Klizni ventili na zračni pogon: Potpuni vodič

Kako rade klizni ventili na zračni pogon

Klizni ventili na zračni pogon kontrolirajte protok primjenom pritiska komprimiranog zraka na vanjsku stranu savitljive gumene čahure, uzrokujući da se čahura savije prema unutra i priklješti. Kada se tlak zraka oslobodi, prirodna elastičnost rukavca ga vraća u potpuno otvoren položaj, vraćajući neograničeni protok kroz provrt ventila. Ovo načelo rada bitno se razlikuje od kuglastih ventila, zasunskih ventila ili leptir ventila — nema unutarnjih mehaničkih komponenti, sjedišta, diskova ili stabljika koje dolaze u dodir s procesnim medijem. Čahura je jedini mokri dio, a cjelokupna funkcija kontrole protoka ostvaruje se njegovom elastičnom deformacijom.

Ovaj dizajn daje zračnim klipnim ventilima niz karakteristika performansi koje nijedan drugi tip ventila ne može ponoviti u istom rasponu primjena. Otvoreni položaj punog provrta stvara nultu restrikciju protoka i nultu turbulenciju kada je ventil otvoren, što ga čini idealnim za abrazivne muljove, viskozne tekućine i medije koji sadrže krutine koje bi začepile, nagrizle ili zaglavile konvencionalne unutarnje dijelove ventila. Djelovanje samočišćenja rukavca dok se otvara i zatvara sprječava nakupljanje čestica na mjestu brtvljenja — stalan problem s ventilima sa sjedištem koji rukuju taloženjem ili kristalizirajućim medijima.

Dvije konfiguracije pokretanja: otvorenog tipa i zatvorenog tipa

Klizni ventili na zračni pogon proizvode se u dvije različite konfiguracije tijela, od kojih svaka odgovara različitim radnim uvjetima i vrstama medija. Razumijevanje razlika bitno je za točnu specifikaciju.

Pinč ventili s otvorenim tijelom

U dizajnu s otvorenim tijelom, gumena čahura je izložena između dviju krajnjih prirubnica ili krajnjih priključaka, s mehanizmom za pokretanje — obično mehaničkom polugom ili mjehurom pod pritiskom zraka — koji je u kontaktu s čahurom izvana. Ova konfiguracija omogućuje vizualni pregled stanja rukavca tijekom rada i olakšava brzu zamjenu rukavca bez uklanjanja ventila iz cjevovoda. Klizni ventili s otvorenim tijelom i zračnim pogonom obično se specificiraju u primjenama gdje se očekuje značajno trošenje rukavca, kao što je prijenos keramičke kaše ili obrada minerala, gdje brzi pristup održavanju smanjuje zastoje.

Stezni ventili zatvorenog tijela

Klizni ventili zatvorenog tijela sa zračnim pogonom drže rukavac unutar krutog metalnog ili ojačanog tijela, sa komprimiranim zrakom uvedenim u prstenasti prostor između vanjske stijenke rukavca i unutrašnjosti tijela. Kada se pritisak zraka primijeni na ovu prstenastu komoru, on djeluje ravnomjerno po cijelom opsegu rukavca, proizvodeći vrlo dosljedno i simetrično zatvaranje. Ova konfiguracija osigurava superiorno obuzdavanje tlaka, čineći dizajne zatvorenog tijela standardnim izborom za aplikacije s višim tlakom i medije koji ne mogu biti izloženi atmosferi čak ni trenutno, kao što su toksični, zapaljivi ili sterilni procesni tokovi.

Materijali rukava i njihova procesna kompatibilnost

Čahura je najkritičnija komponenta svakog zračnog klipnog ventila — to je jedini dio u kontaktu s procesnim medijem, a njegov materijal mora biti kemijski kompatibilan s tekućinom, fizički izdržljiv pod očekivanim uvjetima abrazije i tlaka, te sposoban za ponovljene elastične cikluse bez pucanja uslijed zamora. Odabir materijala rukavca stoga je jednako važan kao i bilo koji drugi parametar specifikacije.

