Два предохранительных клапана, заказанные с одинаковым давлением срабатывания, одинаковым размером впускного отверстия и одинаковым материалом корпуса, могут вести себя на одном коллекторе совершенно по-разному. Один удерживает диск с помощью пружины; другой удерживает его закрытым за счет самого технологического давления, подаваемого через небольшой пилотный клапан. Эта разница определяет рабочий запас, который вы можете сохранить, то, как клапан реагирует на противодавление, и массу, которую вы поднимаете во время поворота.
Приведенные ниже примечания составлены с точки зрения выбора и устранения неисправностей и охватывают предохранительные клапаны, автономные регуляторы и электромагнитные клапаны с пилотным управлением.
Что такое пилотный клапан и почему он существует
Клапан с пилотным управлением представляет собой двухступенчатое устройство, в котором небольшой пилот воспринимает давление или получает сигнал, а возникающее в результате изменение в камере управления позволяет открыть или закрыть гораздо больший главный клапан.
Главный клапан выполняет свою работу, не будучи прочным. В подпружиненном предохранительном клапане пружина отталкивается от давления системы, действующего на всю площадь седла, поэтому удвоение диаметра седла примерно в четыре раза увеличивает требуемую силу пружины, и у клапана появляется высокий капот и тяжелый корпус. В конструкции с пилотным управлением диск удерживается в закрытом состоянии за счет давления, находящегося в куполе над ним. Поскольку купол действует на большую площадь, чем сиденье, умеренное давление купола создает большую силу закрытия, а пилотная пружина перемещает только светочувствительный элемент.
Клапан с пилотным управлением — это клапан, открытие или закрытие которого инициируется небольшим пилотным элементом и осуществляется более крупным основным элементом, при этом пилот контролирует давление в камере вместо непосредственного подъема основного диска.
При давлении 100 бар и выше или при больших размерах отверстий предохранительный клапан с пилотным управлением может весить лишь долю подпружиненного эквивалента, и его можно перемещать без крана. Это меняет не только закупочную цену, но и вспомогательную сталь, загрузку сопел и оборотную логистику.
Как пилотный и главный клапан работают вместе
Приведенная ниже последовательность действий применима к большинству предохранительных клапанов с пилотным управлением; только внутренние части пилотного проекта различаются между поп-экшеном и модулирующим дизайном.
Входное давление проходит через небольшой ограничитель в купол. Давление купола действует на большую площадь, чем седло, поэтому результирующая сила удерживает диск плотно закрытым значительно ниже установленного давления.
Чувствительный элемент пилота, обычно поршень или диафрагма, начинает двигаться. Поток еще не проходит через основное седло, но пилот уже реагирует на сигнал давления.
Пилот выпускает воздух из купола быстрее, чем ограничитель успевает его заполнить. Давление в куполе падает, давление на входе поднимает диск, и клапан сбрасывает давление. Производительность зависит от главного отверстия, а не от пилота.
Когда давление падает, пилот закрывает и повторно повышает давление в куполе. Разрыв между давлением открытия и закрытия представляет собой продувку, и в конструкциях с пилотным управлением он обычно меньше, чем в обычном подпружиненном клапане.
Рестриктор купола представляет собой просверленную деталь диаметром несколько миллиметров и регулирует скорость открытия. Если он забивается грязью, воском или гидратом, купол не может вентилироваться, и клапан остается закрытым при давлении намного выше заданного. Если во время ремонта кто-то просверлит его слишком большого диаметра, клапан задребезжит. Относитесь к нему как к важной запасной детали, а не как к дыре.
Поп-затвор открывается почти полностью, как только достигается заданное давление. Модулирующие пилоты открываются пропорционально избыточному давлению и обычно выбираются для работы в условиях сжимаемости, где внезапный полный подъем может создать шум и вибрацию трубопровода.
Пилотное управление или пружинное управление: где выигрывает каждый
Конструкции с пилотным управлением выигрывают по эксплуатационному запасу, весу и устойчивости к противодавлению; Подпружиненные конструкции выигрывают от грязного обслуживания и механической простоты.
Выберите пилотное управление, когда
- Вы должны работать при давлении от 93 до 95 процентов от заданного, не доводя до кипения.
