Ievads vārstu izpildmehānismos

Vārstu izpildmehānismi

Vārsta izpildmehānismi tiek izvēlēti, pamatojoties uz vairākiem faktoriem, tostarp griezes momentu, kas nepieciešams vārsta darbībai, un vajadzību pēc automātiskas iedarbināšanas. Pievadu veidi ietver manuālo rokratu, manuālo sviru, elektromotoru, pneimatisko, solenoīdu, hidraulisko virzuli un pašdarbojošos. Visi izpildmehānismi, izņemot manuālo rokratu un sviru, ir pielāgojami automātiskai iedarbināšanai.

Manuālie, fiksētie un āmura izpildmehānismi
Manuālie izpildmehānismi var novietot vārstu jebkurā pozīcijā, bet neļauj darboties automātiski. Visizplatītākais mehāniskais izpildmehānisms ir rokrats. Šis tips ietver rokratus, kas piestiprināti pie kāta, āmura rokratus un rokratus, kas savienoti ar kātu caur zobratiem.

Rokas riteņi, kas piestiprināti pie kāta
Kā parādīts attēlā labajā pusē, pie kāta piestiprinātie rokrati nodrošina tikai riteņa mehāniskās priekšrocības. Ja šie vārsti ir pakļauti augstām darba temperatūrām, vārstu nostiprināšana apgrūtina darbību.

Āmura rokrats
Kā parādīts attēlā, āmura rokrats brīvi pārvietojas pa sava pagrieziena daļu un pēc tam atsitas pret sekundārā riteņa izciļņiem. Sekundārais ritenis ir piestiprināts pie vārsta kāta. Izmantojot šo izkārtojumu, vārstu var aizvērt, lai tas cieši noslēgtu, vai atvērt, ja tas ir aizvērts.

Manuāli vadāma ātrumkārba

Ja manuāli darbināmam vārstam ir nepieciešamas papildu mehāniskās priekšrocības, vārsta pārsegs ir aprīkots ar manuāli darbināmām zobratu galviņām, kā parādīts attēlā. Īpaša uzgriežņu atslēga vai rokrats, kas piestiprināts pie zobrata vārpstas, ļauj vienam cilvēkam darbināt vārstu, ja var būt nepieciešami divi cilvēki bez pārnesuma priekšrocībām. Tā kā, lai izveidotu vienu vārsta kāta apgriezienu, ir nepieciešami vairāki zobrata apgriezieni, lielu vārstu darbības laiks ir ārkārtīgi ilgs. Pārnēsājamu gaisa motoru izmantošana, kas savienoti ar zobrata vārpstu, samazina vārsta darbības laiku.

Manuāli vadāma ātrumkārba

Ja manuāli darbināmam vārstam ir nepieciešamas papildu mehāniskās priekšrocības, vārsta pārsegs ir aprīkots ar manuāli darbināmām zobratu galviņām, kā parādīts attēlā. Īpaša uzgriežņu atslēga vai rokrats, kas piestiprināts pie zobrata vārpstas, ļauj vienam cilvēkam darbināt vārstu, ja var būt nepieciešami divi cilvēki bez pārnesuma priekšrocībām. Tā kā, lai izveidotu vienu vārsta kāta apgriezienu, ir nepieciešami vairāki zobrata apgriezieni, lielu vārstu darbības laiks ir ārkārtīgi ilgs. Pārnēsājamu gaisa motoru izmantošana, kas savienoti ar zobrata vārpstu, samazina vārsta darbības laiku.

