Bevezetés a szelepmozgatókhoz

Szelep működtetők

A szelepmozgatókat számos tényező alapján választják ki, beleértve a szelep működtetéséhez szükséges nyomatékot és az automatikus működtetés szükségességét. A működtetők típusai közé tartozik a kézi kézikerék, kézi kar, elektromos motor, pneumatikus, mágnesszelep, hidraulikus dugattyú és önműködő. A kézi kézikerék és a kar kivételével minden állítómű hozzáigazítható automatikus működtetéshez.

Kézi, fix és kalapácsos működtetők
A kézi működtetők a szelepet bármilyen helyzetbe tudják állítani, de nem teszik lehetővé az automatikus működést. A legelterjedtebb típusú mechanikus működtető a kézikerék. Ebbe a típusba tartoznak a szárra rögzített kézikerekek, kalapácsos kézikerekek, valamint a fogaskerekeken keresztül a szárhoz csatlakoztatott kézikerekek.

A szárhoz rögzített kézikerekek
Amint az a képen látható, a szárhoz rögzített jobb kézi kerekek csak a kerék mechanikai előnyét biztosítják. Ha ezek a szelepek magas üzemi hőmérsékletnek vannak kitéve, a szelep bekötése megnehezíti a működést.

Kalapács kézikerék
Amint a képen látható, a kalapács kézikerék szabadon mozog a fordulat egy részén, majd nekiütközik egy másodlagos kerék fülének. A másodlagos kerék a szelepszárhoz van rögzítve. Ezzel az elrendezéssel a szelep zárható a szoros zárás érdekében, vagy kinyitható, ha beragadt.

Kézi működtetésű sebességváltó

Ha egy kézi működtetésű szelephez további mechanikai előnyre van szükség, akkor a szelepházat kézi működtetésű hajtóműfejekkel látják el, a képen látható módon. A fogaskerekes tengelyhez erősített speciális csavarkulcs vagy kézikerék lehetővé teszi, hogy egy személy kezelje a szelepet, amikor két személyre van szükség a sebességváltó előnye nélkül. Mivel a szelepszár egy fordulatához a fogaskerék több fordulata szükséges, a nagy szelepek működési ideje rendkívül hosszú. A fogaskerekes tengelyhez csatlakoztatott hordozható levegőmotorok használata csökkenti a szelep működési idejét.

Kézi működtetésű sebességváltó

Ha egy kézi működtetésű szelephez további mechanikai előnyre van szükség, akkor a szelepházat kézi működtetésű hajtóműfejekkel látják el, a képen látható módon. A fogaskerekes tengelyhez erősített speciális csavarkulcs vagy kézikerék lehetővé teszi, hogy egy személy kezelje a szelepet, amikor két személyre van szükség a sebességváltó előnye nélkül. Mivel a szelepszár egy fordulatához a fogaskerék több fordulata szükséges, a nagy szelepek működési ideje rendkívül hosszú. A fogaskerekes tengelyhez csatlakoztatott hordozható levegőmotorok használata csökkenti a szelep működési idejét.

Elektromos motor működtetők

Az elektromos motorok lehetővé teszik a szelep kézi, félautomata és automatikus működtetését. A motorokat főként nyitás-zárás funkciókra használják, bár alkalmasak arra, hogy a szelepet tetszőleges nyitási pontra pozícionálják, ahogy az alábbi képen is látható. A motor általában megfordítható, nagy sebességű típus, amely hajtóműsoron keresztül kapcsolódik a motor fordulatszámának csökkentésére és ezáltal a szárnál a nyomaték növelésére. A motor forgásiránya határozza meg a tárcsa mozgásának irányát.
Az elektromos működtetés lehet félautomata, mint amikor a motort egy vezérlőrendszer indítja el. A fogaskerékhez kapcsolható kézikerék biztosítja a szelep kézi működtetését. A végálláskapcsolók általában a motor automatikus leállítására szolgálnak teljesen nyitott és teljesen zárt szelephelyzetben. A végálláskapcsolók vagy fizikailag a szelep helyzetétől, vagy torziósan a motor nyomatékától működnek.

Hidraulikus működtetők

A hidraulikus működtetők biztosítják a szelep félautomata vagy automatikus pozícionálását, hasonlóan a pneumatikus működtetőkhöz. Ezek az aktuátorok dugattyút használnak a jelnyomás szelepszár mozgássá alakítására. A hidraulikus folyadékot a dugattyú mindkét oldalára táplálják, miközben a másik oldalt leeresztik vagy légtelenítik. Hidraulikafolyadékként vizet vagy olajat használnak. A mágnesszelepeket általában a hidraulikafolyadék automatikus vezérlésére használják, hogy irányítsák a szelep nyitását vagy zárását. Kézi szelepek is használhatók a hidraulikafolyadék szabályozására; így biztosítva a félautomata működést.

Önműködő szelepek

Az önműködő szelepek a rendszerfolyadékot használják a szelep pozicionálására. A nyomáscsökkentő szelepek, a biztonsági szelepek, a visszacsapó szelepek és a gőzleválasztók példák az önműködő szelepekre. Mindezek a szelepek a rendszerfolyadék bizonyos jellemzőit használják a szelep működtetésére. Ezeknek a szelepeknek a működéséhez nincs szükség a rendszeren kívüli áramforrásra.

