क्वार्टरटर्न वाल्वों के लिए टॉर्क अनुमान के लिए गाइड

वाल्व द्रव नियंत्रण प्रणालियों में महत्वपूर्ण घटक के रूप में कार्य करते हैं, जहां विश्वसनीय संचालन सर्वोपरि है।सीधे निर्धारित करता है कि क्या एक वाल्व ठीक से काम कर सकता है. अपर्याप्त टोक़ पूरी तरह से खोलने या बंद होने से रोक सकता है, सिस्टम के प्रदर्शन को कम कर सकता है या विफलता का कारण बन सकता है। इसके विपरीत, अत्यधिक टोक़ वाल्व घटकों को नुकसान पहुंचाने का जोखिम है,संभावित रूप से रिसाव या अधिक गंभीर दुर्घटनाओं का कारण बन सकता हैइसलिए, क्वार्टर टर्न वाल्वों के लिए आवश्यक टॉर्क का सटीक अनुमान लगाने से वाल्व का सही चयन, एक्ट्यूएटर मिलान और समग्र सिस्टम सुरक्षा के लिए महत्वपूर्ण है।

टॉर्क, जिसे सरल रूप से परिभाषित किया गया है, वाल्व के स्टेम को घुमाने के लिए आवश्यक बल का प्रतिनिधित्व करता है। एक्ट्यूएटर इस टॉर्क को स्टेम को घुमाने के लिए उत्पन्न करते हैं, जिससे वाल्व विशिष्ट स्थितियों को खोलने, बंद करने या बनाए रखने में सक्षम होते हैं।विभिन्न प्रकार के वाल्वों को उनके अलग-अलग डिजाइन और अनुप्रयोगों के कारण अलग-अलग टॉर्क स्तरों की आवश्यकता होती हैएक एक्ट्यूएटर का टॉर्क आउटपुट इसके प्रमुख प्रदर्शन मीट्रिक के रूप में कार्य करता है। चयन यह सुनिश्चित करना चाहिए कि यह आउटपुट पर्याप्त सुरक्षा मार्जिन बनाए रखते हुए वाल्व आवश्यकताओं को पूरा करता है।

एक्ट्यूएटर का टॉर्क वाल्व के ब्रेकिंग टॉर्क से अधिक होना चाहिए (बाद में चर्चा की जाएगी) । अपर्याप्त टॉर्क वाल्व को आंशिक रूप से खुला या ऑपरेशन के मध्य में फंस सकता है, जिससे सिस्टम का प्रदर्शन बाधित हो सकता है।अत्यधिक टोक़ वाल्व क्षति और संभावित रिसाव का खतरा है.

वाल्व के संचालन के दौरान कई प्रकार के टॉर्क मौजूद होते हैं, सटीक अनुमान के लिए इन अवधारणाओं को समझना आवश्यक हैः

• ब्रेकिंग टॉर्क:इसे खोलने का टोक़ भी कहा जाता है, यह एक पूरी तरह से बंद वाल्व को खोलने के लिए आवश्यक बल का प्रतिनिधित्व करता है। यह गति शुरू करने के लिए स्थैतिक घर्षण को दूर करता है।
• चलती टोक़ःमध्य-स्ट्रोक टॉर्क भी कहा जाता है, यह किसी भी खुली स्थिति में घर्षण को दूर करके वाल्व आंदोलन को बनाए रखता है।यह अक्सर समायोजित वाल्व के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है.
• बंद करने का टोक़ःइसे सीट टॉर्क के रूप में भी जाना जाता है, यह सतहों के बीच तंग सील संपर्क बनाकर पूर्ण समापन सुनिश्चित करता है।
• अधिकतम अनुमेय स्तंभ टोक़ (MAST):अधिकतम टोक़ वाल्व घटक (जैसे कि स्टेम) क्षति के बिना सामना कर सकते हैं। एक्ट्यूएटर टोक़ कभी भी MAST से अधिक नहीं होना चाहिए। जबकि मैनुअल वाल्व सीमित मानव बल के कारण शायद ही कभी MAST सीमाओं तक पहुंचते हैं,विद्युत/pneumatic actuators को सावधानीपूर्वक सत्यापित करने की आवश्यकता होती है.

अपरिहार्य गणना विचलन को देखते हुए, पर्याप्त सुरक्षा मार्जिन विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करता है। एक मानक अभ्यास गणना किए गए टॉर्क में 25% जोड़ता है। उदाहरण के लिए, यदि बंद करने के लिए 125 इन-पाउंड की आवश्यकता होती है, तो यह एक मानक अभ्यास है।150 इन-पॉइंट के लिए नामित एक actuator का चयन करें.

