Grundlagen der Ventile
1. Die grundlegenden Parameter des Ventils: Nenndruck PN, Nenndurchmesser DN
2. Die grundlegende Funktion des Ventils: das Medium absperren, den Durchfluss regulieren und die Durchflussrichtung ändern.
3. Die wichtigsten Arten der Ventilverbindung sind Flansch-, Gewinde-, Schweiß- und Klemmverbindungen.
4. Druck-Temperatur-Kennlinie des Ventils: Unterschiedliche Materialien, unterschiedliche Betriebstemperaturen, höherer zulässiger stoßfreier Betriebsdruck unterschiedlich
5. Bei den Rohrflanschnormen gibt es im Wesentlichen zwei Systeme: das europäische System und das US-amerikanische System.
Die Flanschanschlussgrößen der beiden Systeme sind völlig unterschiedlich und nicht untereinander kompatibel.
Eine Unterscheidung nach Druckstufe ist sinnvoller:
Europäisches System für PN0,25, 0,6, 1,0, 1,6, 2,5, 4,0, 6,3, 10,0, 16,0, 25,0, 32,0, 40,0 MPa.
Das amerikanische System ist PN1.0(CIass75), 2.0( CIass150), 5.0( CIass300), 11.0(CIass600), 15.0( CIass900), 26.0( CIass1500), 42.0( CIass2500) MPa.
Die wichtigsten Arten von Rohrflanschen sind: Integralflansch (IF), Flachschweißflansch (PL), Flachschweißflansch (SO), Stumpfschweißflansch (WN), Muffenschweißflansch (SW), Schraubflansch (Th), Stumpfschweißring mit loser Hülse (PJ/SE)/(LF/SE), Flachschweißring mit loser Hülse (PJ/RJ) und Flanschdeckel (BL).
Zu den Flanschdichtflächenarten gehören Vollfläche (FF), plötzliche Fläche (RF), konkave Fläche (FM), konvexe Fläche (M), Nut- und Federfläche (T), Nutfläche (G), Ringfugenfläche (RJ) usw.
6. Das Ventilgehäuse aus Gusseisen ist für den Einsatz in folgenden Fällen nicht geeignet:
1) Wasserdampf oder feuchtes Gas mit hohem Wassergehalt;
2) Brennbare und explosive Flüssigkeiten;
3) Umgebungstemperatur unter -20℃;
4) Komprimiertes Gas
CSteuerventil
1. Das Steuerventil besteht aus dem Gehäuse, dem Stellantrieb und dem dazugehörigen Zubehör.
2. Pneumatische Dünnschichtantriebe verfügen über zwei Wirkungsarten: positive und negative. Bei steigendem Signaldruck senkt sich die Schubstange (positive Wirkung), bei negativer Wirkung hebt sie sich. Der übliche Signaldruck liegt zwischen 20 und 100 kPa; mit einem Positionierer ist ein höherer Druck von 250 kPa möglich. Sechs Grundhublängen (mm): 10, 16, 25, 40, 60 und 100.
3. Was sind die Merkmale elektrischer Aktuatoren im Vergleich zu pneumatischen Aktuatoren, und welche Arten von Ausgabeformen gibt es?
Elektrische Antriebe sind einfach und praktisch, bieten hohe Schubkraft und Drehmoment sowie hohe Steifigkeit. Allerdings ist ihre Konstruktion komplex und die Zuverlässigkeit gering. Pneumatische Antriebe sind bei kleinen und mittleren Abmessungen teuer. Sie werden häufig dort eingesetzt, wo keine Gaszufuhr erforderlich ist oder keine strengen Anforderungen an Explosions- und Flammschutz gestellt werden müssen.
Es stehen drei Ausgabearten zur Verfügung: Winkelhub, gerader Hub und Mehrfachumdrehung.
4. Was sind die Merkmale eines geradlinigen Einsitz-Einstellventils? In welchen Fällen wird es eingesetzt?
1) Der Abfluss ist gering, da nur ein Schieber für eine einfache Abdichtung sorgt. Der Standard-Abfluss beträgt 0,01% KV; die Ausführung kann auch als Absperrventil verwendet werden.
