در دنیای سیستم های کنترل سیال ، دقت و قابلیت اطمینان از اهمیت ویژه ای برخوردار است. این که آیا شما در اتوماسیون صنعتی ، سیستم های هیدرولیک یا برنامه های پنوماتیک کار می کنید ، امکان کنترل سرعت جریان با دقت استثنایی می تواند تفاوت بین عملکرد بهینه و خرابی سیستم را ایجاد کند. این جایی است که دریچه های جریان متناسب به بازی می روند و به عنوان دستگاه های کنترل پیشرفته ای خدمت می کنند که در نحوه نزدیک شدن مهندسین به مدیریت سیال متحول شده است.
درک اصول
A دریچه جریان متناسبیک نوع پیشرفته از شیر کنترل است که سرعت جریان سیال را به نسبت مستقیم با یک سیگنال ورودی تنظیم می کند ، به طور معمول یک جریان الکتریکی یا ولتاژ. بر خلاف دریچه های روشن/خاموش سنتی که به سادگی باز یا بسته می شوند ، دریچه های جریان متناسب کنترل بی نهایت متغیر را در محدوده عملیاتی خود فراهم می کنند. این بدان معنی است که آنها می توانند هر میزان جریان مطلوب را بین صفر و حداکثر ظرفیت خود حفظ کنند و به صورت پویا به تغییر تقاضای سیستم پاسخ دهند.
جنبه "متناسب" به رابطه خطی بین سیگنال ورودی و موقعیت باز شیر اشاره دارد. به عنوان مثال ، اگر دریچه ای از سیگنال ورودی 50 ٪ دریافت کند ، به 50 ٪ از حداکثر ظرفیت خود باز می شود و تقریباً 50 ٪ از حداکثر سرعت جریان خود را تحویل می دهد. این رفتار قابل پیش بینی باعث می شود این دریچه ها در برنامه هایی که نیاز به کنترل دقیق جریان دارند ، ارزشمند باشد.
شیرهای جریان متناسب چگونه کار می کنند
عملکرد یک دریچه جریان متناسب در اطراف سیستم کنترل الکترونیکی آن و محرک مکانیکی. دریچه یک سیگنال ورودی آنالوگ را دریافت می کند ، معمولاً a4-20 میلی آمپرحلقه فعلی یا0-10 ولتسیگنال ولتاژ ، از یک سیستم کنترل مانند PLC (کنترل کننده منطق قابل برنامه ریزی) یا کنترل کننده جریان اختصاصی.
این سیگنال الکتریکی توسط الکترونیک داخلی دریچه پردازش می شود که آن را از طریق فن آوری های مختلف محرک ، به حرکت مکانیکی تبدیل می کند. متداول ترین محرک ها شامل سلولهای متناسب ، موتورهای سروو یا محرک های سیم پیچ صوتی است. این محرک ها دقیقاً عنصر کنترل جریان دریچه را - که معمولاً یک قرقره ، پوپت یا سوزن است - برای دستیابی به باز شدن جریان مورد نظر قرار می دهند.
بسیاری از شیرهای جریان متناسب مدرن شامل می شوندسیستم های بازخورد حلقه بستهبا استفاده از سنسورهای موقعیت یا سنسورهای جریان. این بازخورد به شیر اجازه می دهد تا به طور مداوم موقعیت واقعی خود یا میزان جریان حاصل را کنترل کند و تنظیمات در زمان واقعی را برای حفظ دقت انجام دهد ، حتی اگر شرایط سیستم به دلیل تغییرات فشار یا نوسانات دما تغییر کند.
انواع و تنظیمات
شیرهای جریان متناسب در چندین پیکربندی متناسب با برنامه های مختلف ارائه می شوند. کنترل شیرهای فعال مستقیم از طریق یک درگاه واحد ، آنها را برای کارهای تنظیم ساده جریان ایده آل می کند. دریچه های خلبانی با استفاده از یک مرحله آزمایشی کوچک برای کنترل یک مرحله اصلی بزرگتر ، از ظرفیت جریان بالا و در عین حال حساسیت به کنترل دقیق استفاده می کنند.
دریچه های جریان متناسب دو طرفهجریان کنترل در یک جهت واحد و معمولاً برای برنامه های تنظیم جریان استفاده می شود.دریچه های سه طرفهمی تواند جریان بین دو رسانه را مستقیماً یا جریان از دو ورودی را هدایت کند ، و آنها را برای منحرف کردن یا مخلوط کردن برنامه ها مناسب می کند.
طراحی داخلی بر اساس نیازهای برنامه متفاوت است. دریچه های نوع قرقره ویژگی های جریان عالی را ارائه می دهند و در سیستم های هیدرولیک شیوع دارند. دریچه های نوع پوپت قابلیت خاموش کردن محکم را فراهم می کنند و اغلب در برنامه های پنوماتیک استفاده می شوند. دریچه های سوزن در برنامه هایی که نیاز به تنظیم جریان بسیار خوب دارند ، برتری دارند و در سیستم های دوز دقیق رایج هستند.
