolo di rotazione) → La portata diminuisce

Meccanismo di controllo:
Una regolazione precisa richiede:

Sistema di posizionamento: Un posizionatore di valvola converte i segnali di controllo (4-20mA/pneumatici) in una precisa modulazione della pressione dell'aria.

Risposta dell'attuatore: La pressione dell'aria modulata aziona l'attuatore per raggiungere l'angolo di rotazione desiderato.

Caratterizzazione del flusso: Il profilo progettato della V-port fornisce caratteristiche di flusso lineare/a percentuale uguale.

Una completa comprensione delle valvole pneumatiche principi operativi e caratteristiche di prestazione – inclusa la rapida attuazione, il controllo preciso del flusso e la funzionalità fail-safe – consente agli ingegneri di:

Ottimizzare i parametri di processo (ad esempio, tempo di risposta, setpoint di pressione).

Migliorare l'efficienza della produzione attraverso la riduzione dei tempi di ciclo.

Ridurre i costi operativi tramite il consumo energetico e i tempi di inattività di manutenzione minimizzati.

Garantire la stabilità della catena di produzione con un'interruzione affidabile e il controllo delle perdite che soddisfano gli standard di prodotto.

> Wuhan Grat Control Valve CO.,LTD <