Debljina stijenke rukavca i broj ojačanih slojeva tkanine također značajno utječu na performanse. Nastavci s težim zidom i višestrukim slojevima za pojačanje podnose veće unutarnje pritiske i pružaju veću otpornost na vanjsku abraziju, ali zahtijevaju veći zračni pritisak za pokretanje kako bi se postiglo potpuno zatvaranje. Navlake tanjih stijenki zatvaraju se pri nižim tlakovima zraka i nude veću osjetljivost za prigušne primjene, ali imaju niže vrijednosti tlaka. Uvijek odredite konstrukciju rukavca u kombinaciji s radnim rasponom tlaka i dovodom zraka za pokretanje koji je dostupan na mjestu ugradnje.

Industrije i primjene u kojima se nalaze zračni klizni ventili Excel

Jedinstveni princip rada zračnih klipnih ventila čini ih preferiranim — iu mnogim slučajevima jedinim praktičnim — izborom u nizu industrija koje se bave teškim medijima koji bi brzo uništili konvencionalne dizajne ventila.

Rudarstvo i obrada minerala

Rudarstvo predstavlja najveći pojedinačni sektor primjene zračnih klipnih ventila. Muljevite rude, jalovina, voda za ispiranje ugljena i mineralni koncentrati vrlo su abrazivni i često sadrže grube krutine koje bi nagrizle metalna sjedišta ventila i diskove unutar tjedana rada. Gumena čahura potisnog ventila elastično apsorbira udar abrazivnih čestica, raspoređujući habanje po cijeloj površini čahure umjesto da je koncentrira na liniji sjedišta. U dobro projektiranim rudarskim instalacijama, čahure ventila za stezanje rutinski postižu radni vijek mjeren u mjesecima gdje konkurentski tipovi ventila otkazuju u roku od nekoliko dana.

Voda i pročišćavanje otpadnih voda

Komunalna i industrijska postrojenja za pročišćavanje vode specificiraju klizne ventile na zračni pogon za rukovanje muljem, pražnjenje komore za pijesak, kontrolu ispiranja filtra i vodove za doziranje kemikalija. Samočišćenje zatvaranja sprječava nakupljanje mulja na sjedištu ventila — kronični problem održavanja sa zasuncima i leptir ventilima u ovim servisima. EPDM navlake pružaju kemijsku otpornost potrebnu za kontakt s otopinama klora, željeznim sulfatom i polimernim flokulantima koji se koriste u procesima obrade.

Hrana, piće i lijekovi

U primjenama higijenskih procesa, glatki provrt čahure ventila bez pukotina ispunjava zahtjeve za čišćenje na mjestu (CIP) i sterilizaciju na mjestu (SIP) koje mnogi konvencionalni ventili ne mogu zadovoljiti. Materijali za navlake namijenjeni prehrani i FDA-u omogućuju izravan kontakt s prehrambenim proizvodima, pićima i farmaceutskim međuproizvodima bez rizika od kontaminacije. Potpuna odsutnost unutarnjih komponenti ventila eliminira mrtve zone i točke zadržavanja proizvoda koje stvaraju utočište mikroba u dijafragmi i ventilima sa sjedištem.

Kemijska i industrijska obrada

Kemijske tvornice koriste klizne ventile s zračnim pogonom za korozivne kisele i lužine kaše, medije za kristalizaciju i visoko viskozne tekućine gdje bi uobičajeni unutarnji dijelovi ventila bili napadnuti ili blokirani. Sposobnost određivanja materijala rukavca neovisno o materijalu tijela omogućuje inženjerima optimizaciju kemijske otpornosti za specifičnu kemiju procesa uz održavanje strukturalnog integriteta tijela ventila u okolnom okruženju.

Dimenzioniranje i aktivacijski tlak: ključni parametri specifikacije

Ispravno dimenzioniranje klipnih ventila na zračni pogon zahtijeva razmatranje nekoliko međusobno povezanih parametara. Ispravan rad u fazi specifikacije sprječava i kvarove u radu i prerano trošenje navlake tijekom rada.