- Клапан большой, давление высокое или нагрузки на форсунки тугие.
- Выпуск подает в общий коллектор с наложенным противодавлением.
- Требуется дистанционное зондирование или индикатор подъема.
Выбирайте подпружиненный, когда
- Среда загрязнена, липка или склонна к полимеризации.
- При обслуживании на месте предпочитают использовать одну сборку без трубок.
- Обязанность небольшая, чистая и умеренная по напору.
- Никто не может проверять пилотные фильтры вовремя.
| Критерий | Пилотное управление | Подпружиненный |
|---|---|---|
| Операционная маржа | Примерно до 95 процентов заданного давления | Около 90 процентов заданного давления |
| Вес с большим отверстием | Ниже, не требуется тяжелая пружина | Быстро поднимается в зависимости от площади сиденья и давления |
| Допуск противодавления | Хорошо со сбалансированным пилотом | Ограничено, если не установлен сильфон. |
| Грязный или липкий носитель | Пилот и ограничитель могут заблокировать | Более снисходительный в большинстве случаев |
| Дистанционное зондирование | Доступно через пилотную версию | Не практично |
| Настройка регулировки давления | Часто у пилота | Сжатие пружины, необходим доступ |
Регуляторы, противодавление и цифры для проверки
Обратное давление является наиболее распространенной причиной того, что предохранительный клапан с пилотным управлением правильного размера все еще плохо работает в эксплуатации, и эти две формы должны указываться отдельно.
Регуляторы с пилотным управлением
Регулятор с пилотным управлением применяет ту же двухступенчатую логику для непрерывного управления: небольшой пилотный регулятор определяет давление на выходе и регулирует давление нагрузки на диафрагму главного клапана, которая дросселирует плунжер для поддержания заданного значения.
Самоуправляемый клапан регулирования давления и расхода Автоматический регулятор для линий газа, жидкости и пара, не требующий внешнего источника питания; рассмотреть его возможности по снижению давления и стабилизации. Посмотреть продукт → Автономные версии не нуждаются в приборном воздухе и электроэнергии, поэтому они используются в линиях пара, воды, газа и азота. Их пределы и случаи, когда они дают неправильный ответ, изложены в этом руководстве по самодействующие регуляторы, работающие без внешнего источника питания .
Наложенное и нарастающее противодавление
- Перед открытием клапана на выходе существует наложенное обратное давление, обычно из общего нагнетательного коллектора, и оно смещает эффективное давление срабатывания несбалансированной конструкции.
- Возникающее противодавление возникает только во время потока через клапан и является свойством последующего трубопровода, а не клапана.
- Большинство предохранительных клапанов с пилотным управлением гораздо лучше переносят наложенное противодавление, чем простой подпружиненный клапан, но только тогда, когда пилот указан как сбалансированный.
Если противодавление создается за счет преднамеренной газовой подушки, а не предохранительного коллектора, ответом обычно является контролируемое уплотнительное устройство вместо предохранительного клапана большего размера.
Клапан сброса азота для контроля давления в резервуаре Подпружиненное предохранительное устройство, которое стравливает азот, когда давление в резервуаре превышает заданное значение, и закрывается при падении давления; помогает уменьшить потери газа. Посмотреть продукт → Предохранительный клапан не является регулятором. Предохранительный клапан с пилотным управлением остается закрытым до тех пор, пока не будет установлено давление, а затем открывается; регулятор модулирует непрерывно. Использование одного вместо другого приводит либо к плохому управлению, либо к небезопасной установке.
Электромагнитные и обратные клапаны с пилотным управлением
В электромагнитном клапане с пилотным управлением катушка перемещает только крошечное пилотное отверстие; Затем линейное давление смещает основную диафрагму, поэтому небольшой змеевик может переключать поток, с которым не может справиться клапан прямого действия того же размера.
Компромиссом является минимальный перепад давления, часто около 0,5 бар, прежде чем клапан надежно откроется. Ниже этой цифры честным выбором будет конструкция прямого действия. Заблокированное пилотное отверстие — это классический вид неисправности, поэтому установка фильтра на входе не является обязательной.
