Johdatus venttiilitoimilaitteisiin

Venttiilitoimilaitteet

Venttiilin toimilaitteet valitaan useiden tekijöiden perusteella, mukaan lukien venttiilin käyttämiseen tarvittava vääntömomentti ja automaattisen toiminnan tarve. Toimilaitteita ovat käsikäyttöiset käsipyörät, käsivivut, sähkömoottorit, pneumaattiset, solenoidi-, hydraulimäntä- ja itsetoimiset. Kaikki toimilaitteet manuaalista käsipyörää ja vipua lukuun ottamatta ovat sovitettavissa automaattiseen käyttöön.

Manuaaliset, kiinteät ja vasaratoimilaitteet
Manuaaliset toimilaitteet voivat asettaa venttiilin mihin tahansa asentoon, mutta ne eivät salli automaattista toimintaa. Yleisin mekaaninen toimilaite on käsipyörä. Tämä tyyppi sisältää käsipyörät, jotka on kiinnitetty karaan, vasarakäsipyörät ja käsipyörät, jotka on kytketty karaan hammaspyörien kautta.

Käsipyörät kiinnitetty karaan
Kuten kuvasta näkyy oikeanpuoleisessa käsipyörässä, jotka on kiinnitetty karaan, tarjoavat vain pyörän mekaanisen edun. Kun nämä venttiilit altistetaan korkeille käyttölämpötiloille, venttiilin kiinnitys vaikeuttaa käyttöä.

Hammer Käsipyörä
Kuten kuvassa näkyy, vasaran käsipyörä liikkuu vapaasti osan kierrostaan ​​ja osuu sitten toissijaisen pyörän korvakkeeseen. Toisiopyörä on kiinnitetty venttiilin karaan. Tällä järjestelyllä venttiili voidaan napauttaa kiinni tiukasti sulkemiseksi tai avata, jos se on juuttunut kiinni.

Käsikäyttöinen vaihteisto

Jos käsikäyttöiselle venttiilille tarvitaan mekaanista lisäetua, venttiilikoppa on varustettu käsikäyttöisillä vaihteistopäillä kuvan osoittamalla tavalla. Hammaspyörän akseliin kiinnitetty erikoisavain tai käsipyörä sallii yhden henkilön käyttää venttiiliä, kun saatetaan tarvita kahta henkilöä ilman vaihdeetua. Koska yhden venttiilivarren kierroksen tekemiseen tarvitaan useita hammaspyörän kierroksia, on suurten venttiilien käyttöaika poikkeuksellisen pitkä. Hammaspyörän akseliin kytkettyjen kannettavien ilmamoottorien käyttö lyhentää venttiilin toiminta-aikaa.

Käsikäyttöinen vaihteisto

Jos käsikäyttöiselle venttiilille tarvitaan mekaanista lisäetua, venttiilikoppa on varustettu käsikäyttöisillä vaihteistopäillä kuvan osoittamalla tavalla. Hammaspyörän akseliin kiinnitetty erikoisavain tai käsipyörä sallii yhden henkilön käyttää venttiiliä, kun saatetaan tarvita kahta henkilöä ilman vaihdeetua. Koska yhden venttiilivarren kierroksen tekemiseen tarvitaan useita hammaspyörän kierroksia, on suurten venttiilien käyttöaika poikkeuksellisen pitkä. Hammaspyörän akseliin kytkettyjen kannettavien ilmamoottorien käyttö lyhentää venttiilin toiminta-aikaa.