Elektromotoru izpildmehānismi

Elektromotori nodrošina manuālu, pusautomātisku un automātisku vārsta darbību. Motori galvenokārt tiek izmantoti atvēršanas-aizvēršanas funkcijām, lai gan tie ir pielāgojami vārsta novietošanai uz jebkura punkta atvēršanu, kā parādīts attēlā zemāk. Motors parasti ir atgriezenisks, ātrgaitas motors, kas savienots caur zobratu, lai samazinātu motora ātrumu un tādējādi palielinātu griezes momentu pie kāta. Motora griešanās virziens nosaka diska kustības virzienu.
Elektriskā iedarbināšana var būt pusautomātiska, tāpat kā tad, kad motoru iedarbina vadības sistēma. Rokas ritenis, ko var iedarbināt ar pārnesumu vilcienu, nodrošina vārsta manuālu darbību. Parasti tiek nodrošināti gala slēdži, lai automātiski apturētu motoru pilnībā atvērtā un pilnībā aizvērtā vārsta pozīcijās. Gala slēdžus darbina vai nu fiziski ar vārsta stāvokli, vai griezes veidā ar motora griezes momentu.

Hidrauliskie izpildmehānismi

Hidrauliskie izpildmehānismi nodrošina pusautomātisku vai automātisku vārsta pozicionēšanu, līdzīgi kā pneimatiskajiem izpildmehānismiem. Šie izpildmehānismi izmanto virzuli, lai pārveidotu signāla spiedienu vārsta kāta kustībā. Hidrauliskais šķidrums tiek padots abās virzuļa pusēs, kamēr otra puse tiek iztukšota vai atgaisota. Kā hidraulisko šķidrumu izmanto ūdeni vai eļļu. Solenoīda vārstus parasti izmanto automātiskai hidrauliskā šķidruma vadībai, lai virzītu vārsta atvēršanu vai aizvēršanu. Hidrauliskā šķidruma kontrolei var izmantot arī manuālos vārstus; tādējādi nodrošinot pusautomātisku darbību.

Pašdarbojošie vārsti

Pašdarbojošie vārsti izmanto sistēmas šķidrumu, lai novietotu vārstu. Atslodzes vārsti, drošības vārsti, pretvārsti un tvaika uztvērēji ir pašdarbināmu vārstu piemēri. Visi šie vārsti izmanto kādu sistēmas šķidruma raksturlielumu, lai iedarbinātu vārstu. Šo vārstu darbībai nav nepieciešams strāvas avots ārpus sistēmas šķidruma enerģijas.

Atsevišķi solenoīda vārstitiek saukti par atteici atvērtu vai aizvērtu atkarībā no vārsta stāvokļa ar atslēgtu solenoīdu. Kļūdas atvēršanas solenoīda vārsti tiek atvērti ar atsperes spiedienu un aizvērti, iedarbinot solenoīdu. Neatbilstoši aizvērti solenoīda vārsti tiek aizvērti ar atsperes spiedienu un atvērti, iedarbinot solenoīdu. Divkāršie solenoīda vārsti parasti neizdodas “kā ir”. Tas nozīmē, ka vārsta pozīcija nemainās, kad abi solenoīdi ir atvienoti.
Viens solenoīda vārstu pielietojums ir gaisa sistēmās, piemēram, tajās, ko izmanto gaisa padevei pneimatisko vārstu izpildmehānismiem. Solenoīda vārstus izmanto, lai kontrolētu gaisa padevi pneimatiskajam izpildmehānismam un līdz ar to pneimatiski darbināmā vārsta stāvokli.

Jaudas izpildmehānismu ātrums

Iekārtas drošības apsvērumi nosaka vārstu ātrumu noteiktiem ar drošību saistītiem vārstiem. Ja sistēma ir ļoti ātri jāizolē vai jāatver, ir nepieciešama ļoti ātra vārsta iedarbināšana. Ja vārsta atvēršanas rezultātā karstā sistēmā tiek iesmidzināts salīdzinoši auksts ūdens, ir nepieciešama lēnāka atvēršana, lai samazinātu termisko šoku. Inženiertehniskā konstrukcija izvēlas izpildmehānismu ar drošību saistītiem vārstiem, pamatojoties uz ātruma un jaudas prasībām un enerģijas pieejamību izpildmehānismam.

