Εισαγωγή στους ενεργοποιητές βαλβίδων

Ενεργοποιητές βαλβίδων

Οι ενεργοποιητές βαλβίδων επιλέγονται βάσει ορισμένων παραγόντων, συμπεριλαμβανομένης της ροπής που απαιτείται για τη λειτουργία της βαλβίδας και της ανάγκης για αυτόματη ενεργοποίηση. Οι τύποι ενεργοποιητών περιλαμβάνουν χειροκίνητο χειροκίνητο τροχό, χειροκίνητο μοχλό, ηλεκτρικό κινητήρα, πνευματικό, σωληνοειδές, υδραυλικό έμβολο και αυτοενεργοποιούμενο. Όλοι οι ενεργοποιητές εκτός από τον χειροκίνητο τροχό και το μοχλό είναι προσαρμόσιμοι στην αυτόματη ενεργοποίηση.

Χειροκίνητοι, Σταθεροί και Σφυρί ενεργοποιητές
Οι χειροκίνητοι ενεργοποιητές μπορούν να τοποθετήσουν τη βαλβίδα σε οποιαδήποτε θέση, αλλά δεν επιτρέπουν την αυτόματη λειτουργία. Ο πιο συνηθισμένος τύπος μηχανικού ενεργοποιητή είναι ο χειροτροχός. Αυτός ο τύπος περιλαμβάνει χειροτροχούς στερεωμένους στο στέλεχος, χειροτροχούς με σφυρί και χειροτροχούς που συνδέονται με το στέλεχος μέσω γραναζιών.

Χειροτροχοί στερεωμένοι στο στέλεχος
Όπως φαίνεται στην εικόνα στους δεξιούς τροχούς που είναι στερεωμένοι στο στέλεχος παρέχουν μόνο το μηχανικό πλεονέκτημα του τροχού. Όταν αυτές οι βαλβίδες εκτίθενται σε υψηλές θερμοκρασίες λειτουργίας, η σύνδεση βαλβίδων δυσχεραίνει τη λειτουργία.

Χειροτροχός σφυριού
Όπως φαίνεται στην εικόνα, ο χειροτροχός του σφυριού κινείται ελεύθερα σε ένα τμήμα της στροφής του και στη συνέχεια προσκρούει σε ένα ωτίο σε έναν δευτερεύοντα τροχό. Ο δευτερεύων τροχός είναι προσαρτημένος στο στέλεχος της βαλβίδας. Με αυτή τη διάταξη, η βαλβίδα μπορεί να κλείσει με σφυροκόπημα για στεγανό κλείσιμο ή να ανοίξει με σφυροκόπημα εάν είναι κολλημένη.

Χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων

Εάν απαιτείται πρόσθετο μηχανικό πλεονέκτημα για μια χειροκίνητη βαλβίδα, το καπό της βαλβίδας είναι εφοδιασμένο με χειροκίνητες κεφαλές γραναζιών όπως φαίνεται στην εικόνα. Ένα ειδικό κλειδί ή χειροτροχός που συνδέεται στον άξονα του πινιόν επιτρέπει σε ένα άτομο να χειριστεί τη βαλβίδα όταν μπορεί να χρειαστούν δύο άτομα χωρίς το πλεονέκτημα του γραναζιού. Επειδή είναι απαραίτητες πολλές στροφές του πινιόν για την παραγωγή μιας στροφής του στελέχους βαλβίδας, ο χρόνος λειτουργίας μεγάλων βαλβίδων είναι εξαιρετικά μεγάλος. Η χρήση φορητών αεροκινητήρων που συνδέονται στον άξονα του πινιόν μειώνει τον χρόνο λειτουργίας της βαλβίδας.

Χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων

Εάν απαιτείται πρόσθετο μηχανικό πλεονέκτημα για μια χειροκίνητη βαλβίδα, το καπό της βαλβίδας είναι εφοδιασμένο με χειροκίνητες κεφαλές γραναζιών όπως φαίνεται στην εικόνα. Ένα ειδικό κλειδί ή χειροτροχός που συνδέεται στον άξονα του πινιόν επιτρέπει σε ένα άτομο να χειριστεί τη βαλβίδα όταν μπορεί να χρειαστούν δύο άτομα χωρίς το πλεονέκτημα του γραναζιού. Επειδή είναι απαραίτητες πολλές στροφές του πινιόν για την παραγωγή μιας στροφής του στελέχους βαλβίδας, ο χρόνος λειτουργίας μεγάλων βαλβίδων είναι εξαιρετικά μεγάλος. Η χρήση φορητών αεροκινητήρων που συνδέονται στον άξονα του πινιόν μειώνει τον χρόνο λειτουργίας της βαλβίδας.

Ενεργοποιητές ηλεκτροκινητήρων

Οι ηλεκτρικοί κινητήρες επιτρέπουν τη χειροκίνητη, ημιαυτόματη και αυτόματη λειτουργία της βαλβίδας. Οι κινητήρες χρησιμοποιούνται κυρίως για λειτουργίες ανοίγματος-κλεισίματος, αν και προσαρμόζονται στην τοποθέτηση της βαλβίδας σε οποιοδήποτε σημείο ανοίγματος, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. Ο κινητήρας είναι συνήθως ένας αναστρέψιμος τύπος υψηλής ταχύτητας που συνδέεται μέσω ενός γραναζιού για να μειώσει την ταχύτητα του κινητήρα και να αυξήσει έτσι τη ροπή στο στέλεχος. Η φορά περιστροφής του κινητήρα καθορίζει την κατεύθυνση της κίνησης του δίσκου.
Η ηλεκτρική ενεργοποίηση μπορεί να είναι ημιαυτόματη, όπως όταν ο κινητήρας τίθεται σε λειτουργία από ένα σύστημα ελέγχου. Ένας χειροκίνητος τροχός, ο οποίος μπορεί να δεσμευτεί στο σύστημα μετάδοσης κίνησης, παρέχει τη χειροκίνητη λειτουργία της βαλβίδας. Συνήθως παρέχονται περιοριστικοί διακόπτες για να σταματά αυτόματα ο κινητήρας σε πλήρως ανοιχτές και πλήρως κλειστές θέσεις βαλβίδων. Οι οριακές διακόπτες λειτουργούν είτε φυσικά από τη θέση της βαλβίδας είτε στρεπτικά από τη ροπή του κινητήρα.

Υδραυλικοί ενεργοποιητές

Οι υδραυλικοί ενεργοποιητές παρέχουν ημιαυτόματη ή αυτόματη τοποθέτηση της βαλβίδας, παρόμοια με τους πνευματικούς ενεργοποιητές. Αυτοί οι ενεργοποιητές χρησιμοποιούν ένα έμβολο για να μετατρέψουν μια πίεση σήματος σε κίνηση στελέχους βαλβίδας. Το υδραυλικό ρευστό τροφοδοτείται και στις δύο πλευρές του εμβόλου ενώ η άλλη πλευρά αποστραγγίζεται ή αιμορραγεί. Ως υδραυλικό υγρό χρησιμοποιείται νερό ή λάδι. Οι ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες χρησιμοποιούνται συνήθως για τον αυτόματο έλεγχο του υδραυλικού υγρού για να κατευθύνουν είτε το άνοιγμα είτε το κλείσιμο της βαλβίδας. Οι χειροκίνητες βαλβίδες μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο του υδραυλικού υγρού. παρέχοντας έτσι ημιαυτόματη λειτουργία.

Αυτοενεργοποιούμενες βαλβίδες

Οι αυτοενεργοποιούμενες βαλβίδες χρησιμοποιούν το υγρό συστήματος για να τοποθετήσουν τη βαλβίδα. Οι ανακουφιστικές βαλβίδες, οι βαλβίδες ασφαλείας, οι βαλβίδες αντεπιστροφής και οι παγίδες ατμού είναι παραδείγματα αυτοενεργοποιούμενων βαλβίδων. Όλες αυτές οι βαλβίδες χρησιμοποιούν κάποια χαρακτηριστικά του υγρού συστήματος για να ενεργοποιήσουν τη βαλβίδα. Για τη λειτουργία αυτών των βαλβίδων δεν απαιτείται πηγή ενέργειας εκτός της ενέργειας του ρευστού συστήματος.

