پنوماتیک دیافراگمی

بازگشت فنری (تکاثر) یا دوکاره

۱۰۰–۱۰,۰۰۰ lbf (سطح دیافراگم × فشار تغذیه)

خطی، تا ۴ اینچ (۱۰۰ میلیمتر)

فلنج ISO 5211 به بونت/یوک شیر؛ نصب مستقیم روی شیرهای گلوب، گیت و کنترل

نیتریل (NBR) / EPDM / ویتون (FKM) / فولاد ضدزنگ

کارتریجهای فنری متعدد؛ محدوده قابل تنظیم با انتخاب کارتریج؛ بسته شدن یا باز شدن با ایمنی خطا

چرا عملگرهای دیافراگمی شیرهای کنترل را اجرا میکنند

در هر واحد پتروشیمی یا اتاق کنترل نیروگاه قدم بزنید — شیرهایی که جریان را در خطوط فرآیند تنظیم میکنند تقریباً همیشه دیافراگمی هستند. تصادفی نیست. شیر کنترل گلوب پلاگ خود را بالا و پایین میبرد. این حرکت خطی است. عملگر دیافراگمی ساقه را پایین میفشارد (فشار هوا روی بالای دیافراگم مینشیند، فنر را فشرده میکند، ساقه را به سمت بسته شدن میبرد) و ساقه را رها میکند تا بالا برود (هوا حذف میشود، فنر به سمت باز شدن فشار میآورد). این فشار-کشش دقیقاً همان چیزی است که ساقه شیر گلوب نیاز دارد.

خود دیافراگم مبدل فشار به نیرو است. یک ورق لاستیکی صاف یا چینخورده که وقتی هوا به یک طرف فشار میآورد منحرف میشود. محاسبه ساده است — دیافراگم ۱۰۰ اینچ مربع در فشار تغذیه ۶۰ psi نیروی ۶,۰۰۰ lbf تحویل میدهد. چون سطح دیافراگم بزرگ است، نیروی معادل در فشار تغذیه پایینتر دریافت میکنید. نیازی به بالا بردن هوا به بیش از ۱۰۰ psi نیست همانطور که عملگرهای پیستونی نیاز دارند. هوای استاندارد ابزار دقیق در ۴۰–۸۰ psi کار را انجام میدهد.

این نیاز فشار پایینتر بیشتر از آنچه بیشتر مهندسان متوجه میشوند اهمیت دارد. سیستمهای هوای ابزار دقیق در کارخانههای قدیمی با فشار هدر ۶۰ psi کار میکنند و رگولاتورهای محلی فشار را به ۴۰ psi در شیر کاهش میدهند. عملگر دیافراگمی در آن فشار به خوبی کار میکند. عملگر پیستونی متوقف میشود.

بازگشت فنری یعنی آرامش خاطر

عملکرد ایمنی خطا دلیل دیگری است که عملگرهای دیافراگمی در کنترل فرآیند غالب هستند. اگر هوای تغذیه قطع شود — کمپرسور از کار بیفتد، هدر پاره شود، خط تغذیه مسدود شود — فنر شیر را به موقعیت ایمن میبرد. بسته برای بسته-در-خطا. باز برای باز-در-خطا. فنر به هوا، برق یا هیچ منبع انرژی خارجی وابسته نیست. فقط نیروی مکانیکی ذخیرهشده است که آزاد میشود. گرانش و فنر همیشه در دسترس هستند.

در خط بخار ۴۰۰ psig، میخواهید آن شیر کنترل در صورت قطع هوا بسته شود. فنر این کار را انجام میدهد. بدون پشتیبان باتری. بدون مخزن هوای ثانویه. فقط یک فنر فشرده داخل محفظه عملگر که ساقه را به موقعیت ایمن میفشارد. این قابلیت اطمینان دلیل نشستن عملگرهای دیافراگمی روی هر شیر کنترل حیاتی در کاربردهای پتروشیمی و نیروگاهی است.

جنس دیافراگم با شرایط سرویس مطابقت دارد

نیتریل برای سرویس عمومی نفت و گاز مناسب است. EPDM برای بخار و آب داغ به کار میرود — معمولاً در شیرهای کنترل آب تغذیه دیگ بخار. ویتون در برابر حملات شیمیایی در خطوط اسید و حلال مقاومت میکند. وقتی سیال فرآیندی آنقدر خورنده باشد که حتی ویتون هم تخریب شود، دیافراگمهای فولاد ضد زنگ وارد عمل میشوند. بر اساس محتوای داخل بدنه شیر انتخاب کنید، نه بر اساس ارزانترین گزینه در کاتالوگ.

محدودیت کورس را بشناسید

محرکهای دیافراگمی استاندارد تا ۴ اینچ کورس خطی ارائه میدهند. فراتر از آن، دیافراگم بیش از حد منحرف شده و سطح مؤثر خود را از دست میدهد — رانش افت میکند. طراحیهای دیافراگم چندمرحلهای طول کورس را افزایش میدهند، اما رانش را در ازای جابهجایی قربانی میکنید. اگر شیر کشویی شما به ۶ اینچ جابهجایی میله نیاز دارد، به دنبال سیلندر پیستونی هستید، نه محرک دیافراگمی.

پاسخ: نه بهطور مستقیم. محرکهای دیافراگمی رانش خطی تولید میکنند، نه گشتاور چرخشی. برای تبدیل حرکت خطی به چرخش ۹۰ درجه به براکت و اتصالات نیاز دارید — و این تبدیل پیچیدگی و حرکت از دست رفته اضافه میکند. برای شیرهای چرخش یکچهارم، به جای آن از محرکهای دندهای-پیستونی یا اسکاچ یوک استفاده کنید.

پاسخ: دیافراگم منحرف میشود و سطح فشار مؤثر آن با افزایش کورس کوچکتر میشود. دیافراگم در ۴ اینچ انحراف، سطح کاری کمتری نسبت به ۱ اینچ دارد. طراحیهای چندمرحلهای تا حدی جبران میکنند، اما تعادل بین طول کورس و خروجی رانش برای هندسه دیافراگم اساسی است.

الف) کارتریج‌های فنر را عوض کنید. مجموعه‌های مختلف فنر، نیروهای ایمنی متفاوتی تولید می‌کنند. محفظه محرک چندین فنر را در خود جای می‌دهد - شما مجموعه فنر را تعویض می‌کنید تا با نیروی نشیمنگاه مورد نیاز شیر شما مطابقت داشته باشد. نیازی به تعویض کل محرک نیست.

پاسخ: ۶۰ psi نقطه بهینه برای اکثر نصبهاست. این مقدار رانش کافی در اندازههای استاندارد دیافراگم ایجاد میکند و با فشار معمولی هدر هوای ابزار دقیق مطابقت دارد. اگر سیستم هوای شما فشار کمتری دارد — ۴۰ psi در کارخانههای قدیمیتر — اندازه دیافراگم بزرگتر را برای جبران مشخص کنید.

پاسخ: در سرویس کنترل مدولاسیون. محرکهای دیافراگمی اصطکاک آببندی ناچیزی دارند، که به معنای هیسترزیس کمتر و دقت موقعیت بهتر است. دیافراگم آزادانه خم میشود؛ اورینگ پیستون در برابر سیلندر کشیده میشود. این تفاوت اصطکاک زمانی مهم است که در ۳۰٪ باز دریچه گاز را تنظیم میکنید و پوزیشنر تنظیمات کوچکی انجام میدهد.