Levegővel működtetett szorítószelepek: teljes útmutató

Hogyan működnek a levegővel működtetett szorítószelepek

Levegővel működtetett szorítószelepek szabályozza az áramlást úgy, hogy sűrített levegő nyomást fejt ki egy rugalmas gumihüvely külső oldalára, amitől a hüvely befelé esik, és összeszorul önmagával. Amikor a légnyomás megszűnik, a hüvely természetes rugalmassága visszaállítja teljesen nyitott helyzetébe, visszaállítva a korlátlan áramlást a szelepfuraton. Ez a működési elv alapvetően különbözik a golyósszelepektől, a tolózáraktól vagy a pillangószelepektől – nincsenek belső mechanikai alkatrészek, ülések, tárcsák vagy szárak, amelyek érintkezésbe kerülnek a folyamatközeggel. A karmantyú az egyetlen nedvesített rész, és a teljes áramlásszabályozási funkció rugalmas deformációján keresztül valósul meg.

Ez a kialakítás olyan teljesítményjellemzőket biztosít a levegővel működtetett szorítószelepeknek, amelyeket egyetlen más szeleptípus sem képes megismételni ugyanabban az alkalmazási körben. A teljes furatú nyitott helyzet nulla áramláskorlátozást és nulla turbulenciát hoz létre, amikor a szelep nyitva van, így ideális koptató iszapokhoz, viszkózus folyadékokhoz és szilárd anyagokat tartalmazó közegekhez, amelyek eltömítenék, erodálják vagy eltömítenék a hagyományos szelep belsejét. A karmantyú öntisztító hatása nyitáskor és záráskor megakadályozza a részecskék felhalmozódását a tömítési ponton – ez állandó probléma az ülepedő vagy kristályos közeget kezelő ülék típusú szelepeknél.

Két működtetési konfiguráció: nyitott típusú és zárt típusú

A levegővel működtetett szorítószelepeket két különböző testkonfigurációban gyártják, amelyek mindegyike különböző működési feltételekhez és közegtípusokhoz igazodik. A különbség megértése elengedhetetlen a helyes specifikációhoz.

Nyitott testű szorítószelepek

Nyitott testű kivitelben a gumihüvely két végperem vagy végcsatlakozás között van kitéve, és a működtető mechanizmus – jellemzően mechanikus rúd vagy légnyomásos tömlő – kívülről érintkezik a hüvelyrel. Ez a konfiguráció lehetővé teszi a karmantyú állapotának vizuális ellenőrzését működés közben, és megkönnyíti a hüvely gyors cseréjét anélkül, hogy a szelepet eltávolítaná a csővezetékből. A nyitott testű, levegővel működtetett szorítószelepeket általában olyan alkalmazásokban írják elő, ahol a karmantyúk jelentős kopása várható, mint például a kerámiaszuszpenzió továbbítása vagy az ásványi anyagok feldolgozása során, ahol a gyors karbantartási hozzáférés csökkenti az állásidőt.

Zárt testű szorítószelepek

A zárt testű levegővel működtetett szorítószelepek a hüvelyt egy merev fém vagy megerősített testben helyezik el, és sűrített levegőt vezetnek be a hüvely külső fala és a test belseje közötti gyűrű alakú térbe. Ha erre a gyűrű alakú kamrára levegőnyomást alkalmazunk, az egyenletesen hat a hüvely teljes kerülete mentén, és rendkívül egyenletes és szimmetrikus szorítózárat hoz létre. Ez a konfiguráció kiváló nyomáselvezetést biztosít, így a zárt testű kialakítás a standard választás a nagyobb nyomású alkalmazásokhoz és olyan közegekhez, amelyek még pillanatnyilag sem lehetnek kitéve a légkör hatásának, mint például a mérgező, gyúlékony vagy steril folyamatáramok.

A hüvelyek anyagai és a folyamatokkal való kompatibilitásuk

A hüvely minden levegővel működtetett szorítószelep legkritikusabb alkatrésze – ez az egyetlen alkatrész, amely érintkezik a technológiai közeggel, és anyagának kémiailag kompatibilisnek kell lennie a folyadékkal, fizikailag tartósnak kell lennie a várható kopás- és nyomásviszonyok között, és képesnek kell lennie ismételt rugalmas ciklusra, fáradásos repedés nélkül. A hüvely anyagának kiválasztása ezért ugyanolyan fontos, mint bármely más specifikációs paraméter.