2) Der zulässige Differenzdruck ist gering, da die Schubkraft aufgrund der Unwucht groß ist. Der Differenzdruck △P des DN100-Ventils beträgt lediglich 120 kPa.
3) Geringe Durchflusskapazität. DN100 KV beträgt nur 120. Sollte bei geringen Leckagen und geringen Differenzdrücken eingesetzt werden.
5. Was sind die Merkmale eines geradlinigen, doppelt sitzenden Einstellventils? In welchen Fällen wird es eingesetzt?
1) Der zulässige Differenzdruck ist hoch, da er viele unausgeglichene Kräfte ausgleichen kann. Der Differenzdruck △P des DN100-Ventils beträgt 280 kPa.
2) Große Umlaufkapazität. 160 kV für DN100.
3) Die Leckage ist hoch, da zwei Schieber nicht gleichzeitig abdichten können. Die Standardleckagerate beträgt 0,1% KV und ist damit zehnmal so hoch wie die eines Einsitzventils.
Wird hauptsächlich bei hohen Druckdifferenzen eingesetzt, wobei die Anforderungen an die Dichtheit nicht streng sind.
6. Was sind die Hauptvorteile von Hülsenverstellventilen?
Vereint die Vorteile von Ein- und Zweisitzventilen. Hauptsächlich:
1) Hohe Stabilität. Durch die Drosselung des Ventilkegels anstelle der Drosselung des Ventilsitzes und die im Ventilkegel befindliche Ausgleichsbohrung werden die auf den Ventilkegel wirkenden Unwuchtkräfte des Mediums reduziert. Gleichzeitig gleichen die Führungsflächen von Hülse und Ventilkegel geringfügige Änderungen der Unwuchtkräfte aus, wodurch Vibrationen des Ventils minimiert werden.
2) Austauschbarkeit und Vielseitigkeit. Durch einfaches Austauschen der Hülse lassen sich unterschiedliche Durchflusskoeffizienten und unterschiedliche Durchflusseigenschaften erzielen.
3) Hoher zulässiger Differenzdruck und geringe thermische Ausdehnung. Das Ausgleichsprinzip des Hülsenventils mit Ausgleichsbohrung entspricht dem des Doppelsitzventils, wodurch der zulässige Differenzdruck hoch ist. Da Hülse und Ventilkegel aus demselben Material gefertigt sind, sind die durch die Ausdehnung verursachten Temperaturänderungen im Wesentlichen gleich.
4) Die Hülse bietet zwei Arten von Drosselfenstern: große Öffnungen und kleine Löcher (Einspritztyp). Letztere reduzieren Geräusche und Vibrationen und wurden zu einem speziellen geräuscharmen Ventil weiterentwickelt.
Geeignet für Anwendungen, bei denen der Druckunterschied zwischen Vorder- und Rückseite des Ventils groß ist und die Anforderungen an die Geräuschentwicklung gering sind.
7. Welche anderen Ventile haben neben Einfach- und Doppelsitzventilen sowie Schieberventilen eine Regelfunktion?
Membranventile, Absperrklappen, O-Kugelventile (hauptsächlich Absperrventile), V-Kugelventile (großes Einstellverhältnis, mit Scherwirkung), exzentrische Drehventile.
8. Wie lautet das Einstellverhältnis des Regelventils R, das ideale Einstellverhältnis und das tatsächliche Einstellverhältnis?
Das Verhältnis des größeren Durchflusses zum kleineren Durchfluss, den ein Regelventil steuern kann, wird als Einstellverhältnis R bezeichnet.
Wenn die Druckdifferenz zwischen den beiden Enden des Ventils konstant gehalten wird, wird das Verhältnis der größeren Durchflussrate zur kleineren Durchflussrate als ideales Einstellverhältnis bezeichnet.
In der Praxis ist die Druckdifferenz zwischen den beiden Enden des Ventils variabel, und das einstellbare Verhältnis wird als tatsächliches Einstellverhältnis bezeichnet.
9. Wie lauten die Durchflusskoeffizienten C, Cv und KV des Regelventils?
Die Durchflusskapazität eines Regelventils wird als Durchflusskoeffizient ausgedrückt.
