Các van phục vụ như là các thành phần quan trọng trong các hệ thống điều khiển chất lỏng, nơi hoạt động đáng tin cậy là tối quan trọng.trực tiếp xác định xem một van có thể hoạt động đúng không. mô-men xoắn không đủ có thể ngăn chặn việc mở hoặc đóng hoàn toàn, ảnh hưởng đến hiệu suất hệ thống hoặc gây hỏng.có khả năng dẫn đến rò rỉ hoặc tai nạn nghiêm trọng hơnDo đó, việc ước tính chính xác mô-men xoắn cần thiết cho van quay một phần tư là rất quan trọng cho việc lựa chọn van đúng cách, phù hợp với bộ điều khiển và an toàn hệ thống tổng thể.
Mômen xoắn: Lực thúc đẩy hoạt động van
Mô-men xoắn, đơn giản được định nghĩa, đại diện cho lực cần thiết để xoay thân van. Máy điều khiển tạo ra mô-men xoắn này để xoay thân van, cho phép van mở, đóng hoặc duy trì các vị trí cụ thể.Các loại van khác nhau yêu cầu các mức mô-men xoắn khác nhau do thiết kế và ứng dụng khác nhau của chúngĐiện quay đầu ra của động cơ là thước đo hiệu suất chính của nó. Việc lựa chọn phải đảm bảo đầu ra này đáp ứng các yêu cầu van trong khi duy trì biên an toàn đầy đủ.
Mômen xoắn của động cơ phải vượt quá mômen xoắn ngắt của van (được thảo luận sau). Mômen xoắn không đủ có thể khiến van mở một phần hoặc bị kẹt giữa hoạt động, làm gián đoạn hiệu suất hệ thống.Động lực quá mức có nguy cơ hư hỏng van và rò rỉ tiềm năng.
Hiểu các loại mô-men xoắn
Một số loại mô-men xoắn tồn tại trong quá trình vận hành van. Hiểu các khái niệm này là điều cần thiết để ước tính chính xác:
-
Động lực ngắt:Còn được gọi là mô-men xoắn mở, nó đại diện cho lực cần thiết để mở một van hoàn toàn đóng.
-
Mô-men xoắn chạy:Còn được gọi là mô-men xoắn giữa nhịp, điều này duy trì chuyển động van bằng cách vượt qua ma sát ở bất kỳ vị trí mở nào.nó đặc biệt quan trọng đối với van thường xuyên điều chỉnh.
-
Động lực đóng:Còn được gọi là mô-men xoắn chỗ ngồi, điều này đảm bảo khép kín hoàn toàn bằng cách tạo ra sự tiếp xúc kín chặt chẽ giữa các bề mặt.
-
Động cơ xoắn gốc tối đa cho phép (MAST):Các thành phần van mô-men xoắn tối đa (như thân) có thể chịu được mà không bị hư hỏng. Mô-men xoắn của máy điều khiển không bao giờ vượt quá MAST. Trong khi các van thủ công hiếm khi tiếp cận giới hạn MAST do lực lượng con người hạn chế,Các thiết bị điều khiển điện / khí nén cần được kiểm tra cẩn thận.
Mức độ an toàn: Một cân nhắc quan trọng
Với sự khác biệt tính toán không thể tránh khỏi, biên an toàn đủ đảm bảo hoạt động đáng tin cậy. Một thực tiễn tiêu chuẩn thêm 25% vào mô-men xoắn tính toán. Ví dụ: nếu đóng đòi hỏi 125 in-lb,chọn một thiết bị điều khiển được định giá cho 150 in-lb.
Ngoài đường cơ bản này, tỷ lệ mô-men xoắn của MAST-actuator khác nhau tùy theo ứng dụng:
-
Điều kiện tiêu chuẩn:MAST nên vượt quá mô-men xoắn của động cơ 1,2x
-
Ứng dụng sử dụng nặng (ví dụ: nước thải):1.5x tối thiểu
-
Các hệ thống quan trọng đối với an toàn (ví dụ: tắt khẩn cấp):Ít nhất 2 lần
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến mô-men xoắn
Các nhà sản xuất xem xét các biến số này khi tính mô-men xoắn:
-
Kích thước và áp suất:Các van lớn hơn và áp suất cao hơn thường đòi hỏi mô-men xoắn lớn hơn.