A hüvely falvastagsága és a szöveterősítő rétegek száma szintén jelentősen befolyásolja a teljesítményt. A nehezebb falú, többszörös erősítőréteggel ellátott hüvelyek nagyobb belső nyomást bírnak el, és nagyobb ellenállást biztosítanak a külső kopással szemben, de nagyobb működtető légnyomást igényelnek a teljes zárás eléréséhez. A vékonyabb falú hüvelyek alacsonyabb légnyomásnál záródnak, és nagyobb érzékenységet biztosítanak a fojtó alkalmazásokhoz, de alacsonyabb a nyomásértékük. A karmantyú felépítését mindig az üzemi nyomástartománnyal és a beépítési helyen rendelkezésre álló működtetőlevegő-ellátással összefüggésben adja meg.

Iparágak és alkalmazások, ahol levegővel működtetett szorítószelepek Excel

A levegővel működtetett szorítószelepek egyedi működési elve miatt ezek az előnyben részesített – és sok esetben az egyetlen praktikus – választási lehetőséggé válnak számos olyan nehéz közeggel foglalkozó iparágban, amely gyorsan tönkreteszi a hagyományos szelepkonstrukciókat.

Bányászat és Ásványfeldolgozás

A bányászati műveletek jelentik a levegővel működtetett szorítószelepek legnagyobb alkalmazási területét. Az érces zagy, zagy, szénmosó víz és ásványi koncentrátumok erősen koptató hatásúak, és gyakran tartalmaznak durva szilárd anyagokat, amelyek a szervizelést követő heteken belül erodálják a fém szelepülékeket és tárcsákat. A szorítószelep gumihüvelye rugalmasan nyeli el a koptató részecskék becsapódását, elosztva a kopást a hüvely teljes felületén, ahelyett, hogy az ülésvonalra koncentrálná. A jól megtervezett bányászati ​​létesítményekben a szorítószelep-hüvelyek rendszeresen elérik a hónapokban mért élettartamot, ahol a versengő szeleptípusok napokon belül meghibásodnak.

Víz- és szennyvízkezelés

A települési és ipari víztisztító telepek levegővel működtetett szorítószelepeket írnak elő az iszapkezeléshez, a szemcsekamra-ürítéshez, a szűrő-visszamosás szabályozásához és a vegyszeradagoló vezetékekhez. Az öntisztító zárás megakadályozza az iszap felhalmozódását a szelepüléknél – ez egy krónikus karbantartási probléma a toló- és pillangószelepeknél ezeknél a szolgáltatásoknál. Az EPDM hüvelyek biztosítják a klóroldatokkal, vas-szulfáttal és a kezelési folyamatokban használt polimer flokkulálószerekkel való érintkezéshez szükséges vegyszerállóságot.

Élelmiszerek, italok és gyógyszerészeti termékek

A higiénikus folyamatalkalmazásokban a szorítószelep hüvely sima, résmentes furata megfelel a helyben történő tisztítás (CIP) és a helyben történő sterilizálás (SIP) követelményeinek, amelyeket sok hagyományos szelep nem képes kielégíteni. Élelmiszer-minőségű és FDA-kompatibilis hüvelyek lehetővé teszik a közvetlen érintkezést élelmiszertermékekkel, italokkal és gyógyszerészeti intermedierekkel, anélkül, hogy szennyeződés veszélye lenne. A belső szelepelemek teljes hiánya kiküszöböli a holt zónákat és a termék beszorulási pontjait, amelyek mikrobák gyűjtőhelyét hoznak létre a membrán- és az ülésszelepekben.

Vegyi és ipari feldolgozás

A vegyi üzemek levegővel működtetett szorítószelepeket használnak korrozív sav- és lúgoszagyokhoz, kristályosító közegekhez és nagy viszkózus folyadékokhoz, ahol a hagyományos szelep belső részeit megtámadják vagy blokkolják. A hüvely anyagának a test anyagától függetlenül történő meghatározásának képessége lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy optimalizálják a vegyi ellenállást az adott folyamatkémiához, miközben megőrzik a szeleptest szerkezeti integritását a környező környezetben.

Méretezés és működtetési nyomás: Kulcsspecifikációs paraméterek

A levegővel működtetett szorítószelepek helyes méretezése számos egymással összefüggő paraméter figyelembe vételét igényli. Ha ezeket a specifikációs szakaszban helyesen állítja be, akkor megelőzhető a teljesítménybeli hibák és a karmantyú idő előtti kopása a használat során.