1) Definition des technischen Einheitensystems Cv: Wenn das Regelventil vollständig geöffnet ist, beträgt die Druckdifferenz zwischen dem Ventil und der Vorder- und Rückseite 1 kgf/cm², die Temperatur des Wassers, das pro Stunde um 5 ~ 40 ℃ um die Anzahl der Kubikmeter abnimmt.
2) Britisches Einheitensystem C Definition: Regelventil vollständig geöffnet, die Druckdifferenz zwischen Vorder- und Rückseite des Ventils beträgt 1bf/in2 (1 Grad 60. F Wasser pro Minute durch die Anzahl der US-Gallonen).
3) Internationales Einheitensystem KV: Wenn das Regelventil vollständig geöffnet ist, die Druckdifferenz zwischen der Vorder- und Rückseite des Ventils 100 kPa beträgt und die Temperatur 5~40℃ ist, fließt die Wassermenge in Kubikmetern pro Stunde durch.
Cv = 1,17 kV
KV = 1,01 C
10. Welchen Anteilen der vom Regelventil geforderten Kraft muss die Ausgangskraft des Aktuators entsprechen?
1) Die statische Unwuchtkraft auf die Spule überwinden.
2) Sorgen Sie für ausreichenden Anpressdruck der Sitzlast.
3) Die Packungsreibung überwinden.
4) Zusätzliche Kräfte, die für bestimmte Anwendungen oder Konstruktionen erforderlich sind (z. B. Faltenbälge, weiche Dichtungen usw.).
11. Was bedeutet „durchflussoffen“ und „durchflussgeschlossen“ beim Regelventil?
Es dient der Festlegung der Medienflussrichtung und hat nichts mit der Funktionsweise des Regelventils (Luft offen, Luft geschlossen) zu tun. Die Flussrichtung ist wichtig, da sie die Stabilität, Leckage und Geräuschentwicklung beeinflusst.
Definition: Im Drosselkanal wird die Strömungsrichtung des Mediums und die Öffnungsrichtung des Ventils als Strömung geöffnet bezeichnet; umgekehrt wird Strömung geschlossen genannt.
12. Bei welchen Ventilen muss die Durchflussrichtung ausgewählt werden? Wie erfolgt die Auswahl?
Bei Regelventilen mit einfacher Dichtung, wie z. B. Einsitzventilen, Hochdruckventilen und Hülsenventilen mit einfacher Dichtung ohne Ausgleichsbohrungen, ist die Auswahl der Durchflussrichtung erforderlich.
Durchflussoffene und durchflussgeschlossene Ventile haben jeweils ihre Vor- und Nachteile. Durchflussoffene Ventile arbeiten stabiler, weisen jedoch eine geringere Selbstreinigungs- und Dichtwirkung sowie eine kürzere Lebensdauer auf. Durchflussgeschlossene Ventile hingegen zeichnen sich durch eine gute Lebensdauer, Selbstreinigungs- und Dichtwirkung aus, allerdings ist die Stabilität gering, wenn der Durchmesser der Ventilspindel kleiner als der Durchmesser des Ventilschiebers ist.
Einsitzventile, Niedrigdurchflussventile und einfach abgedichtete Hülsenventile werden üblicherweise als durchflussoffene Ventile gewählt, während durchflussgeschlossene Ventile bei starker Verschmutzung oder wenn eine Selbstreinigung erforderlich ist, zum Einsatz kommen. Schnell öffnende Zweiwege-Regelventile werden als durchflussgeschlossene Ventile ausgewählt.
- Welche drei Hauptfaktoren sind bei der Auswahl eines Aktuators zu berücksichtigen?
1) Die Leistung des Stellantriebs sollte größer als die Last des Steuerventils sein und in angemessener Weise darauf abgestimmt sein.
2) Es ist zu prüfen, ob der für das Regelventil spezifizierte zulässige Differenzdruck bei Verwendung der Standardkombination die Prozessanforderungen erfüllt. Bei großen Differenzdrücken ist die Unwuchtkraft auf den Schieber zu berechnen.