-
Tăng áp khác nhau:Sự khác biệt cao hơn làm tăng yêu cầu mô-men xoắn.
-
Tài sản phương tiện truyền thông:Loại chất lỏng (lỏng / khí / bùn), độ nhớt và hàm lượng hạt ảnh hưởng đến mô-men xoắn.
-
Nhiệt độ:Ảnh hưởng đến hiệu suất vật liệu ghế, thay đổi yêu cầu mô-men xoắn.
-
Vật liệu ghế:Ghế mềm thường cần mô-men xoắn ít hơn ghế cứng.
-
Thời gian nghỉ ngơi:Không hoạt động kéo dài làm tăng ma sát tĩnh, đòi hỏi mô-men xoắn khởi động cao hơn.
-
Lôi trơn:Lôi trơn đúng cách làm giảm nhu cầu mô-men xoắn.
Đặc điểm mô-men xoắn theo loại van
Van bướm
Tính toán mô-men xoắn của van bướm khác nhau theo thiết kế:
-
Các van bướm ghế đàn hồi:Ghế ngồi lớn hơn một chút so với đĩa nén khi đóng, làm tăng mô-men xoắn.
-
Các van bướm hiệu suất cao:Ghế kim loại / kim loại tổng hợp chịu được nhiệt độ / áp suất cao hơn. Các tính toán mô-men xoắn xem xét sự can thiệp của ghế đĩa, ma sát và tính chất của phương tiện trong điều kiện cực đoan.Ghế kim loại duy trì mô-men xoắn nhất quán hơn trong suốt tuổi thọ của chúng so với cao su.
-
Các van bướm triple-offset:Ghế ngồi kim loại-kim loại đòi hỏi sản xuất chính xác cho các niêm phong chặt chẽ. mô-men xoắn cần thiết phụ thuộc vào độ chính xác của thành phần và sức đề kháng ban đầu khi niêm phong tiếp xúc với ghế.
Nghiên cứu trường hợp: Chọn van bướm
Xem xét việc chọn van bướm 8 inch (DN200) cho hệ thống cung cấp nước với các thông số sau:
- Áp suất tối đa: 150 psi
- Nhiệt độ tối đa: 25°C
- Động lực: Động lực điện
Giả sử các biểu đồ của nhà sản xuất cho thấy mô-men xoắn 1,180 in-lb trong các điều kiện này, áp dụng một nhân số an toàn 1,5 đề nghị chọn một động cơ 1.770 in-lb.Một số nhà sản xuất cung cấp các yếu tố an toàn cụ thể cho ứng dụng để tính toán tinh chỉnh.
Máy phun bóng
Các biến thể thiết kế ảnh hưởng đáng kể đến mô-men xoắn của van quả bóng:
-
Máy phun bóng nổi:Việc niêm phong xảy ra thông qua hai nén ghế đàn hồi.
-
Máy phun bóng trunnion:Hỗ trợ thân trên / dưới bổ sung làm giảm mô-men xoắn bằng cách ngăn ngừa nén ghế áp suất cao, làm cho chúng được ưa thích cho các ứng dụng lớn / áp suất cao.
-
Máy phun bóng đầu vào:Nói chung là mô-men xoắn thấp, nhưng kích thước không phù hợp, chênh lệch cao hoặc bôi trơn không đầy đủ có thể làm tăng đáng kể yêu cầu.
-
Full-bore vs. reduced-bore:Các van ống đầy đủ làm giảm thiểu giảm áp suất nhưng có thể yêu cầu mô-men xoắn nhiều hơn do bề mặt niêm phong lớn hơn.
-
Vật liệu ghế:Ghế mềm (ví dụ, PTFE) làm giảm mô-men xoắn, trong khi ghế kim loại cho điều kiện khắc nghiệt làm tăng nó.
Kết luận
Ước tính mô-men xoắn chính xác của van một phần tư quay là nền tảng cho hoạt động hệ thống an toàn, đáng tin cậy.và kết hợp các biên an toàn thích hợpCác ứng dụng thực tế nên kết hợp dữ liệu mô-men xoắn của nhà sản xuất với điều kiện hoạt động để có kết quả tối ưu.