• Vonalméret-egyeztetés — Csípőszelepek kaphatók DN15 (½ hüvelyk) és DN600 (24 hüvelyk) között, és tovább, egyedi alkalmazásokhoz. A szelep furatának pontosan meg kell egyeznie a csővezeték furatával, hogy megőrizze a teljes furat áramlási jellemzőit, és megakadályozza a turbulencia által kiváltott karmantyúkopást a méretváltásoknál.
• Üzemi nyomásérték — A karmantyú névleges nyomásának meg kell haladnia a maximális rendszernyomást, beleértve a vízkalapács és a túlfeszültség körülményeit. A tipikus zárt testű, levegővel működtetett szorítószelepek névleges nyomása 3 bar és 10 bar között van, a hüvely felépítésétől és a furatmérettől függően, a nagyobb furatok általában alacsonyabb nyomásértékkel rendelkeznek, mivel a hüvely nyomással szembeni lezárásához megnövekedett erő szükséges.
• Működtető légnyomás — A megbízható teljes zárás elérése érdekében a működtető levegő nyomásának meg kell haladnia a vezeték nyomását a gyártó által megadott határértékkel – ez általában a vezetéknyomás 1,5-2-szerese a zárt testű kiviteleknél. A szelep megadása előtt ellenőrizze, hogy a rendelkezésre álló műszerlevegő-ellátási nyomás a beépítési helyen elegendő-e, mivel a nem megfelelő működtetési nyomás a leggyakoribb oka a tökéletlen záródásnak és az ebből eredő hüvelykopásnak.
• Hibabiztos pozíció — A levegővel működtetett szorítószelepek a folyamat biztonsági követelményeitől függően konfigurálhatók hibamentesen (levegőellátás megszakadása esetén a hüvely nyitva) vagy zárva (levegőellátás megszűnésekor a hüvely zárva). A hibazárás a gyakoribb konfiguráció, és a levegőellátó vezeték normál zárt mágnesszelepével érhető el. A hibamentes konfigurációk rugós visszatérő vagy levegőtartály-rendszert igényelnek a hüvely nyitott helyzetének fenntartásához levegőveszteség esetén.
• Ciklusfrekvencia — A hüvely kifáradási élettartama közvetlenül összefügg a nyitási-zárási ciklusok számával. A nagy ciklusfrekvenciát igénylő alkalmazásoknál – például szakaszos adagolásnál vagy pneumatikus szállítóterelőknél – magasabb ciklusértékkel rendelkező hüvelyeket kell megadni, és a megelőző hüvely cseréjét a ciklusszám, nem pedig a naptári idő alapján kell ütemezni.

Beszerelés, karbantartás és hüvelycsere

A levegővel működtetett szorítószelepek működési szempontból egyik legjelentősebb előnye a karbantartási követelményeik egyszerűsége. Mivel nincsenek korrodáló, erodáló vagy beszoruló belső fémalkatrészek, a karbantartási program szinte teljes egészében a karmantyúk időszakos ellenőrzésére és cseréjére szorítkozik – ez a feladat nem igényel speciális szerszámokat, és a legtöbb nyitott testű kivitelnél percek alatt elvégezhető anélkül, hogy a szeleptestet eltávolítanák a csővezetékből.

A beépítési irány rugalmas – a levegővel működtetett szorítószelepek vízszintes, függőleges vagy ferde csővezetékekbe is beépíthetők a teljesítmény kompromisszumok nélkül, bár a nehéz szilárd anyagokat tartalmazó közegek esetében előnyös a függőleges beépítés, ha a szelep zárt állapotban van a hüvelyben. A szeleptestet a csővezetéktől függetlenül kell alátámasztani, hogy elkerüljük a csőfeszültség átadását a karmantyúvég csatlakozásaira, ami a karimatömítés idő előtti meghibásodását okozhatja.

A rutinszerű ellenőrzésnek a karmantyú külső felületére kell összpontosítania, hogy nincs-e benne repedés, hólyagosodás vagy megkeményedése, ami vegyi támadást vagy termikus bomlást jelez, valamint a záróelem minőségére – egy olyan szelep esetében, amely a megfelelő működtetési nyomás ellenére már nem éri el a szivárgásmentes elzárást, a hüvely élettartamának végéhez közeledik, és a teljes meghibásodás bekövetkezte előtt ki kell cserélni. A megfelelő anyagú és méretű cserehüvelyek készletének fenntartása az üzem raktárában kiküszöböli a hosszabb állásidőket, amikor vészhelyzeti karmantyúcserére van szükség, és ez a legjobb gyakorlat minden olyan létesítményben, ahol több levegővel működtetett szorítószelepet üzemeltetnek kritikus üzemben.