Sähkömoottorien toimilaitteet

Sähkömoottorit mahdollistavat venttiilin manuaalisen, puoliautomaattisen ja automaattisen käytön. Moottoreita käytetään enimmäkseen auki-kiinni-toimintoihin, vaikka ne voidaan mukauttaa sijoittamaan venttiili mihin tahansa aukkoon alla olevan kuvan mukaisesti. Moottori on yleensä käännettävä, nopea tyyppi, joka on kytketty vaihteiston kautta moottorin nopeuden vähentämiseksi ja siten vääntömomentin lisäämiseksi varressa. Moottorin pyörimissuunta määrittää levyn liikkeen suunnan.
Sähköinen käyttö voi olla puoliautomaattinen, kuten silloin, kun moottori käynnistetään ohjausjärjestelmällä. Käsipyörä, joka voidaan kytkeä vaihteistoon, mahdollistaa venttiilin manuaalisen käytön. Rajakytkimet on yleensä varustettu pysäyttämään moottori automaattisesti täysin auki ja täysin kiinni venttiilin asennoissa. Rajakytkimiä käytetään joko fyysisesti venttiilin asennon tai vääntömomentin avulla.

Hydrauliset toimilaitteet

Hydrauliset toimilaitteet mahdollistavat venttiilin puoliautomaattisen tai automaattisen asennon, kuten pneumaattiset toimilaitteet. Nämä toimilaitteet käyttävät mäntää signaalipaineen muuttamiseksi venttiilin varren liikkeeksi. Hydraulinestettä syötetään männän kummallekin puolelle, kun taas toinen puoli tyhjennetään tai ilmataan. Hydrauliöljynä käytetään vettä tai öljyä. Solenoidiventtiilejä käytetään tyypillisesti hydraulinesteen automaattiseen ohjaukseen ohjaamaan joko venttiilin avaamista tai sulkemista. Manuaalisia venttiilejä voidaan käyttää myös hydraulinesteen ohjaamiseen; mikä tarjoaa puoliautomaattisen toiminnan.

Itsetoimiset venttiilit

Itsetoimiset venttiilit käyttävät järjestelmänestettä venttiilin sijoittamiseen. Ylipaineventtiilit, varoventtiilit, takaiskuventtiilit ja höyrylukot ovat esimerkkejä itsetoimivista venttiileistä. Kaikki nämä venttiilit käyttävät joitain järjestelmän nesteen ominaisuuksia venttiilin käynnistämiseen. Näiden venttiilien toimintaan ei tarvita järjestelmän ulkopuolista virtalähdettä.

Yksittäiset solenoidiventtiilitventtiilin asennosta riippuen solenoidin ollessa jännitteetön. Fail open solenoidiventtiilit avataan jousen paineella ja suljetaan kytkemällä solenoidi päälle. Häiriösuljetut solenoidiventtiilit suljetaan jousen paineella ja avataan kytkemällä solenoidi virtaa. Kaksoismagneettiventtiilit epäonnistuvat yleensä "sellaisenaan". Toisin sanoen venttiilin asento ei muutu, kun molemmat solenoidit ovat jännitteettömät.
Yksi solenoidiventtiilien käyttökohde on ilmajärjestelmissä, kuten sellaisissa, joita käytetään syöttämään ilmaa pneumaattisiin venttiilitoimilaitteisiin. Solenoidiventtiileillä ohjataan paineilmatoimilaitteen ilmansyöttöä ja siten pneumaattisen toimilaitteen asentoa.

Tehotoimilaitteiden nopeus

Laitoksen turvallisuusnäkökohdat sanelevat venttiilien nopeudet tietyille turvallisuuteen liittyville venttiileille. Jos järjestelmä on eristettävä tai avattava erittäin nopeasti, vaaditaan erittäin nopea venttiilin käyttö. Jos venttiilin avaaminen johtaa suhteellisen kylmän veden ruiskuttamiseen kuumaan järjestelmään, hitaampi avautuminen on tarpeen lämpöshokin minimoimiseksi. Tekninen suunnittelu valitsee turvaventtiilien toimilaitteen nopeus- ja tehovaatimusten sekä toimilaitteen energian saatavuuden perusteella.