Kopumā ātrāko iedarbināšanu nodrošina hidrauliskie, pneimatiskie un solenoīda izpildmehānismi. Tomēr solenoīdi nav praktiski lieliem vārstiem, jo ​​to izmēri un jaudas prasības būtu pārmērīgas. Arī hidrauliskajiem un pneimatiskajiem izpildmehānismiem ir nepieciešama sistēma hidrauliskās vai pneimatiskās enerģijas nodrošināšanai. Iedarbināšanas ātrumu jebkurā gadījumā var iestatīt, uzstādot atbilstoša izmēra atveres hidrauliskajās vai pneimatiskajās līnijās. Dažos gadījumos vārsts tiek aizvērts ar atsperes spiedienu, kam pretojas hidrauliskais vai pneimatiskais spiediens, lai vārsts būtu atvērts.

Elektromotori nodrošina salīdzinoši ātru iedarbināšanu. Faktisko vārsta ātrumu nosaka motora apgriezienu skaita un pārnesuma attiecības kombinācija. Šo kombināciju var izvēlēties, lai nodrošinātu pilnu vārsta gājienu diapazonā no aptuveni divām sekundēm līdz vairākām sekundēm.

Vārsta stāvokļa indikācija

Operatori pieprasa norādīt noteiktu vārstu stāvokli, lai nodrošinātu rūpīgas iekārtas darbību. Šādiem vārstiem tiek nodrošināta tālvadības vārsta stāvokļa indikācija gabarītgaismas veidā, kas norāda, vai vārsti ir atvērti vai aizvērti. Attālās vārsta pozīcijas indikācijas ķēdēs tiek izmantots pozīcijas detektors, kas uztver kāta un diska pozīciju vai izpildmehānisma pozīciju. Viens no pozīcijas detektoru veidiem ir mehāniskais gala slēdzis, ko fiziski darbina ar vārsta kustību.

Cits veids ir magnētiskie slēdži vai transformatori, kas uztver to magnētisko serdeņu kustību, ko fiziski darbina ar vārstu kustību.

Vietējā vārsta stāvokļa indikācija attiecas uz kādu vizuāli saskatāmu vārsta raksturlielumu, kas norāda vārsta stāvokli. Augošā kāta vārsta stāvokli norāda kāta stāvoklis. Neceļošajiem kāta vārstiem dažreiz ir mazi mehāniski rādītāji, kurus vārsta izpildmehānisms darbina vienlaikus ar vārsta darbību. Jaudas darbināmiem vārstiem parasti ir mehānisks rādītājs, kas nodrošina lokālu vārsta stāvokļa indikāciju. No otras puses, dažiem vārstiem nav pozīcijas indikācijas funkciju.

Vārstu izpildmehānismu kopsavilkums

• Manuālie izpildmehānismi ir visizplatītākais vārstu izpildmehānismu veids. Manuālie izpildmehānismi ietver rokratus, kas piestiprināti tieši pie vārsta kāta, un rokratus, kas piestiprināti caur zobratu, lai nodrošinātu mehāniskas priekšrocības.
• Elektromotoru izpildmehānismi sastāv no reversīviem elektromotoriem, kas savienoti ar vārsta kātu caur zobratu, kas samazina rotācijas ātrumu un palielina griezes momentu.
• Pneimatiskie izpildmehānismi izmanto gaisa spiedienu vienā vai abās diafragmas pusēs, lai nodrošinātu spēku vārsta pozicionēšanai.
• Hidrauliskie izpildmehānismi izmanto spiediena šķidrumu vienā vai abās virzuļa pusēs, lai nodrošinātu vārsta novietošanai nepieciešamo spēku.
• Solenoīda izpildmehānismiem pie vārsta kāta ir piestiprināts magnētiskais svirs. Spēks vārsta pozicionēšanai rodas no magnētiskās pievilkšanās starp vārsta kāta spraugu un elektromagnēta spoli vārsta izpildmehānismā.