Egyetlen mágnesszelepeka szelep helyzetétől függően feszültségmentesített mágnesszelep mellett hibanyitottnak vagy hibazártnak nevezik. A meghibásodott mágnesszelepek rugónyomással nyithatók, és a mágnesszelep feszültség alá helyezésével záródnak. A hibásan zárt mágnesszelepek rugónyomással záródnak, és a mágnesszelep feszültség alá helyezésével nyithatók. A kettős mágnesszelepek általában „ahogy vannak”. Vagyis a szelep helyzete nem változik, ha mindkét mágnesszelep feszültségmentes.
A mágnesszelepek egyik alkalmazási területe a levegőrendszerek, például a pneumatikus szelepmozgatók levegőellátására szolgáló rendszerek. A mágnesszelepek a pneumatikus szelepmozgató levegőellátásának és ezáltal a pneumatikus működtetésű szelep helyzetének szabályozására szolgálnak.

Az erőműködtetők sebessége

Az üzembiztonsági megfontolások megszabják a szelep fordulatszámát bizonyos biztonsági vonatkozású szelepeknél. Ha egy rendszert nagyon gyorsan le kell választani vagy kinyitni, nagyon gyors szelepműködtetésre van szükség. Ahol a szelep nyitása viszonylag hideg víz befecskendezését eredményezi a forró rendszerbe, lassabb nyitásra van szükség a hősokk minimalizálása érdekében. A műszaki tervezés a biztonsági szelepek működtetőelemét a sebesség és a teljesítmény követelményei, valamint az aktuátor rendelkezésére álló energia alapján választja ki.

Általában a leggyorsabb működtetést hidraulikus, pneumatikus és mágnesszelepek biztosítják. A mágnesszelepek azonban nem praktikusak nagy szelepekhez, mert méretük és teljesítményigényük túlzott lenne. Ezenkívül a hidraulikus és pneumatikus hajtóművekhez rendszerre van szükség a hidraulikus vagy pneumatikus energia biztosítására. A működtetés sebessége mindkét esetben beállítható megfelelő méretű nyílások beépítésével a hidraulikus vagy pneumatikus vezetékekbe. Bizonyos esetekben a szelepet rugónyomás zárja, amely ellen hidraulikus vagy pneumatikus nyomás áll, hogy a szelep nyitva maradjon.

Az elektromos motorok viszonylag gyors működtetést biztosítanak. A szelep tényleges fordulatszámát a motor fordulatszáma és az áttételi arány kombinációja állítja be. Ez a kombináció úgy választható, hogy a teljes szelepút körülbelül két másodperctől néhány másodpercig terjedjen.

Szelephelyzet jelzés

Az üzemeltetők megkövetelik bizonyos szelepek helyzetének jelzését, hogy lehetővé tegyék az üzem megfelelő működését. Az ilyen szelepeknél a szelephelyzet távoli jelzése helyzetjelző lámpák formájában van biztosítva, amelyek jelzik, hogy a szelepek nyitva vagy zárva vannak. A távoli szelephelyzet-jelző áramkörök helyzetérzékelőt használnak, amely érzékeli a szelepszár és a tárcsa helyzetét vagy a működtetőelem helyzetét. A helyzetérzékelők egyik típusa a mechanikus végálláskapcsoló, amely fizikailag szelepmozgással működik.

Egy másik típus a mágneses kapcsolók vagy transzformátorok, amelyek érzékelik a mágneses magjuk mozgását, és amelyeket fizikailag szelepmozgással működtetnek.

A helyi szelephelyzet jelzés a szelep néhány vizuálisan észrevehető jellemzője, amely a szelep helyzetét jelzi. A szelepszár emelkedő helyzetét a szár helyzete jelzi. A nem emelkedő szárú szelepek néha kis mechanikus mutatókkal rendelkeznek, amelyeket a szelepműködtető a szelep működésével egyidejűleg működtet. Az elektromos működtetésű szelepek jellemzően mechanikus mutatóval rendelkeznek, amely helyi szelephelyzet jelzést biztosít. Másrészt egyes szelepek nem rendelkeznek helyzetjelző funkcióval.

A szelepmozgatók összefoglalása

• A kézi működtetők a szelepmozgatók leggyakoribb típusai. A kézi működtetők közé tartoznak a közvetlenül a szelepszárhoz csatlakoztatott kézikerekek és a fogaskerekeken keresztül rögzített kézikerekek a mechanikai előny biztosítása érdekében.
• Az elektromos motor működtetői megfordítható villanymotorokból állnak, amelyek a szelepszárhoz kapcsolódnak egy hajtóműsoron keresztül, amely csökkenti a forgási sebességet és növeli a nyomatékot.
• A pneumatikus működtetők légnyomást alkalmaznak a membrán egyik vagy mindkét oldalán, hogy biztosítsák a szelep pozicionálásához szükséges erőt.
• A hidraulikus működtetők nyomás alatt lévő folyadékot használnak a dugattyú egyik vagy mindkét oldalán, hogy biztosítsák a szelep pozicionálásához szükséges erőt.
• A mágnesszelep működtetők egy mágneses csonkkal vannak rögzítve a szelepszárhoz. A szelep pozicionálására szolgáló erő a szelepszáron lévő csigák és a szelepműködtetőben lévő elektromágnes tekercs közötti mágneses vonzásból ered.