Yleisesti nopeimman toiminnan aikaansaavat hydrauliset, pneumaattiset ja solenoiditoimilaitteet. Solenoidit eivät kuitenkaan ole käytännöllisiä suurille venttiileille, koska niiden koko ja tehovaatimukset olisivat liian suuria. Myös hydrauliset ja pneumaattiset toimilaitteet vaativat järjestelmän hydraulisen tai pneumaattisen energian tuottamiseksi. Käyttönopeus voidaan kummassakin tapauksessa säätää asentamalla sopivan kokoisia aukkoja hydrauli- tai pneumaattisiin johtoihin. Tietyissä tapauksissa venttiili suljetaan jousipaineella, jota vastustaa hydraulinen tai pneumaattinen paine venttiilin pitämiseksi auki.

Sähkömoottorit tarjoavat suhteellisen nopean toiminnan. Todellinen venttiilin nopeus määräytyy moottorin nopeuden ja välityssuhteen yhdistelmällä. Tämä yhdistelmä voidaan valita tarjoamaan venttiilin koko liikematka noin kahdesta sekunnista useisiin sekunteihin.

Venttiilin asennon ilmaisin

Käyttäjät vaativat tiettyjen venttiilien asennon osoittamista laitoksen asiantuntevan käytön mahdollistamiseksi. Tällaisille venttiileille on venttiilin asennon etäosoitus asentovalojen muodossa, jotka osoittavat, ovatko venttiilit auki vai kiinni. Venttiilin asennon etäilmaisinpiirit käyttävät asennonilmaisinta, joka tunnistaa varren ja levyn asennon tai toimilaitteen asennon. Eräs asennontunnistintyyppi on mekaaninen rajakytkin, jota käytetään fyysisesti venttiilin liikkeellä.

Toinen tyyppi ovat magneettikytkimet tai muuntajat, jotka tunnistavat magneettisydämiensä liikkeen ja joita käytetään fyysisesti venttiilin liikkeellä.

Paikallinen venttiilin asennon ilmaisu viittaa johonkin visuaalisesti havaittavaan venttiilin ominaisuuteen, joka ilmaisee venttiilin asennon. Nouseva karan venttiilin asento ilmaistaan ​​karan asennosta. Nousemattomissa karaventtiileissä on joskus pieniä mekaanisia osoittimia, joita venttiilin toimilaite käyttää samanaikaisesti venttiilin toiminnan kanssa. Tehokäyttöisissä venttiileissä on tyypillisesti mekaaninen osoitin, joka näyttää paikallisen venttiilin asennon. Toisaalta joissakin venttiileissä ei ole mitään toimintoa asennon osoittamiseen.

Venttiilitoimilaitteiden yhteenveto

• Manuaaliset toimilaitteet ovat yleisin venttiilitoimilaitetyyppi. Manuaaliset toimilaitteet sisältävät käsipyörät, jotka on kiinnitetty suoraan venttiilin karaan, ja käsipyörät, jotka on kiinnitetty hammaspyörien kautta mekaanisen edun tarjoamiseksi.
• Sähkömoottorien toimilaitteet koostuvat käännettävistä sähkömoottoreista, jotka on liitetty venttiilin karaan vaihteiston kautta, joka vähentää pyörimisnopeutta ja lisää vääntömomenttia.
• Pneumaattiset toimilaitteet käyttävät ilmanpainetta kalvon jommallakummalla tai molemmilla puolilla venttiilin asennonvoiman aikaansaamiseksi.
• Hydrauliset toimilaitteet käyttävät paineistettua nestettä männän toisella tai molemmilla puolilla venttiilin sijoittamiseen tarvittavan voiman aikaansaamiseksi.
• Solenoiditoimilaitteissa on magneettikiila, joka on kiinnitetty venttiilin karaan. Venttiilin asentovoima tulee magneettisen vetovoiman vaikutuksesta venttiilin varren ulokkeen ja venttiilin toimilaitteessa olevan sähkömagneetin kelan välillä.