برنامه های کاربردی در صنایع
شیرهای جریان متناسب برنامه هایی را در صنایع متعددی پیدا می کنند که کنترل جریان دقیق آن بسیار مهم است. درتولید و اتوماسیون، آنها سرعت سیلندرهای هیدرولیک و محرک های پنوماتیک را کنترل می کنند و کنترل حرکت صاف و دقیق را در خطوط مونتاژ ، تجهیزات بسته بندی و سیستم های انتقال مواد امکان پذیر می کنند.
درصنعت خودروبه طور گسترده از این دریچه ها در تجهیزات آزمایش ، سیستم های اسپری رنگ و عملیات مطبوعات هیدرولیک استفاده می کند. درهوا و فضا، آنها برای کنترل جریان سوخت ، سیستم های فشار کابین و محرک های کنترل پرواز هیدرولیک که دقت و قابلیت اطمینان غیر قابل مذاکره است ، ضروری هستند.
امکانات تصفیه آباز دریچه های جریان متناسب برای دوز شیمیایی استفاده کنید ، که در آن مقادیر دقیق مواد شیمیایی درمانی باید به جریان آب اضافه شود. درصنعت داروییبرای دوز دقیق مواد تشکیل دهنده مواد در فرآیندهای تولید دارو ، به این دریچه ها متکی است ، جایی که دقت به طور مستقیم بر کیفیت محصول و رعایت نظارتی تأثیر می گذارد.
مزایا و مزایا
مزیت اصلی دریچه های جریان متناسب در آنها نهفته استدقت کنترل استثناییبشر آنها به طور معمول می توانند دقت جریان را در 2-5 ± از نقطه تنظیم حفظ کنند ، بسیار برتر از دریچه های دستی یا کنترل های ساده/خاموش. این دقت به بهبود کیفیت محصول ، کاهش زباله و کارآیی بهتر فرآیند تبدیل می شود.
کارایی انرژییکی دیگر از مزایای مهم است. با ارائه فقط جریان دقیق مورد نیاز در هر لحظه ، شیرهای جریان متناسب زباله های انرژی مرتبط با سیستم های ثابت جریان بالا را که از دریچه های فشار فشار یا مدارهای بای پس برای مدیریت جریان اضافی استفاده می کنند ، از بین می برند.
قابلیت ادغام این دریچه ها با سیستم های کنترل مدرن ، استراتژی های پیشرفته اتوماسیون را امکان پذیر می کند. آنها می توانند به چندین سیگنال ورودی پاسخ دهند ، در الگوریتم های کنترل پیچیده شرکت کنند و بازخورد تشخیصی را به سیستم های نگهداری ، پشتیبانی از استراتژی های پیش بینی نگهداری ارائه دهند.
ملاحظات انتخاب
هنگام انتخاب شیر جریان متناسب ، باید چندین عامل در نظر گرفته شود.دامنه جریاناساسی است - دریچه باید حداقل و حداکثر نیاز جریان برنامه را کنترل کند. رتبه بندی فشار باید از حداکثر فشار سیستم ، از جمله هر گونه سنبله فشار فراتر رود.
زمان پاسخ در برنامه های پویا بسیار مهم است. برخی از سیستم ها نیاز به تغییرات سریع جریان دارند ، در حالی که برخی دیگر ثبات را بیش از سرعت در اولویت قرار می دهند. سازگاری سیگنال کنترل باید با خروجی های سیستم کنترل موجود مطابقت داشته باشد و نیازهای برق باید با منبع الکتریکی موجود هماهنگ باشد.
شرایط محیطی مانند افراط دما ، لرزش و سطح آلودگی بر انتخاب دریچه تأثیر می گذارد. سازگاری رسانه تضمین می کند که مواد شیر می توانند مایعات خاص را بدون تخریب یا آلودگی کنترل کنند.
پایان
دریچه های جریان متناسب نشان دهنده یک فناوری سنگ بنای در سیستم های کنترل مایعات مدرن است و دقت و انعطاف پذیری مورد نیاز در برنامه های خواستار امروز را ارائه می دهد. توانایی آنها در ارائه کنترل دقیق و قابل تکرار جریان ضمن ادغام یکپارچه با سیستم های کنترل الکترونیکی ، آنها را در صنایع مختلف از تولید تا هوافضا ضروری می کند.
از آنجا که اتوماسیون به پیشرفت خود ادامه می دهد و الزامات دقیق به طور فزاینده ای سختگیرانه می شوند ، بدون شک دریچه های جریان متناسب نقش مهمی در فعال کردن سیستم های کنترل کارآمد ، قابل اعتماد و دقیق دارند. برای مهندسان و طراحان سیستم ، درک توانایی های این دریچه ها و کاربرد مناسب برای توسعه راه حل های بهینه شده کنترل سیال که هم نیازهای فعلی و هم چالش های آینده را برآورده می کند ، ضروری است.