Μονές ηλεκτροβάνεςονομάζονται αστοχία ανοικτή ή αστοχία κλειστή ανάλογα με τη θέση της βαλβίδας με την ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα απενεργοποιημένη. Οι ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες αστοχίας ανοίγουν με πίεση ελατηρίου και κλείνουν με ενεργοποίηση της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας. Οι ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες κλειστές με αστοχία κλείνουν με πίεση ελατηρίου και ανοίγουν ενεργοποιώντας την ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα. Οι διπλές ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες συνήθως αποτυγχάνουν "ως έχουν". Δηλαδή, η θέση της βαλβίδας δεν αλλάζει όταν και οι δύο ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες απενεργοποιούνται.
Μια εφαρμογή των ηλεκτρομαγνητικών βαλβίδων είναι σε συστήματα αέρα όπως αυτά που χρησιμοποιούνται για την παροχή αέρα σε πνευματικούς ενεργοποιητές βαλβίδων. Οι ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της παροχής αέρα στον πνευματικό ενεργοποιητή και επομένως τη θέση της πνευματικής ενεργοποιούμενης βαλβίδας.

Ταχύτητα ενεργοποιητών ισχύος

Οι εκτιμήσεις για την ασφάλεια της εγκατάστασης υπαγορεύουν τις ταχύτητες βαλβίδων για ορισμένες βαλβίδες που σχετίζονται με την ασφάλεια. Όταν ένα σύστημα πρέπει να απομονωθεί ή να ανοίξει πολύ γρήγορα, απαιτείται πολύ γρήγορη ενεργοποίηση της βαλβίδας. Όταν το άνοιγμα μιας βαλβίδας έχει ως αποτέλεσμα την έγχυση σχετικά κρύου νερού σε ένα ζεστό σύστημα, απαιτείται πιο αργό άνοιγμα για να ελαχιστοποιηθεί το θερμικό σοκ. Ο μηχανικός σχεδιασμός επιλέγει τον ενεργοποιητή για βαλβίδες που σχετίζονται με την ασφάλεια με βάση τις απαιτήσεις ταχύτητας και ισχύος και τη διαθεσιμότητα ενέργειας στον ενεργοποιητή.

Γενικά, η ταχύτερη ενεργοποίηση παρέχεται από υδραυλικούς, πνευματικούς και ηλεκτρομαγνητικούς ενεργοποιητές. Ωστόσο, οι ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες δεν είναι πρακτικές για μεγάλες βαλβίδες, επειδή οι απαιτήσεις μεγέθους και ισχύος τους θα ήταν υπερβολικές. Επίσης, οι υδραυλικοί και πνευματικοί ενεργοποιητές απαιτούν ένα σύστημα παροχής υδραυλικής ή πνευματικής ενέργειας. Η ταχύτητα ενεργοποίησης και στις δύο περιπτώσεις μπορεί να ρυθμιστεί με την εγκατάσταση ανοιγμάτων κατάλληλου μεγέθους στις υδραυλικές ή πνευματικές γραμμές. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η βαλβίδα κλείνει με πίεση ελατηρίου, η οποία αντιτίθεται από την υδραυλική ή πνευματική πίεση για να κρατήσει τη βαλβίδα ανοιχτή.

Οι ηλεκτρικοί κινητήρες παρέχουν σχετικά γρήγορη ενεργοποίηση. Η πραγματική ταχύτητα βαλβίδας ρυθμίζεται από το συνδυασμό της ταχύτητας του κινητήρα και της σχέσης μετάδοσης. Αυτός ο συνδυασμός μπορεί να επιλεγεί για να παρέχει πλήρη διαδρομή βαλβίδας εντός εύρους από περίπου δύο δευτερόλεπτα έως αρκετά δευτερόλεπτα.