3) Ob die Ansprechgeschwindigkeit des Aktuators den Anforderungen des Prozessbetriebs entspricht, insbesondere bei elektrischen Aktuatoren.
14. Um den Durchmesser des Regelventils zu bestimmen, sind sieben Schritte erforderlich?
1) Bestimmen Sie die berechneten Durchflussraten – Qmax, Qmin.
2) Ermitteln Sie den berechneten Differenzdruck - gemäß den Systemcharakteristika des gewählten Widerstandsverhältnisses S - und ermitteln Sie dann den berechneten Differenzdruck (Ventil vollständig geöffnet);
3) Berechnen Sie den Durchflusskoeffizienten - wählen Sie die geeignete Berechnungsformel, das Diagramm oder die Software, um das Maximum und Minimum von KV zu ermitteln;
4) Auswahl des KV-Wertes - anhand des maximalen KV-Wertes in der ausgewählten Produktlinie, der dem KV-Wert am nächsten liegt, um die erste Kaliberauswahl zu erhalten;
5) Überprüfung der Öffnungsgrade - die Anforderungen an die Ventilöffnung sind Qmax ≯ 90% und Qmin ≮ 10%.;
6) Überprüfung des tatsächlichen einstellbaren Übersetzungsverhältnisses – allgemeine Anforderungen sollten ≮ 10 sein; tatsächliches Übersetzungsverhältnis > erforderliches Übersetzungsverhältnis
7) Kaliberbestimmung - falls nicht qualifiziert, den ausgewählten KV-Wert neu auswählen und anschließend überprüfen.
15. Welche Hilfseinrichtungen (Zubehörteile) gibt es für das pneumatische Steuerventil? Welche Funktion hat jede einzelne?
1) Ventilstellungsregler - wird verwendet, um die Betriebseigenschaften des Regelventils zu verbessern und die korrekte Positionierung zu erreichen;
2) Ventilstellungsschalter (Weganzeige) - zeigt die Arbeitsstellung des Regelventils an, an der sich die obere und untere Grenze des Regelventils befinden;
3) Pneumatisches Halteventil - hält das Ventil im Falle eines Ausfalls der Luftzufuhr in seiner aktuellen Position;
4) Magnetventil – zur automatischen Umschaltung des Gaskreislaufs. Einfachgassteuerung mit zwei Positionen (drei); Doppelgassteuerung mit zwei Positionen (fünf).;
5) Manueller Mechanismus - im Falle eines Systemausfalls kann auf manuelle Bedienung umgeschaltet werden;
6) Pneumatisches Relais - Ermöglicht es pneumatischen Dünnschichtaktuatoren, sich schneller zu bewegen und die Übertragungszeit zu verkürzen;
7) Druckminderer für Luftfilterung - zur Luftreinigung und Druckregulierung;
8) Gasspeichertank - Ausfall der Gasquelle, damit das Ventil für eine gewisse Zeit weiter funktionieren kann, muss im Allgemeinen mit drei Schutzmechanismen ausgestattet sein.
16. In welchen Fällen muss der Ventilstellungsregler eingesetzt werden?
1) Bei hohen Reibungsverlusten ist eine präzise Positionierung erforderlich. Beispiele hierfür sind Hochtemperatur-, Niedertemperatur-Regelventile oder Regelventile mit flexibler Graphitpackung;
2) Langsame Prozesse, bei denen die Reaktionsgeschwindigkeit des Regelventils verbessert werden muss. Beispiele hierfür sind Regelsysteme für Parameter wie Temperatur, Flüssigkeitsstand und Analyse.
3) Fälle, in denen die Ausgangskraft des Stellantriebs und die Abschaltkraft erhöht werden müssen. Zum Beispiel bei einsitzigen Ventilen mit DN ≥ 25 und doppelsitzigen Ventilen mit DN > 100. Wenn der Druckabfall an beiden Ventilenden ΔP > 1 MPa oder der Eingangsdruck P1 > 10 MPa beträgt.
4) Bei der Einstellung des Teilbereichs und der Betätigung des Einstellventils muss gelegentlich die Gasöffnungs- und Gasschließungsform geändert werden.
5) Die Notwendigkeit, die Durchflusscharakteristik des Regelventils zu ändern.