• Usklađivanje veličine linije — Stezni ventili dostupni su od DN15 (½ inča) do DN600 (24 inča) i više za prilagođene primjene. Provrt ventila trebao bi točno odgovarati provrtu cjevovoda kako bi se održale karakteristike protoka u cijelom provrtu i spriječilo trošenje rukavca izazvano turbulencijama na prijelazima veličine.
• Nazivni radni tlak — Nazivni tlak rukavca mora premašiti maksimalni tlak sustava, uključujući uvjete vodenog udara i prenapona. Tipični zračni klizni ventili sa zatvorenim tijelom ocijenjeni su od 3 bara do 10 bara, ovisno o konstrukciji rukavca i veličini provrta, pri čemu veći provrti općenito imaju niže vrijednosti tlaka zbog povećane sile potrebne za zatvaranje rukavca protiv tlaka u cjevovodu.
• Aktivacijski tlak zraka — Da bi se postiglo pouzdano potpuno zatvaranje, aktivacijski tlak zraka mora premašiti tlak u cjevovodu za granicu koju je odredio proizvođač — obično 1,5 do 2 puta veći od tlaka u cjevovodu za dizajne zatvorenog tijela. Provjerite je li raspoloživi tlak dovoda zraka instrumenta na točki ugradnje dovoljan prije specificiranja ventila, budući da je neadekvatan tlak aktiviranja najčešći uzrok nepotpunog zatvaranja i rezultirajućeg trošenja rukavca.
• Siguran položaj — Klizni ventili sa zračnim pogonom mogu se konfigurirati u slučaju kvara (čahura je otvorena kada se izgubi dovod zraka) ili bez greške (čahura je zatvorena kada se izgubi dovod zraka) ovisno o sigurnosnim zahtjevima procesa. Zatvoreno pri kvaru je češća konfiguracija i postiže se s normalno zatvorenim solenoidnim ventilom na dovodu zraka. Otvorene konfiguracije zahtijevaju povratnu oprugu ili sustav spremnika zraka za održavanje otvorenog položaja rukavca pri gubitku zraka.
• Frekvencija ciklusa — Zamorni vijek rukavca izravno je povezan s brojem ciklusa otvaranja i zatvaranja. Prijave koje zahtijevaju visoku učestalost ciklusa - kao što su šaržno doziranje ili pneumatski prijenosni skretnici - trebale bi odrediti rukavce s višim ocjenama ciklusa i planirati preventivnu zamjenu rukavca na temelju brojanja ciklusa, a ne kalendarskog vremena.

Instalacija, održavanje i zamjena rukavca

Jedna od operativnih najznačajnijih prednosti klipnih ventila na zračni pogon je jednostavnost zahtjeva za njihovim održavanjem. Bez unutarnjih metalnih komponenti koje bi mogle korodirati, erodirati ili zapeti, program održavanja gotovo se u potpunosti svodi na periodičnu inspekciju i zamjenu rukavca — zadatak koji ne zahtijeva posebne alate i može se dovršiti za nekoliko minuta na većini dizajna s otvorenim tijelom bez uklanjanja tijela ventila iz cjevovoda.

Orijentacija ugradnje je fleksibilna — klizni ventili na zračni pogon mogu se ugraditi u vodoravne, okomite ili nagnute cjevovode bez kompromisa u radu, iako je poželjna okomita ugradnja s protokom prema dolje za medije koji sadrže teške krutine kako bi se spriječilo taloženje u rukavcu kada je ventil zatvoren. Tijelo ventila treba poduprijeti neovisno o cjevovodu kako bi se izbjegao prijenos naprezanja cijevi na krajeve spojeva rukavca, što može uzrokovati preuranjeni kvar brtve prirubnice.

Rutinska inspekcija trebala bi se usredotočiti na vanjštinu rukavca radi površinskih pukotina, mjehurića ili otvrdnuća što ukazuje na kemijski napad ili toplinsku degradaciju, te na kvalitetu zatvaranja - ventil koji više ne postiže zatvaranje bez propuštanja unatoč ispravnom pritisku aktiviranja ima rukavac koji se približava kraju životnog vijeka i treba ga zakazati za zamjenu prije nego što dođe do potpunog kvara. Održavanje zaliha zamjenskih čahura od odgovarajućeg materijala i veličine u skladištu postrojenja eliminira produljene zastoje kada je potrebna hitna zamjena čahura i smatra se najboljom praksom u bilo kojem objektu koji radi s višestrukim zračnim klipnim ventilima u kritičnoj službi.