Ένδειξη θέσης βαλβίδας

Οι χειριστές απαιτούν ένδειξη της θέσης ορισμένων βαλβίδων για να επιτρέψουν τη λειτουργία της εγκατάστασης με γνώσεις. Για τέτοιες βαλβίδες, παρέχεται ένδειξη απομακρυσμένης θέσης βαλβίδας με τη μορφή φώτων θέσης που υποδεικνύουν εάν οι βαλβίδες είναι ανοιχτές ή κλειστές. Τα κυκλώματα ένδειξης θέσης απομακρυσμένης βαλβίδας χρησιμοποιούν έναν ανιχνευτή θέσης που ανιχνεύει τη θέση του στελέχους και του δίσκου ή τη θέση του ενεργοποιητή. Ένας τύπος ανιχνευτή θέσης είναι ο μηχανικός οριακός διακόπτης, ο οποίος λειτουργεί φυσικά με την κίνηση της βαλβίδας.

Ένας άλλος τύπος είναι οι μαγνητικοί διακόπτες ή μετασχηματιστές που ανιχνεύουν την κίνηση των μαγνητικών πυρήνων τους, οι οποίοι λειτουργούν φυσικά από την κίνηση της βαλβίδας.

Η τοπική ένδειξη θέσης βαλβίδας αναφέρεται σε κάποιο οπτικά διακριτό χαρακτηριστικό της βαλβίδας που υποδεικνύει τη θέση της βαλβίδας. Η θέση ανερχόμενης βαλβίδας στελέχους υποδεικνύεται από τη θέση στελέχους. Οι μη ανερχόμενες βαλβίδες στελέχους έχουν μερικές φορές μικρούς μηχανικούς δείκτες που λειτουργούν από τον ενεργοποιητή βαλβίδας ταυτόχρονα με τη λειτουργία της βαλβίδας. Οι βαλβίδες που ενεργοποιούνται με ρεύμα έχουν συνήθως έναν μηχανικό δείκτη που παρέχει τοπική ένδειξη της θέσης της βαλβίδας. Από την άλλη πλευρά, ορισμένες βαλβίδες δεν έχουν κανένα χαρακτηριστικό για ένδειξη θέσης.

Σύνοψη ενεργοποιητών βαλβίδων

• Οι χειροκίνητοι ενεργοποιητές είναι ο πιο κοινός τύπος ενεργοποιητών βαλβίδων. Οι χειροκίνητοι ενεργοποιητές περιλαμβάνουν χειροτροχούς που συνδέονται απευθείας στο στέλεχος της βαλβίδας και χειροτροχούς που συνδέονται μέσω γραναζιών για να παρέχουν ένα μηχανικό πλεονέκτημα.
• Οι ενεργοποιητές ηλεκτρικών κινητήρων αποτελούνται από αναστρέψιμους ηλεκτρικούς κινητήρες που συνδέονται με το στέλεχος της βαλβίδας μέσω ενός συστήματος μετάδοσης κίνησης που μειώνει την ταχύτητα περιστροφής και αυξάνει τη ροπή.
• Οι πνευματικοί ενεργοποιητές χρησιμοποιούν την πίεση αέρα σε μία ή και στις δύο πλευρές ενός διαφράγματος για να παρέχουν τη δύναμη για την τοποθέτηση της βαλβίδας.
• Οι υδραυλικοί ενεργοποιητές χρησιμοποιούν ένα υγρό υπό πίεση στη μία ή και στις δύο πλευρές ενός εμβόλου για να παρέχουν τη δύναμη που απαιτείται για την τοποθέτηση της βαλβίδας.
• Οι ενεργοποιητές ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας έχουν ένα μαγνητικό γυμνοσάλιαγκα συνδεδεμένο στο στέλεχος της βαλβίδας. Η δύναμη για την τοποθέτηση της βαλβίδας προέρχεται από τη μαγνητική έλξη μεταξύ του γυμνοσάλιαγκου στο στέλεχος της βαλβίδας και του πηνίου του ηλεκτρομαγνήτη στον ενεργοποιητή βαλβίδας.