इस आधार रेखा से परे, एमएएसटी-एक्ट्यूएटर टोक़ अनुपात आवेदन के अनुसार भिन्न होते हैंः

• मानक शर्तें:MAST 1.2x द्वारा actuator टॉर्क से अधिक होना चाहिए
• भारी कार्य अनुप्रयोग (जैसे अपशिष्ट जल):1.5 गुना न्यूनतम
• सुरक्षा के लिए महत्वपूर्ण प्रणाली (जैसे आपातकालीन बंद):2 गुना न्यूनतम

निर्माताओं को टॉर्क की गणना करते समय इन चरों को ध्यान में रखना चाहिएः

• आकार और दबाव के नामःबड़े वाल्वों और उच्च दबावों के लिए आम तौर पर अधिक टॉर्क की आवश्यकता होती है।
• दबाव अंतरःउच्च अंतरों से टोक़ की मांग बढ़ जाती है।
• मीडिया गुणःद्रव के प्रकार (तरल/गैस/स्लरी), चिपचिपाहट और कणों की मात्रा टॉर्क को प्रभावित करती है।
• तापमानःसीट सामग्री के प्रदर्शन को प्रभावित करता है, टॉर्क आवश्यकताओं को बदलता है।
• सीट सामग्रीःनरम सीटों को आमतौर पर कठोर सीटों की तुलना में कम टोक़ की आवश्यकता होती है।
• निष्क्रियता अवधिःलंबे समय तक निष्क्रियता स्थिर घर्षण को बढ़ाती है, जिसके लिए अधिक स्टार्टअप टॉर्क की आवश्यकता होती है।
• स्नेहन:उचित स्नेहन से टोक़ की आवश्यकता कम होती है।

तितली वाल्व के टॉर्क की गणना डिजाइन के अनुसार भिन्न होती हैः

• लोचदार सीट वाले तितली वाल्व:डिस्क से थोड़ी बड़ी सीटें बंद होने के दौरान संकुचित हो जाती हैं, जिससे टोक़ बढ़ जाता है। समय के साथ रबर सीट के क्षरण से टोक़ की आवश्यकताएं बदल सकती हैं।
• उच्च दक्षता वाले तितली वाल्व:धातु/धातु-संमिश्र सीटें उच्च तापमान/दबावों का सामना करती हैं। टोक़ गणना में डिस्क सीट हस्तक्षेप, असर घर्षण और चरम परिस्थितियों में मीडिया गुणों को ध्यान में रखा जाता है।रबर की तुलना में धातु की सीटें अपने पूरे जीवनकाल में अधिक स्थिर टोक़ बनाए रखती हैं.
• ट्रिपल ऑफसेट तितली वाल्व:धातु-से-धातु सीटों के लिए तंग सील के लिए सटीक निर्माण की आवश्यकता होती है। आवश्यक टॉर्क घटक सटीकता और प्रारंभिक प्रतिरोध पर निर्भर करता है जब सील सीटों से संपर्क करते हैं।

इन मापदंडों के साथ एक जल आपूर्ति प्रणाली के लिए एक 8 इंच (DN200) तितली वाल्व का चयन करने पर विचार करेंः

• अधिकतम दबावः 150 पीएसआई
• अधिकतम तापमानः 25°C
• संचालितः विद्युत संचालित करनेवाला

मान लीजिए कि निर्माता के चार्ट इन परिस्थितियों में 1,180 इंच के टॉर्क को इंगित करते हैं, 1.5 सुरक्षा कारक लागू करने से 1,770 इंच के एक्ट्यूएटर का चयन करने का सुझाव दिया जाता है।कुछ निर्माता परिष्कृत गणनाओं के लिए अनुप्रयोग-विशिष्ट सुरक्षा कारक प्रदान करते हैं.

डिजाइन में भिन्नताएं गेंद वाल्व के टोक़ पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालती हैंः

• फ्लोटिंग बॉल वाल्व:सीलिंग दो लोचदार सीट संपीड़न के माध्यम से होती है। बंद होने के दौरान द्रव दबाव गेंद को सीटों के खिलाफ धकेलता है। उच्च दबाव घर्षण और टोक़ को बढ़ाता है।
• टर्नियन बॉल वाल्व:अतिरिक्त ऊपरी/नीचे का आधार उच्च-दबाव सीट संपीड़न को रोककर टॉर्क को कम करता है, जिससे उन्हें बड़े/उच्च-दबाव अनुप्रयोगों के लिए बेहतर बनाया जाता है।
• शीर्ष-प्रवेश गेंद वाल्वःआम तौर पर कम टोक़, लेकिन अनुचित आकार, उच्च अंतर, या अपर्याप्त स्नेहन आवश्यकताओं को काफी बढ़ा सकते हैं।
• पूर्ण-बोर्ड बनाम कम-बोर्डःफुल-बोर वाल्व दबाव में गिरावट को कम करते हैं, लेकिन बड़ी सीलिंग सतहों के कारण अधिक टोक़ की आवश्यकता हो सकती है। कम-बोर डिजाइनों को अक्सर कम टोक़ की आवश्यकता होती है।
• सीट सामग्रीःनरम सीटें (जैसे, पीटीएफई) टॉर्क को कम करती हैं, जबकि कठोर परिस्थितियों के लिए धातु की सीटें इसे बढ़ाती हैं।

वाल्व के एक चौथाई मोड़ के लिए सटीक टॉर्क अनुमान सुरक्षित, विश्वसनीय प्रणाली संचालन का आधार है। वाल्व विशिष्ट टॉर्क विशेषताओं को समझकर, प्रमुख प्रभावकारी कारकों,और उचित सुरक्षा मार्जिन शामिल, इंजीनियरों टोक़ से संबंधित विफलताओं को रोक सकते हैं और प्रणाली की स्थिरता सुनिश्चित कर सकते हैं। व्यावहारिक अनुप्रयोगों को इष्टतम परिणामों के लिए निर्माता के टोक़ डेटा को परिचालन स्थितियों के साथ जोड़ना चाहिए।