1. Що таке пневматичний дросельний клапан?
Пневматичний дросельний клапан — це чвертьобертовий клапан, який використовується для регулювання або перекриття потоку рідини в трубопроводі. Він складається з круглого диска (часто його називають «диском»), встановленого на штоку, який обертається всередині корпусу клапана. «Пневматичний» означає виконавчий механізм, який використовує стиснене повітря для керування клапаном, що дозволяє здійснювати дистанційне або автоматичне керування.
Пневматичний дросельний клапан можна розділити на два ключові компоненти: пневматичний привід і дросельний клапан.
· Корпус дросельного клапана: складається з корпусу клапана, диска (таці), штока та сідла. Диск обертається навколо штока, щоб відкривати та закривати клапан.
· Пневматичний привід: використовує стиснене повітря як джерело живлення, приводячи в рух поршень або лопатку для створення лінійного або обертального руху.
Ключові компоненти
*Душевий клапан:
- Корпус клапана: корпус, в якому розміщено диск і який з'єднується з трубою.
- Диск (disc): Плоска або злегка піднята пластина, яка регулює потік. Якщо тримати її паралельно напрямку потоку, клапан відкривається; якщо тримати її перпендикулярно, він закривається.
- Шток: Шток, з'єднаний з диском, який передає обертальну силу від приводу.
- Ущільнення та сідла: Забезпечують герметичне закриття та запобігають витоку.
*Привід
- Пневматичний привід: зазвичай поршневого або діафрагмового типу, він перетворює тиск повітря на механічний рух. Він може бути двосторонньої дії (тиск повітря як для відкриття, так і для закриття) або односторонньої дії (повітря для одного напрямку, пружина для повернення).
2. Принцип дії
Робота пневматичного дросельного клапана, по суті, є ланцюговим процесом "приведення в дію стисненим повітрям"→приведення в дію виконавчого механізму→обертання диска для керування потоком." Простіше кажучи, пневматична енергія (стиснене повітря) перетворюється на обертальний механічний рух для позиціонування диска.
2.1. Процес приведення в дію:
- Стиснене повітря із зовнішнього джерела (наприклад, компресора або системи керування) подається до пневматичного приводу.
- У приводі двосторонньої дії повітря надходить в один отвір для обертання штока клапана за годинниковою стрілкою (тобто для відкриття клапана), а в інший отвір надходить для його обертання проти годинникової стрілки. Це створює лінійний рух поршня або діафрагми, який перетворюється на обертання на 90 градусів за допомогою рейкового механізму або механізму Scotch-yoke.
- У приводі односторонньої дії тиск повітря штовхає поршень до пружини, щоб відкрити клапан, а випускання повітря дозволяє пружині автоматично закрити його (безвідмовна конструкція).
2.2. Робота клапана:
- Коли привід обертає шток клапана, диск обертається всередині корпусу клапана.
- Відкрите положення: Диск розташований паралельно напрямку потоку, мінімізуючи опір і забезпечуючи повний потік через трубопровід. - Закрите положення: Диск повертається на 90 градусів, перпендикулярно потоку, блокуючи прохід та герметизуючи сідло.
- Проміжне положення може дроселювати потік, хоча дросельні клапани більше підходять для роботи в режимі двостороннього регулювання, ніж для точного регулювання через їхні нелінійні характеристики потоку.
2.3. Контроль та зворотний зв'язок:
- Привід зазвичай поєднується з електромагнітним клапаном або позиціонером для точного керування за допомогою електричних сигналів.
- Датчик може забезпечувати зворотний зв'язок щодо положення клапана для забезпечення надійної роботи в автоматизованих системах.
3. Односторонній та двосторонній дії
3.1 Привід двосторонньої дії (без пружинного повернення)
Привід має дві протилежно розташовані поршневі камери. Стиснене повітря контролюється електромагнітним клапаном, який чергує камери «відкриття» та «закриття»:
Коли стиснене повітря потрапляє в камеру «відкриття», воно штовхає поршень, змушуючи шток клапана обертатися за годинниковою стрілкою (або проти годинникової стрілки, залежно від конструкції), що, у свою чергу, обертає диск для відкриття трубопроводу.
Коли стиснене повітря потрапляє в "закриваючу" камеру, воно штовхає поршень у протилежному напрямку, змушуючи шток клапана обертати диск проти годинникової стрілки, закриваючи трубопровід. Особливості: При втраті стисненого повітря диск залишається в поточному положенні ("безвідмовний").
3.2 Односторонній привід (з пружинним поверненням)
Привід має лише одну камеру для впуску повітря, а з іншого боку розташована поворотна пружина:
Коли повітря тече: стиснене повітря потрапляє у впускну камеру, долаючи силу пружини, що штовхає поршень, змушуючи диск обертатися у положення «відкрито» або «закрито»;
Коли повітря втрачається: сила пружини звільняється, штовхаючи поршень назад, змушуючи диск повертатися в попередньо встановлене «безпечне положення» (зазвичай «закрите», але також може бути виконано у «відкритому» положенні).
Характеристики: Має функцію «безвідмовного» захисту та підходить для використання в системах, що потребують заходів безпеки, таких як роботи з легкозаймистими, вибухонебезпечними та токсичними середовищами.
4. Переваги
Пневматичні дросельні клапани підходять для швидкої роботи, зазвичай вимагаючи лише чверть оберту, що робить їх придатними для таких галузей промисловості, як водоочищення, опалення, вентиляція та кондиціонування повітря, а також хімічна обробка.
- Швидкий час реакції завдяки пневматичному приводу.
- Низька вартість та спрощене обслуговування порівняно з електричними або гідравлічними альтернативами.
- Компактний та легкий дизайн.