クォーターターンバルブのトルク推定ガイド

バルブは,信頼性の高い動作が不可欠な流体制御システムにおける重要な部品として機能します.直接 バルブ が 正常に 機能 する か 否 か を 決定 する十分なトルクがない場合,完全な開閉や閉鎖が妨げられ,システムの性能が損なわれ,故障を引き起こす可能性があります.逆に,過剰なトルクでは,バルブ部品が損傷する危険があります.漏れやより深刻な事故を引き起こす可能性がありますしたがって,四半期回転バルブに必要なトルクを正確に推定することは,適切なバルブ選択,アクチュエータのマッチング,および全体的なシステム安全性にとって極めて重要です.

トーク (torque) は,単純に定義され,バルブ幹を回転させるのに必要な力を表す.アクチュエータは,このトルクを生成して幹を回転させ,バルブが特定の位置を開く,閉じる,または維持できるようにする.異なるタイプのバルブには,異なる設計と用途のために異なるトルクレベルが必要です.アクチュエータの出力トルクが主要性能メトリックとして機能する.この出力が十分な安全性を維持しながらバルブ要件を満たすことを確保する必要があります.

動力器のトルクはバルブのブレーキトルク (後述) を超えなければならない.十分なトルクがない場合,バルブが部分的に開いているか,中途半端に停止し,システムのパフォーマンスを妨げる可能性があります.過剰なトルクは,バルブ損傷と潜在的漏れを危険にさらします..

バルブ動作中にいくつかのトルクタイプが存在します.これらの概念を理解することは正確な推定のために不可欠です.

• ブレーキトルク:開口トルクとも呼ばれ,これは完全に閉じたバルブを開くのに必要な力を表しています.動きを開始するために静的摩擦を克服します.
• 動作トルク:中流トークトークとも呼ばれ,これは任意の開いた位置での摩擦を克服することによってバルブ運動を維持します.通常,ブレーキングトークよりも低い,これは,頻繁に調整するバルブのために特に重要です.
• 閉じるトルク:座席のモントルとしても知られ 表面間の密着接触を 作り出すことで 完全な閉ざしを保証します
• 最大許容される幹トルク (MAST):最大トルクバルブ部品 (幹など) は損傷を受けずに耐える.アクチュエータトルクはMASTを超えてはならない.手動バルブは人力による制限によりMAST限界に近づくことはめったにない.電動/空気力駆動装置は注意深く検証する必要があります.

計算の不可避な偏差を考えると,十分な安全性範囲が信頼性の高い動作を保証します.標準的な慣習では,計算されたトルクに25%を追加します.例えば,閉じるには125イン・ポンドが必要である場合,150 in-lb に指定されたアクチュエータを選択.

この基準線を超えて,MASTとアクチュエータのトルク比は,アプリケーションによって異なります.

• 標準条件:マストは,アクチュエータトルクを1.2倍上回る
• 重用用途 (例えば,廃水):1.5x 最低
• 安全に重要なシステム (緊急停止など):最低2倍

製造者は,トルクを計算する際には,以下の変数を考慮する.

• サイズと圧量:大型のバルブと高圧は,一般的により大きなトルクを必要とします.
• 圧力差:高度の差は,トルク要求を増やします.
• メディア属性:液体型 (液体/ガス/スローリー),粘度,粒子含有量は,トルクに影響を与える.
• 温度:座席材料の性能に影響し,トークの要求を変化させる.
• 座席の材料:柔らかい座席は,通常,硬い座席よりもトルクが少ない.
• 休眠期:長期間の無効状態は 静的摩擦を増やし より高い起動トルクを必要とします
• 潤滑液:適切な潤滑は,トルクを必要とします.

バターフライバルトルク計算は設計によって異なります.

• 弾性座席の蝶弁:円盤よりわずかに大きい座席は,閉めるときに圧縮され,トルクが増加します.ゴム座席の時間の経過とともに劣化するとトルク要件が変化します.
• 高性能バタフライバル:メタル/メタル複合体の座席は,より高い温度/圧力に耐える.トーク計算では,ディスク座席の干渉,ベアリングの摩擦,および極端な条件下でメディアの性質を考慮する.メタル の 座席 は,ゴム の 座席 と 比べ て,寿命 期間 間 に わたって より 安定 し た トンク を 維持 する.
• 3回オフセットバタフライバル:メタル対メタル座席は,密着密着の精密な製造を必要とする.必要なトルクは,部品の精度と密着密着座席の接触時の初期抵抗に依存する.

このパラメータを持つ水供給システムに8インチ (DN200) のバタフライバルを選択してください.

• 最大圧: 150 psi
• 最大温度: 25°C
• 動力:電動動

製造者のチャートでは,これらの条件では1,180インブトークを示していると仮定すると,1.5の安全系数を使用すると,1,770インブトークチュエータを選択することを示唆します.一部の製造者は,精製された計算のために,アプリケーション特有の安全系数を提供する..

設計の変更はボールバルブトルクに大きく影響する.

• 浮遊ボールバルブ:密封は2つの弾性座席圧縮によって行われる. 液体圧力は,閉ざされたときに座席に対してボールを押す.高圧により摩擦とトルクが増加する.
• トリニオンボールバルブ:追加の上/下幹支柱は高圧座席圧縮を防止することで,トルクを軽減し,大型/高圧アプリケーションに好ましい.
• 上部入口ボールバルブ:一般的に低トルクですが,不適切なサイズ,高い差差,または不十分な潤滑は,要件を大幅に増加させることができます.
• 全孔型 vs 減孔型:フルボールのバルブは圧力の低下を最小限に抑えるが,密封面が大きいため,より多くのトルクを必要とする可能性がある. 縮小ボールの設計はしばしばより少ないトルクを必要とする.
• シートの材料:柔らかい座席 (例えばPTFE) はトルクを減らし,厳しい条件の金属座席はトルクを増加させる.

バルブ特異的なトルク特性,主要な影響要因を理解することで,適切な安全性範囲を組み込む製造者のトルクデータと運用条件を組み合わせることで,最適な結果が得られる.