Катушка не открывает основное сиденье. Он вентилирует только пилотную камеру, поэтому соленоиды с пилотным управлением остаются компактными при высоком расходе и перестают работать в момент загрязнения пилотного канала.
Взрывозащищенные версии распространены там, где пилот находится в опасной зоне, а более широкий диапазон указан в каталог электромагнитных клапанов .
Взрывозащищенный электромагнитный клапан VaTTEN для опасных зон Встроенный электромагнитный клапан в алюминиевом корпусе с взрывозащитой EXDIBT4/EXDICT6, рабочим давлением 2–10 бар и сертификатом SIL3 для управления опасными зонами. Посмотреть продукт → Обратные клапаны с пилотным управлением
В гидравлических схемах та же идея разблокирует обратный поток: клапан остается закрытым от обратного потока до тех пор, пока отдельное управляющее давление не сдвинет тарелку с ее седла, именно так нагрузка удерживается, а затем намеренно освобождается.
Что отправить, прежде чем запросить цену
Клапан с пилотным управлением нельзя выбрать только по размеру и установочному давлению; приведенные ниже данные решают, является ли конструкция вообще жизнеспособной.
| Точка данных | Почему это меняет ответ |
|---|---|
| Установленное давление и нормальное рабочее давление | Определяет запас, который пилот должен удерживать, не кипятя. |
| Жидкость, фаза и температура | Указывает материал уплотнения, тип пилотного клапана и необходимость в фильтре. |
| Требуемая мощность | Определяет размер главного отверстия, независимого от пилота. |
| Наложенное и нарастающее противодавление | Решает, является ли сбалансированный пилот обязательным |
| Код и сертификация | Устанавливает требования к проверке мощности, маркировке и испытаниям. |
| Аксессуары | Лифт indicator, remote sensing and limit switch change the assembly |
Распространенные ошибки в спецификации
- Указано заданное давление, но не рабочее давление, что скрывает проблему с запасом до ввода в эксплуатацию.
- Рассматривать предохранительный клапан с пилотным управлением и регулятор с пилотным управлением как взаимозаменяемые в списке линий.
- Игнорирование длины и прокладки пилотной трубки, что приводит к увеличению задержки срабатывания на длинных трассах.
- Предполагается, что пилот выдержит загрязненную среду без фильтра или другого типа пилота.
Укажите рабочее давление, а не только давление срабатывания. Разница между ними — это то, что должен удерживать пилот, и это первое число, которое запросит поставщик.
Часто задаваемые вопросы
Почти при каждом запросе на пилотный клапан возникают четыре вопроса. Далее следуют краткие ответы.
Является ли пилотный клапан тем же самым, что и пилотный предохранительный клапан?
Нет. Предохранительный клапан является одним из членов семейства. Тот же двухступенчатый принцип применяется в регуляторах давления, электромагнитных клапанах и гидравлических обратных клапанах, где пилот управляет потоком, а не обеспечивает защиту от избыточного давления.
Использует ли предохранительный клапан с пилотным управлением пружину?
Да, но маленький внутри пилота. Он устанавливает давление, при котором пилот реагирует, в то время как основной диск удерживается закрытым давлением купола, поэтому главный клапан остается компактным при высоких давлениях срабатывания.
Может ли клапан с пилотным управлением работать с грязными или кристаллизующимися средами?
Часто не без помощи. Пилотные отверстия и дроссели имеют небольшие размеры, поэтому сетчатые фильтры, подогрев, промывочные соединения или переход на подпружиненную конструкцию стоит обсуждать до заказа, а не после первого засора.
Насколько близко к заданному давлению он может работать?
Многие поставщики указывают около 95 процентов давления срабатывания для предохранительных клапанов с пилотным управлением против примерно 90 процентов для подпружиненных. Подтвердите цифру для конкретного пилота, поскольку на нее влияет материал сиденья, температура и противодавление.
Подберите основное отверстие по производительности, выберите пилот для среды и противодавления, а также включите ограничитель и пилотный фильтр в график технического обслуживания. Большинство проблем с пилотными клапанами в полевых условиях связаны с одним из этих трех решений.
